專利名稱：一種基于Opteron處理器的服務(wù)器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計算機領(lǐng)域，尤其涉及一種基于刀片服務(wù)器系統(tǒng)、采用Opteron處理器實現(xiàn)的無縫服務(wù)器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
高性能服務(wù)器的核心技術(shù)是高端處理器芯片，目前HP、IBM和SUN三家公司都提供高端處理器芯片，例如HP公司除了提供PA-RISC系列的64位處理器芯片同時還與Intel公司合作開發(fā)了Itanium 2系列的處理器芯片，IBM公司提供Power系列的64位處理器芯片，SUN公司則擁有UltraSPARC系列的64位處理器芯片。
隨著Intel公司的Itanium和Xeon系列的處理器以及AMD公司的Opteron處理器進入高端服務(wù)器領(lǐng)域，很多新的服務(wù)器設(shè)備供應(yīng)商通過采用Intel或AMD公司的處理器來構(gòu)建多處理器服務(wù)器平臺，其不僅在性能上，而且在應(yīng)用的靈活性和開放性上都逐漸逼近或超過傳統(tǒng)的RISC服務(wù)器。
目前基于Intel處理器構(gòu)建的4路或4路以上的服務(wù)器系統(tǒng)已經(jīng)可以由多家公司提供，例如HP公司提供的8路的Proliant DL740/DL760系統(tǒng)、IBM公司提供的32路的xSeries 445系統(tǒng)以及Unisys公司提供的32路的ES7000系統(tǒng)。
由于AMD公司的Opteron處理器之間互連的橋片比較少，所以基于AMD處理器構(gòu)建的4路或4路以上的服務(wù)器系統(tǒng)則比較少。目前所提供的4路以上的Opteron服務(wù)器主要是無縫(Glueless)服務(wù)器系統(tǒng)，即采用Opteron處理器之間的直連通道實現(xiàn)處理器之間互連的服務(wù)器系統(tǒng)。由于受Opteron處理器目前規(guī)格的限制，這種Glueless系統(tǒng)在采用單核Opteron處理器時的最大配置是8路服務(wù)器系統(tǒng)。當然，隨著Opteron處理器后續(xù)產(chǎn)品的推出，支持的Glueless系統(tǒng)的最大配置會有所擴展。
圖1是Iwill公司推出的基于Opteron處理器的8-socket Glueless的H8501系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，其它廠家推出的系統(tǒng)在系統(tǒng)架構(gòu)還是在規(guī)格上都類似。在系統(tǒng)架構(gòu)上H8501主要采用了雙層主板、5U機架式的結(jié)構(gòu)。整個系統(tǒng)主要包括兩塊主板(Main Board)，用來提供系統(tǒng)的CPU模塊、內(nèi)存以及IO模塊。每塊主板提供四個處理器插座(CPU Socket)，每個處理器插座對外連接2個內(nèi)存模塊，每個內(nèi)存模塊中有4個DIMM(Dual-Inline-Memory-Modules，雙列直插式存儲模塊)條。整個系統(tǒng)最大提供32個DIMM條的內(nèi)存模塊。兩塊主板之間通過專門的HTX Pro連接器經(jīng)小背板互連。系統(tǒng)所需的電源模塊和風(fēng)扇模塊直接在5U機箱上提供。
由上可知，現(xiàn)有的基于Opteron服務(wù)器的Glueless服務(wù)器系統(tǒng)主要存在以下缺點(1)系統(tǒng)配置的靈活性差，整個系統(tǒng)由兩塊主板組成，因此系統(tǒng)實際上只支持兩種類型的配置方式4-socket系統(tǒng)和8-socket系統(tǒng)。
(2)系統(tǒng)的可安裝性差，兩塊主板直接固定在機箱內(nèi)，不利于安裝和更換。
(3)系統(tǒng)提供的設(shè)備管理功能差，系統(tǒng)中的兩塊主板提供BMC(BoardManagement Controller，單板管理控制器)插卡。BMC卡對外提供IPMI(Intelligent Platform Management Interface，智能平臺管理接口)接口，通過IPMI接口連接系統(tǒng)外的設(shè)備管理模塊。因此系統(tǒng)要提供良好的設(shè)備管理，還需要額外再增加一個設(shè)備管理模塊來實現(xiàn)。
