[发明专利]一种异构并行计算装置及运算节点互联网络

权利要求书

1.一种异构并行计算装置，其特征在于，包括以下3个组成部分：

1-a)一个中心控制节点，其作用是实现实时运算加速、任务分配、时序控制和外部通信；

所述中心控制节点由FPGA构成；

所述实时运算加速是指能够完成实时的逻辑和算术运算；

所述任务分配，是指将具备流水或者并行处理的计算任务分配到不同的运算节点完成；将处理逻辑复杂的海量计算交由GPU运算节点完成，而高实时性的逻辑和算术运算交由中心控制节点完成；

所述时序控制，是指为各运算节点提供统一的时间基准和相互间的握手通信；

所述外部通信，是指从外部接受运算任务和数据，并提供运算结果；

1-b)多个GPU运算节点，用作完成运算任务；

1-c)运算节点互联网络，其作用是实现中心控制节点和所有GPU运算节点的通信互联；

所述运算节点互联网络，包括以下3个组成部分：

2-a)一个星形网络，以中心控制节点为中心，通过数据交换节点和每个GPU运算节点进行点对点互联；

2-b)一个环形网络，每个GPU运算节点与相邻的GPU运算节点互联，组成一个环形网络；

2-c)若干数据交换节点，用于中心控制节点、相邻的GPU运算节点之间完成数据转发，是上述星形网络和环形网络的数据交换装置；

所述中心控制节点可以直接与所有GPU运算节点实现点对点通信，用于传递实时控制信息和实时并行计算任务以及数据；

所述环形网络适合于大规模的流水线式运算处理；所处理的数据可以通过环形网络逐级传递而不需要通过中心控制节点，以减轻中心控制节点的数据吞吐率；

所述数据交换节点能够支持4个节点的数据交换能力，并且支持如下的数据交换方式：

5-a)所述的数据交换节点支持中心控制节点与GPU运算节点的点对点通信；

5-b)所述的数据交换节点支持当前GPU运算节点与其相邻两个GPU运算节点的点对点通信。