[发明专利]一种全局共享I/O服务器的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机应用技术领域,具体地说是一种全局共享I/O服务器的设计方法。

背景技术

高端服务器一般是指由8颗或8颗以上处理器构成的内存共享服务器系统，其具有较强的计算能力和IO扩展能力，广泛应用于对性能和可靠性要求较高的关键行业。高端计算机的组成一般包括计算子系统、I/O子系统、互连子系统以及管理子系统等部分。

传统此类型的服务器的组成如图1所示，计算子系统通过高速互连总线连接至互连子系统，计算子系统之间可以实现跨节点的访问，举例来说，计算子系统1可以访问计算子系统2中的处理器和内存资源。多个计算子系统之间通过互连子系统的连接从而可以实现8颗、16颗、32颗甚至更多颗处理器的互连，而且所有处理器的内存是共享的。另外，每个计算子系统都有其对应的I/O子系统实现IO的扩展，I/O子系统是附属于该计算子系统的，两者通过I/O互连总线通信。这种设计有一个显著的缺点就是I/O扩展性差、不能实现灵活的全局I/O共享。比如I/O子系统1只能被计算子系统1访问，其他计算子系统中想要访问I/O子系统1时必须通过计算子系统1，整个访问跳步较长，而且当计算子系统1停止使用时，其对应的I/O子系统1也无法使用了。

发明内容

本发明提出了一种实现全局共享I/O服务器的设计方法，其实现的功能是服务器内的所有I/O（输入输出）设备资源对所有处理器都是可以访问控制的。

本发明的目的是按以下方式实现的，全局共享I/O服务器系统包括：计算子系统、I/O子系统和互连子系统，任意计算子系统内的处理器通过节点控制器连接至互连子系统，所有处理器都能访问任意的I/O子系统中的I/O控制器，从而实现全局I/O资源的共享，其中：

计算子系统，负责服务器中的数据计算及处理，包括处理器、内存和节点控制器，其中节点控制器与互连子系统连接；

I/O子系统，负责服务器中的数据存储和数据传输，包括I/O控制器和若干个用于I/O扩展的PCIe插槽，其中I/O控制器与互连子系统连接，PCIe插槽用于连接I/O设备；

互连子系统，负责服务器中所有模块间的互连，包括高速互连芯片，互连子系统与计算子系统和I/O子系统连接。

本发明的有益效果是：为了解决I/O资源的灵活配置问题，本发明提出了一种全局共享I/O的服务器实现方法。如图2所示，计算子系统还是通过高速互连总线连接到互连子系统，实现处理器、内存资源的共享，同时I/O子系统也连接到互连子系统上，这样任意计算子系统的处理器就可以通过互连子系统访问所有的I/O子系统的资源，从而实现全局I/O的共享。

附图说明

图1是传统高端服务器各部分组成结构示意图；

图2是基于I/O共享的高端服务器组成结构示意图；

图3是 I/O共享的高端服务器的系统结构示意图。

具体实施方式

参照说明书附图对本发明的方法作以下详细地说明。

如图3所示，本发明的一种实现全局共享I/O服务器的设计方法，其组成包括：（1）计算子系统；（2）I/O子系统；（3）互连子系统。

（1）计算子系统：包括处理器、内存和节点控制器。本发明中以2颗处理器为例，每颗处理器都有各自的内存，两颗处理器通过Cache一致性总线连接到节点控制器，然后节点控制器连接到互连子系统。其中节点控制器的作用是构成全局Cache一致性的紧耦合内存共享系统。

（2）I/O子系统：其主要包括I/O控制器和若干个用于I/O扩展的PCIe插槽。其中I/O控制器连接到互连子系统，PCIe插槽用于连接I/O设备，比如硬盘、网络接口等。

（3）互连子系统：主要包括高速互连芯片，高速互连芯片负责连接计算子系统中的节点控制器和和I/O子系统中I/O控制器。

在上述服务器系统中，任意计算子系统内的处理器通过互连子系统都可以访问任意的I/O子系统中的I/O控制器，从而实现全局I/O资源的共享。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。