(4)不方便與其它的服務(wù)器系統(tǒng)組成一個服務(wù)器集群，系統(tǒng)如果要與其它的服務(wù)器系統(tǒng)通過以太網(wǎng)等方式組成服務(wù)器集群時，還需要通過系統(tǒng)主板提供的以太網(wǎng)接口連接到一個專門的以太網(wǎng)交換設(shè)備來實現(xiàn)。
(5)系統(tǒng)缺乏良好的模塊化設(shè)計，在一塊主板上集成了太多的硬件單元，不利于系統(tǒng)進行模塊化的升級，也不利于系統(tǒng)維護。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有基于Opteron處理器的服務(wù)器系統(tǒng)在配置的靈活性、系統(tǒng)的可安裝性差、系統(tǒng)提供的設(shè)備管理功能等方面比較差，不方便與其它的服務(wù)器系統(tǒng)組成一個服務(wù)器集群以及系統(tǒng)缺乏良好的模塊化設(shè)計，不利于系統(tǒng)進行模塊化的升級與系統(tǒng)維護等問題。
為了實現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種基于Opteron處理器的服務(wù)器系統(tǒng)，所述服務(wù)器系統(tǒng)包括多塊處理器板和多塊IO板，所述處理器板和IO板分別置入刀片服務(wù)器的固定槽位上，所述處理器板和IO板之間通過HT接口經(jīng)背板連接，所述處理器板之間通過cHT接口連接。
所述處理器板至少包括多個處理器插座，所述處理器插座之間通過cHT接口連接，對外提供HT接口；以及多個內(nèi)存模塊，所述內(nèi)存模塊通過內(nèi)存接口與處理器插座連接。
所述IO板至少包括多個IO橋片；以及多個IO控制器，所述IO控制器通過傳統(tǒng)總線與IO橋片連接。
所述處理器板進一步包括處理器板主板和處理器板子板，所述處理器板主板與處理器板子板之間通過連接器連接。
所述處理器板主板至少包括多個處理器插座，所述處理器插座之間通過cHT接口連接，并通過連接器與處理器板子板連接；多個內(nèi)存模塊，所述內(nèi)存模塊通過內(nèi)存接口與處理器插座連接；多個IO橋片，所述IO橋片與處理器插座之間通過HT接口相連；所述處理器板子板至少包括多個處理器插座，所述處理器插座之間通過cHT接口連接，并通過連接器與處理器板主板連接；
多個內(nèi)存模塊，所述內(nèi)存模塊通過內(nèi)存接口與處理器插座連接。
所述IO板至少包括多個IO控制器。
所述系統(tǒng)包括4塊處理器板，每個處理器板包括2個處理器插座。
所述系統(tǒng)包括2塊處理器板主板和2塊處理器板子板，每個處理器板主板和處理器板子板分別包括2個處理器插座。
本發(fā)明提供的服務(wù)器系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(1)系統(tǒng)的用戶配置方式更加靈活，在本發(fā)明中通過多塊處理器板和IO板的方式來實現(xiàn)一個基于Opteron處理器的8-socket Glueless服務(wù)器系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)實際需求，選擇不同的配置方式來實現(xiàn)一個2-socket服務(wù)器系統(tǒng)一直到8-socket服務(wù)器系統(tǒng)之間的多種配置；(2)采用刀片服務(wù)器架構(gòu)來實現(xiàn)，單板通過拉手條和導(dǎo)軌的配合，可以方便地實現(xiàn)單板的現(xiàn)場拆除和安裝；(3)在已有的刀片服務(wù)器硬件平臺上實現(xiàn)的8-socket Glueless服務(wù)器系統(tǒng)，提供了比現(xiàn)有8-socket Glueless服務(wù)器系統(tǒng)更加豐富的設(shè)備管理功能；(4)與刀片服務(wù)器中的其它服務(wù)器系統(tǒng)都統(tǒng)一放在一個刀片服務(wù)器硬件平臺上，可以方便地與其他服務(wù)器系統(tǒng)組成一個大的服務(wù)器集群系統(tǒng)；(5)服務(wù)器系統(tǒng)中的處理器板和IO板分別通過多塊單板來實現(xiàn)，可以增加系統(tǒng)模塊間的故障隔離程度，同時也能提高系統(tǒng)模塊化的升級功能。