[实用新型]一种基于光通信交换单元的异构加速计算系统

说明书

本实用新型公开了一种基于光通信交换单元的异构加速计算系统，属于计算机存构建领域，包括通用处理器模块、光通信交换单元和FPGA服务器；所述通用处理器模块双向信号连接有CPRI接口，所述通用处理器模块通过CPRI接口与光通信交换单元双向信号连接，所述光通信交换单元双向信号连接有光通信接口，所述光通信交换单元通过光通信接口与FPGA服务器双向信号连接。通过不同的FPGA服务器既可以分别独立的执行不同的计算任务，也可以相互配合分别执行同一计算任务中的不同计算步骤，提高了整体的运算速度与并行度；另外，该系统能够兼容各种常用的硬件接口，能够对各种算法提供统一的软件接口；利用该系统可实现各种算法运算。

技术领域

本实用新型涉及计算机存构建领域，更具体地说，涉及一种基于光通信交换单元的异构加速计算系统。

背景技术

随着大数据时代的到来，目前传统CPU计算能力已无法支持大规模的数据计算，异构计算的优势逐步凸显，现有技术中通常采用的异构加速计算架构为CPU+GPU方案，即通过CPU及GPU板卡的组合，由CPU发送计算指令及源操作数，由GPU板卡利用计算指令对源操作数实现相应当计算，来实现对于数据的加速处理；或者CPU+FPGA方案，即直接在CPU上插上一个FPGA计算卡，由CPU发送源操作数及控制信息至FPGA计算卡，由FPGA计算卡利用控制信息对源操作数进行相应的加速计算，但是CPU+GPU方案在功耗较大的同时能耗较低，因此人们开始重视高性能异构计算机的研发。

CN104657330A中公开一种基于x86架构处理器和FPGA的高性能异构计算平台，在现有平台当基础上，具有x86架构处理器的通用处理器模块、PCIeSWITCH模块和FPGA计算模块，但其采用PCIe接口，扩展及组网方面均受到限制，灵活性不强。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种基于光通信交换单元的异构加速计算系统，具备使得整个系统的扩展性更强，组网更加灵活，且可实现大规模的搭建，提高了整体的运算速度与并行度的优点，解决了现有的异构计算机平台扩展及组网方面均受到限制，灵活性不强的问题。

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种基于光通信交换单元的异构加速计算系统，包括通用处理器模块1、光通信交换单元2和FPGA服务器3；所述通用处理器模块1通过CPRI接口4与所述光通信交换单元2双向信号连接，所述光通信交换单元2通过光通信接口5与所述FPGA服务器3双向信号连接。

优选的，所述光通信交换单元2包括光通信交换机一21和光通信交换机二22，所述光通信交换机一21的容量大于所述光通信交换机二22的容量，所述光通信交换机二22与所述光通信交换机一21双向信号连接，所述光通信交换机二22通过所述光通信接口5与所述FPGA服务器3双向信号连接。

优选的，所述光通信交换机一21和光通信交换机二22均为以太网交换机，每个所述光通信交换机一21均与多个光通信交换机二22的连接。

优选的，所述光通信交换单元2包括光通信交换机，所述光通信交换机通过所述光通信接口5与所述FPGA服务器3双向信号连接。

优选的，所述光通信交换机为以太网交换机；所述光通信交换机为多个，多个所述光通信交换机分别与所述通用处理器模块1双向信号连接。

优选的，所述光通信接口5为以太网接口。

优选的，所述FPGA服务器3为至少一个，每个所述FPGA服务器3均包括至少一个板卡，所述板卡的内壁插接有至少一个FPGA计算卡6。

进一步的，每个所述FPGA计算卡6均包括光通信接口控制单元61、接口格式转换单元62以及计算单元63，所述光通信接口控制单元61与光通信接口5双向信号连接，所述光通信接口控制单元61与所述接口格式转换单元62双向信号连接，所述接口格式转换单元62与所述计算单元63双向信号连接。