用于通过扩展卡执行硬件加速的装置、系统和方法制造方法及图纸

本申请涉及用于通过扩展卡执行硬件加速的装置、系统和方法。扩展卡可以包括印刷电路板和布置在印刷电路板上的硬件加速器。硬件加速器可以包括被设计成执行计算任务的专用硬件电路。硬件加速器还可以通过经由专用硬件电路执行计算任务的一部分来从计算设备的中央处理单元卸载计算任务的该部分。扩展卡还可以包括布置在印刷电路板上的边缘连接器，该边缘连接器被形成所需尺寸以插入到计算设备的扩展插槽中。边缘连接器可以经由连接到扩展插槽的计算总线将硬件加速器耦合到中央处理单元。边缘插槽还可以包括比针对计算总线定义的管脚分配规范更紧凑的管脚分配。还公开了各种其他装置、系统和方法。系统和方法。系统和方法。

【技术实现步骤摘要】
用于通过扩展卡执行硬件加速的装置、系统和方法
[0001]本申请是申请日为2017年8月30日，申请号为201780094104.5，专利技术名称为“用于通过扩展卡执行硬件加速的装置、系统和方法”的申请的分案申请。
[0002]背景
[0003]对处理复杂的计算任务(例如视频转码和人工智能操作等)的需求正以不断增加的速率扩大。复杂的计算任务常常被分配给强大的数据中心服务器(例如，域控制器)，因为其他设备(例如，边缘服务器)可能缺乏有效地完成这些要求高的任务所必需的计算资源。然而，部署和维护域控制器可能很昂贵，且为了高要求计算任务而添加域控制器以按比例调整(scale)数据中心可能是低效的和/或不切实际的，特别是在传统上由边缘服务器提供服务的高增长入网点(POP)中。此外，由于它们的通用设计，域控制器可能挣扎于和/或低效地处理一些高度特定且要求高的任务。因此，传统的数据中心资源和按比例调整技术也许不能够高效且有效地跟上对计算上密集的任务的不断增长的需求。
[0004]概述
[0005]如下文将更详细描述的，本公开提出了用于通过使用紧凑型扩展卡对复杂计算任务进行硬件加速来有效且高效地处理复杂计算任务的各种装置、系统和方法。在一个示例中，这种扩展卡可以包括印刷电路板和硬件加速器。硬件加速器可以布置在印刷电路板上，并且可以包括被设计成执行计算任务的专用硬件电路。硬件加速器可以通过经由专用硬件电路执行计算任务的至少一部分来从计算设备的中央处理单元卸载计算任务的至少一部分。扩展卡还可以包括布置在印刷电路板上的边缘连接器，该边缘连接器被形成所需尺寸以插入到计算设备的扩展插槽(expansion socket)中。边缘连接器可以经由连接到扩展插槽的计算总线将硬件加速器耦合到中央处理单元。边缘连接器还可以包括比针对计算总线定义的管脚分配(pinout)规范更紧凑的管脚分配。
[0006]在一些示例中，边缘连接器的管脚分配可以符合M.2管脚分配规范、U.2管脚分配规范和/或mSATA管脚分配规范。在额外或可选的示例中，硬件加速器可以包括现场可编程门阵列和/或专用集成电路。
[0007]在一些实施例中，扩展卡还可以包括使经由扩展插槽接收的电压稳定并将稳定的电压提供到硬件加速器的电压调节器。在一个示例中，专用硬件电路被设计来执行的计算任务可以包括人工智能推断任务，该人工智能推断任务应用使用已知数据训练的模型来推断新数据的至少一个标签。在额外或可选的示例中，专用硬件电路被设计来执行的计算任务可以包括视频转码任务。
[0008]类似地，合并上述装置的系统可以包括中央处理单元、存储器设备、扩展插槽和扩展卡。扩展卡可以包括印刷电路板和布置在印刷电路板上的硬件加速器。在一个示例中，硬件加速器可以包括被设计成执行计算任务的专用硬件电路。在该示例中，硬件加速器可以通过经由专用硬件电路执行计算任务的至少一部分来从中央处理单元卸载计算任务的至少一部分。扩展卡还可以包括布置在印刷电路板上的边缘连接器，该边缘连接器被形成所需尺寸以插入到扩展插槽中。边缘连接器可以经由连接到扩展插槽的计算总线来将硬件加速器耦合到中央处理单元。边缘连接器还可以包括比针对计算总线定义的管脚分配规范更
紧凑的管脚分配。