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的基于Opteron處理器的8-socket服務(wù)器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明提供的一個實施例中基于Opteron處理器的8-socket服務(wù)器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明提供的一個實施例中處理器板的組成結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明提供的一個實施例中IO板的組成結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明提供的另外一個實施例中基于Opteron處理器的8-socket服務(wù)器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖6是本發(fā)明提供的另外一個實施例中處理器主板的組成結(jié)構(gòu)圖；圖7是本發(fā)明提供的另外一個實施例中處理器子板的組成結(jié)構(gòu)圖；圖8是本發(fā)明提供的另外一個實施例中IO板的組成結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明在Blade Server(刀片服務(wù)器)硬件平臺上面實現(xiàn)了基于AMDOpteron處理器的Glueless的服務(wù)器系統(tǒng)。刀片服務(wù)器是專門為特殊應(yīng)用行業(yè)和高密度計算機環(huán)境設(shè)計的一種高可用高密度的低成本服務(wù)器平臺，每一個刀片實際上就是一塊系統(tǒng)主板，可以運行獨立的操作系統(tǒng)，類似于一個獨立的服務(wù)器。所有的主板可以連接起來提供一個高速的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，可以共享資源，同時實現(xiàn)系統(tǒng)的集中管理。
圖2示出了本發(fā)明提供的在Blade Server硬件平臺上面實現(xiàn)的8-socket系統(tǒng)的構(gòu)成架構(gòu)。
系統(tǒng)包括4塊CPU模塊(CPU module)板和兩塊IO模塊(IO Module)板。處理器板和IO板在單板尺寸和結(jié)構(gòu)上與刀片服務(wù)器的其它硬件單板一樣，通過拉手條和導(dǎo)軌的配合，處理器板和IO板就可以方便地插入到刀片服務(wù)器的固定槽位上。處理器板和IO板的對外接口與刀片服務(wù)器的其它硬件單板兼容，同時由于背板在這些槽位上的連接器和連接信號兼容現(xiàn)有刀片服務(wù)器的其它硬件單板，所以在現(xiàn)有刀片服務(wù)器上增強提供支持本發(fā)明所實現(xiàn)的服務(wù)器系統(tǒng)對原來刀片服務(wù)器所支持的系統(tǒng)規(guī)格沒有影響。
每個處理器板對外提供四個HT(Hyper Transport，超傳輸)接口，每個IO板對外提供兩個HT接口。處理器板和IO板分別通過單板對外提供的HT接口經(jīng)背板來實現(xiàn)互連。HT是AMD等公司提出的一種新型的高速互連接口，是一種高性能、高速度、高帶寬以及點對點的連接接口，使得芯片與芯片之間連接的等待時間達到最低限度。
圖3示出了處理器板的結(jié)構(gòu)，CPU module板主要包括兩個處理器插座(CPUSocket)、內(nèi)存模塊、單板管理控制器模塊、時鐘和電源模塊。兩個處理器插座(CPU Socket)用來放置AMD的Opteron處理器，處理器插座之間通過cHT相連。cHT是支持cache(高速緩存)一致性協(xié)議的HT接口，主要用于處理器和處理器之間互連的HT接口，每個處理器插座對外提供HT和cHT接口。
內(nèi)存模塊由多個DIMM(Dual-Inline-Memory-Modules，雙列直插式存儲模塊)條組成，每組DIMM條通過128bits的DDR(Double Data Rate，雙倍數(shù)據(jù)速率)接口連接到每個Opteron處理器的存儲接口。
單板管理控制器模塊(BMC，Board Management Controller)用來收集單板的運行狀態(tài)信息，包括單板主要模塊的狀態(tài)信息、溫度和電壓信息，通過標準的IPMI經(jīng)背板連接到刀片服務(wù)器系統(tǒng)中的冗余備份的設(shè)備管理集中控制板(圖中未示出)，再通過設(shè)備管理集中控制板上的串口或者網(wǎng)口將設(shè)備運行狀態(tài)信息輸出到機框外的設(shè)備管理軟件系統(tǒng)(圖中未示出)。單板管理控制器模塊通過JTAG(Joint Test Action Group，聯(lián)合測試行動小組，是一種國際標準測試協(xié)議)接口與兩個處理器插座連接，通過I2C(I2C Inter-Integrated Circuit，內(nèi)部集成電路)總線與內(nèi)存模塊連接。電源模塊通過I2C與單板管理控制器模塊連接，時鐘模塊提供系統(tǒng)的時鐘信號。
