[发明专利]用于调度可共享PCIE端点设备的系统和方法

说明书

公开了用于通过向耦接到PCIe交换机的多个主计算机中的主计算机分配时间配额来与多个主计算机共享PCIe端点设备的系统和方法，其中该时间配额识别在该主计算机排他地访问耦接到该PCIe交换机的可共享PCIe端点设备期间的持续时间。在该时间配额期间，将来自该主计算机的请求传输到该PCIe交换机的仿真PCIe端点设备，并且然后在分配给该主计算机的该时间配额期间将该请求从该仿真PCIe端点设备重新引导到该可共享PCIe端点设备。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年6月2日提交的美国临时专利申请序列号63/033,216和于2021年1月18日提交的美国非临时专利申请序列号17/151,316的优先权，其各自的内容全文以引用方式并入本文。

背景技术

快速外围部件互联(PCIe)是在系统级处实现串行、交换分组、点对点通信标准的第三代输入输出(3GIO)系统。PCIe已实现优于现有共享总线系统的许多优点，诸如服务质量(QoS)、外部设备之间的高速对等通信、适应性和低引脚计数。基本PCIe架构可包括根联合体、PCIe交换机和PCIe端点设备。根联合体通常与处理器相关联，并且负责通过在开启电源时执行枚举过程来配置交换机结构。由于PCIe连接是点对点的，因此PCIe交换机用于扩展交换机结构。

PCIe端点设备的全部潜力仅在高峰工作负载期间由PCIe交换机结构的系统软件利用。例如，如果PCIe端点设备(包括但不限于raid控制器卡或网络卡)用于启用对存储区域网络(SAN)环境内的存储介质的访问，则PCIe端点设备的平均性能利用率将在可由PCIe端点设备递送的实际吞吐量的10％至20％之间变化。

因此，本领域需要的是一种用于改进PCIe端点设备的处理能力的利用率的系统和方法。

发明内容

本发明的方法和装置涉及快速外围部件互联(PCIe)设备，并且涉及对在两个或更多个主计算机之间共享的PCIe端点设备的管理。所公开的方法和装置使得在PCIe交换机的管理服务器上运行的软件能够有效地使用在耦接到PCIe交换机的PCIe端点设备中可用的可用计算和处理能力以节省功率和成本。

公开了一种与多个主计算机共享PCIe端点设备的方法，该方法包括：由管理服务器向耦接到PCIe交换机的多个主计算机中的一个主计算机分配时间配额，其中该时间配额识别在主计算机排他地访问耦接到PCIe交换机的可共享PCIe端点设备期间的持续时间。该方法进一步包括：在分配给主计算机的时间配额期间，在主计算机处产生以PCIe交换机的仿真PCIe端点设备为目标的请求，并且在分配给主计算机的时间配额期间将该请求从仿真PCIe端点设备重新引导到可共享PCIe端点设备。

公开了一种用于与多个主计算机共享PCIe端点设备的系统。该系统包括PCIe交换机和耦接到PCIe交换机的多个主计算机。PCIe交换机提供与多个主计算机中的每个主计算机相关联的仿真PCIe端点设备。该系统进一步包括耦接到PCIe交换机的可共享PCIe端点设备和耦接到PCIe交换机的管理服务器。管理服务器向多个主计算机中的一个主计算机分配时间配额，其中该时间配额识别在主计算机排他地访问可共享PCIe端点设备期间的持续时间。PCIe交换机和管理服务器被进一步配置为在分配给主计算机的时间配额期间将由主计算机产生的以仿真PCIe端点设备为目标的请求重新引导到可共享PCIe端点设备。