[发明专利]可重构微服务器系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算技术领域，更具体地说，本发明涉及一种可重构微服务器系统。

背景技术

随着数据中心和企业级领域的服务器规模的不断增大，数据中心和大系统能效低下的问题愈发突出和严重，系统功耗无谓消耗和浪费，数据中心的功耗利用率不足10%，由此带来的总体成本问题也越发突出。有数据显示，全球每年服务器消耗的能源费用已经占到了服务器采购费用的一半。

在这样的背景下，微服务器(Micro Server)逐渐进入人们的视野，其概念的提出最早可以追溯到2009年，它是在英特尔关于云数据中心对低功耗服务器需求的基础上倡导的一种创新理念，包括英特尔、AMD、ARM在内的主要处理器厂商都推出了面向微服务器应用的低功耗处理器，HP、Dell等主要服务器厂商也相继推出了其微服务器产品。微服务器采用新型的低功耗处理器，相比传统服务器能效更高，体积更小，因此在相同尺寸的机箱内集成密度更高，目前主要用于对计算资源需求较小的独立主机、静态Web页面支持等网络服务。

目前的微服务器为了提高系统的能效和节点密度，主要采用低功耗处理器或其它低功耗小型化器件来构建系统，导致其在计算能力、存储能力、I/O能力等各方面的绝对性能低于现有的标准服务器，限制了微服务器的应用和推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种可重构微服务器系统结构，其中将低功耗微处理器与可重构加速部件紧密耦合来构建微服务器系统，实现对传统微服务器计算能力、存储能力、I/O（输入输出）能力的增强，形成一种全新的低功耗高性能可重构微服务器系统。

根据本发明，提供了一种可重构微服务器系统，包括：微处理器、系统总线、内存、可重构加速部件以及输入输出外设；其中，微处理器、内存和输入输出外设连接至系统总线，从而微处理器通过系统总线与内存和输入输出外设进行数据交换；而且，可重构加速部件连接至微处理器和/或系统总线，从而与微处理器和/或连接在系统总线上的内存和输入输出外设进行数据交换。

优选地，可重构加速部件采用可编程逻辑器件实现。

优选地，可重构加速部件采用FPGA实现。

优选地，可重构加速部件包括可重构运算加速模块用于通过定制专用的硬件加速计算结构，协助或取代微处理器完成相应的运算处理功能；

此外，可重构加速部件可以连接独立的内存、输入输出外设和其它扩展接口。优选地，可重构加速部件进一步直接连接至内存，并且可重构加速部件包括可重构内存扩展增强模块，用于系统内存容量和带宽的扩展，将连接在可重构加速部件的内存通过接口转换映射到系统总线上，以扩展系统的总内存容量和聚合带宽。

优选地，可重构运算加速模块是通过硬件重构所实现的硬件逻辑模块。

优选地，可重构加速部件进一步直接连接至输入输出外设。

优选地，可重构加速部件进一步直接连接至用于系统功能扩展的扩展接口。

优选地，可重构微服务器系统包括多个可重构加速部件，并且多个可重构加速部件通过扩展接口实现互连与协同；并且扩展接口还用于多个微服务器之间的互连与协同。

优选地，可重构加速部件包括：可重构内存扩展增强模块，用于系统内存容量和带宽的扩展，将连接在可重构加速部件的内存通过接口转换映射到系统总线上，以扩展系统的总内存容量和聚合带宽；并且可重构内存扩展增强模块用于增强内存访问能力，根据内存访问模式进行重构，实现相应的优化策略或加速功能，为微处理器或可重构运算加速模块提供内存访问接口。

优选地，可重构加速部件包括：可重构I/O扩展增强模块，用于实现系统I/O的扩展与增强，其中可重构I/O扩展增强模块对同一个物理接口实现多种I/O接口控制器，以支持多种I/O接口协议和设备，并且，可重构I/O扩展增强模块对系统I/O资源进行整合，而且，可重构I/O扩展增强模块还直接对I/O数据进行运算和处理，以实现离线处理、数据预处理器的功能。

本发明提出的可重构微服务器系统结构，将低功耗微处理器与可重构加速部件紧密耦合来构建微服务器系统，通过可重构运算加速模块、可重构内存扩展增强模块、可重构I/O扩展增强模块等多种功能模块，实现系统计算能力、内存能力、I/O能力等多方面扩展与增强，在保持低功耗的特点的同时，提高了微服务器的处理能力和效率，形成了一种全新的服务器形态。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：