IO板主要提供系統(tǒng)對外的IO接口，圖4示出了IO板的功能框圖，包括IO控制器、IO橋片、存儲設(shè)備、低速設(shè)備、單板管理控制器模塊、電源和時鐘模塊。
IO控制器提供系統(tǒng)對外的不同的IO接口的控制設(shè)備，這些IO接口包括網(wǎng)絡(luò)接口和存儲接口。網(wǎng)絡(luò)接口包括GE(Gigabit Ethernet，千兆以太網(wǎng))、10GE接口或其它以太網(wǎng)絡(luò)接口。存儲接口包括FC(Fiber Channel，光纖通道)、SATA(Serial ATA，串行ATA)、SCSI(Small Computer System Interface，小型計算機系統(tǒng)接口)、iSCSI或其它存儲設(shè)備接口。
IO橋片與IO控制器之間通過傳統(tǒng)IO總線(Legacy Bus)連接，實現(xiàn)HT總線與傳統(tǒng)總線之間的轉(zhuǎn)換，或者直接對外提供硬盤接口(Harddisk Interface)以及LPC(Low Pin Count，低針數(shù))總線接口，包括計算機的串口、并口、USB(Universal Serial Bus，通用串行總線)接口或其他低速設(shè)備接口。
單板管理控制器模塊用來收集單板的運行狀態(tài)信息，包括單板主要模塊的狀態(tài)信息、溫度和電壓信息，單板管理控制器模塊通過SMBus(SystemManagement Bus，系統(tǒng)管理總線)與IO橋片連接。硬盤通過硬盤接口與IO橋片連接，低速設(shè)備通過LPC總線接口與IO橋片連接。
作為本發(fā)明的另外一個實施例，如圖5所示，系統(tǒng)主要包括兩塊處理器板和兩塊IO板。處理器板提供系統(tǒng)的處理器插座和內(nèi)存模塊。IO板提供系統(tǒng)所需的對外接口。兩塊處理器板對外提供HT總線接口，通過背板進行互連。處理器板和IO板放在一塊背板上。每塊處理器板都與一個與之對應(yīng)的IO板相連。
在本實施例中，由于受到刀片服務(wù)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的限制，刀片服務(wù)器每個單板槽位的散熱能力和尺寸都有限，同時處理器板要包含4個CPU，因此處理器板在結(jié)構(gòu)上就包含一個主板和一個子板。子板只包含兩個處理器插座和對應(yīng)的內(nèi)存模塊。處理器板的其余部分就都放在主板上。子板的電源和時鐘由主板提供。
處理器板主板的結(jié)構(gòu)如圖6所示，主要包括兩個處理器插座(CPU socket)、內(nèi)存模塊、IO橋片、單板管理控制器模塊、時鐘和電源模塊。處理器插座主要用來放置Opteron處理器。內(nèi)存模塊主要包括兩組有多個DIMM條組成的內(nèi)存模塊。每組DIMM條通過128bits的DDR接口連接到每個Opteron處理器的存儲接口。IO橋片主要實現(xiàn)HT總線到如PCI(Peripheral Component Interconnect，外部設(shè)備互連)、PCI-E或PCI-X等傳統(tǒng)IO總線的轉(zhuǎn)換功能。本地IO設(shè)備如BIOS(Basic Input/Output System，基本輸入輸出系統(tǒng))等連接到一個IO橋片上。另外一個IO橋片提供PCI-E接口連接到IO板。單板管理控制器模塊用來收集單板的運行狀態(tài)信息，包括單板主要模塊的狀態(tài)信息、溫度和電壓信息。并且通過標準的IPMI接口經(jīng)背板連接到刀片服務(wù)器系統(tǒng)中的冗余備份的設(shè)備管理集中控制板。再通過設(shè)備管理集中控制板上的串口或者網(wǎng)口將設(shè)備運行狀態(tài)信息輸出到機框外的設(shè)備管理軟件。每個處理器插座提供一個cHT接口，通過連接器連接到子板上，與子板上的其它處理器進行通信。
圖7示出了處理器板子板的結(jié)構(gòu)，主要包括兩個處理器插座和對應(yīng)的內(nèi)存模塊。子板上的兩個處理器插座通過連接器連接主板的其它兩個處理器插座。子板上的處理器插座和內(nèi)存模塊需要的電源和時鐘通過子板上的連接器從主板上獲得。
圖8示出了IO板的結(jié)構(gòu)。IO板主要提供系統(tǒng)對外的IO接口，包括各種IO控制器、本地IO設(shè)備、單板管理控制器模塊、電源和時鐘模塊。IO控制器是主要提供系統(tǒng)對外不同IO接口(IO Interface)的控制設(shè)備，這些IO接口包括網(wǎng)絡(luò)接口和存儲接口，網(wǎng)絡(luò)接口包括GE、10GE接口或其它以太網(wǎng)絡(luò)接口，存儲接口包括FC、SATA、SCSI、iSCSI或其它存儲設(shè)備接口。IO接口根據(jù)單板所采用的IO控制器的不同而不同。
本地IO設(shè)備包括硬盤或其它低速IO設(shè)備如FLASH等，分別通過硬盤接口(Harddisk Interface)、LPC總線接口連接至IO控制器。單板管理控制器模塊通過SMBus與IO控制器連接，用來收集單板的運行狀態(tài)信息，包括單板主要模塊的狀態(tài)信息、溫度和電壓信息。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于Opteron處理器的服務(wù)器系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(wù)器系統(tǒng)包括多塊處理器板和多塊IO板，所述處理器板和IO板分別置入刀片服務(wù)器的固定槽位上，所述處理器板和IO板之間通過HT接口經(jīng)背板連接，所述處理器板之間通過cHT接口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的服務(wù)器系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器板至少包括多個處理器插座，所述處理器插座之間通過cHT接口連接，對外提供HT接口；以及多個內(nèi)存模塊，所述內(nèi)存模塊通過內(nèi)存接口與處理器插座連接。
3.如權(quán)利要求1所述的服務(wù)器系統(tǒng)，其特征在于，所述IO板至少包括多個IO橋片；以及多個IO控制器，所述IO控制器通過傳統(tǒng)總線與IO橋片連接。
4.如權(quán)利要求1所述的服務(wù)器系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器板進一步包括處理器板主板和處理器板子板，所述處理器板主板與處理器板子板之間通過連接器連接。
5.如權(quán)利要求4所述的服務(wù)器系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器板主板至少包括多個處理器插座，所述處理器插座之間通過cHT接口連接，并通過連接器與處理器板子板連接；多個內(nèi)存模塊，所述內(nèi)存模塊通過內(nèi)存接口與處理器插座連接；多個IO橋片，所述IO橋片與處理器插座之間通過HT接口相連；
6.如權(quán)利要求4所述的服務(wù)器系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器板子板至少包括多個處理器插座，所述處理器插座之間通過cHT接口連接，并通過連接器與處理器板主板連接；多個內(nèi)存模塊，所述內(nèi)存模塊通過內(nèi)存接口與處理器插座連接。
7.如權(quán)利要求4所述的服務(wù)器系統(tǒng)，其特征在于，所述IO板至少包括多個IO控制器。
8.如權(quán)利要求1、2或3所述的服務(wù)器系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括4塊處理器板，每個處理器板包括2個處理器插座。
9.如權(quán)利要求4、5、6或7所述的服務(wù)器系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括2塊處理器板主板和2塊處理器板子板，每個處理器板主板和處理器板子板分別包括2個處理器插座。
全文摘要
本發(fā)明適用于計算機領(lǐng)域，提供了一種基于Opteron處理器的服務(wù)器系統(tǒng)，所述服務(wù)器系統(tǒng)包括多塊處理器板和多塊IO板，所述處理器板和IO板分別置入刀片服務(wù)器的固定槽位上，所述處理器板和IO板之間通過HT接口經(jīng)背板連接，所述處理器板之間通過cHT接口連接。本發(fā)明通過多塊處理器板和IO板的方式來實現(xiàn)一個基于AMD Opteron處理器的Glueless服務(wù)器系統(tǒng)，用戶配置方式更加靈活，單板拆除和安裝方便，設(shè)備管理功能更加豐富，可以方便地與其他服務(wù)器系統(tǒng)組成一個大的服務(wù)器集群系統(tǒng)，同時可以增加系統(tǒng)模塊間的故障隔離程度，提高系統(tǒng)模塊化的升級功能。
文檔編號G06F1/16GK1908849SQ200510036360
公開日2007年2月7日 申請日期2005年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月2日
發(fā)明者甘定良, 洪峰, 王庭紅, 盛春明, 李敏秋, 余進, 張少林, 王寒嗣, 饒興 申請人:華為技術(shù)有限公司