[0009]在一些示例中，扩展插槽可以布置在中间扩展卡(intermediary expansion card)上，该中间扩展卡包括符合针对计算总线定义的管脚分配规范的管脚分配。在另外的示例中，该系统可以包括被形成所需尺寸以接受多个模块化计算设备的底架(chassis)。在这些示例中，扩展插槽可以被布置在插入到底架中的模块化计算设备上。附加地或可选地，该系统可以包括被形成所需尺寸以接受多个模块化存储设备的底架。在这些示例中，扩展插槽可以被布置在插入到底架中的模块化存储设备上。
[0010]在一些实施例中，系统可以代表域控制器服务器和/或边缘服务器。在系统代表边缘服务器的实施例中，从边缘服务器的中央处理单元卸载计算任务的至少一部分可以使边缘服务器能够执行计算任务。
[0011]在一些示例中，该系统可以代表公司网络化企业(corporate networking enterprise)的后端数据中心，该后端数据中心向客户端设备的相应用户提供至少一个在线服务。在线服务可以例如代表社交网络服务、虚拟现实服务和/或云存储服务。
[0012]相应的方法可以包括将扩展卡插入到计算设备的扩展插槽中。扩展卡可以包括印刷电路板和布置在印刷电路板上的硬件加速器。硬件加速器可以包括被设计成执行计算任务的专用硬件电路。扩展卡还可以包括布置在印刷电路板上的边缘连接器，该边缘连接器被形成所需尺寸以插入到计算设备的扩展插槽中。边缘连接器可以经由连接到扩展插槽的计算总线来将硬件加速器耦合到计算设备的中央处理单元。边缘连接器还可以包括比针对计算总线定义的管脚分配规范更紧凑的管脚分配。此外，该方法可以包括通过经由专用硬件电路执行计算任务的至少一部分来从中央处理单元卸载计算任务的至少一部分。
[0013]在一些示例中，该方法还可以包括通过将附加扩展卡插入到计算设备的附加扩展插槽中来按比例调整计算设备的硬件加速能力。附加扩展卡可以包括至少一个附加硬件加速器，该附加硬件加速器包括被设计成执行计算任务的附加专用硬件电路。附加扩展卡还可以包括附加边缘连接器，该附加边缘连接器包括比针对计算总线定义的管脚分配规范更紧凑的附加管脚分配。在附加的示例中，将扩展卡插入到扩展插槽中可以包括将扩展卡插入到中间扩展卡的插槽中，该中间扩展卡插入到计算设备的扩展插槽中。在这些示例中，中间扩展卡可以包括符合针对计算总线定义的管脚分配规范的管脚分配。
[0014]根据本文描述的一般原理，来自上面提到的实施例中的任一个的特征可以与彼此组合地被使用。当结合附图和权利要求阅读下面的详细描述时，这些和其他实施例、特征和优点将被更充分地理解。
[0015]在本文公开且如在所附权利要求中示出的实施例涉及扩展卡、系统和方法，其中在一个权利要求类别(例如方法)中提到的任何特征也可以在另一个权利要求类别(例如系统、存储介质和计算机程序产品)中被要求保护。在所附权利要求中的从属性或引用仅为了形式原因而被选择。然而，也可以要求保护由对任何前面的权利要求的有意往回引用(特别是多项引用)而产生的任何主题，使得权利要求及其特征的任何组合被公开并且可被要求保护，而不考虑在所附权利要求中选择的从属性。可以被要求保护的主题不仅包括如在所附权利要求中阐述的特征的组合，而且还包括在权利要求中的特征的任何其他组合，其中，在权利要求中提到的每个特征可以与在权利要求中的任何其他特征或其他特征的组合相结合。此外，本文描述或描绘的实施例和特征中的任一个可以在单独的权利要求中和/或以
与本文描述或描绘的任何实施例或特征的任何组合或以与所附权利要求的任何特征的任何组合被要求保护。
[0016]附图简述
[0017]附图示出了许多示例实施例并且是说明书的一部分。这些附图连同下面的描述一起展示并解释了本公开的各种原理。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扩展卡，包括:印刷电路板；布置在所述印刷电路板上的至少一个硬件加速器，所述硬件加速器：包括被设计成执行计算任务的专用硬件电路；以及通过经由所述专用硬件电路执行所述计算任务的至少一部分来从计算设备的中央处理单元卸载所述计算任务的所述部分；以及布置在所述印刷电路板上的边缘连接器，所述边缘连接器被形成所需尺寸以插入到所述计算设备的扩展插槽中，其中，所述边缘连接器：经由连接到所述扩展插槽的计算总线将所述硬件加速器耦合到所述中央处理单元；以及包括比针对所述计算总线定义的管脚分配规范更紧凑的管脚分配。2.根据权利要求1所述的扩展卡，其中，所述边缘连接器的所述管脚分配符合下列项中的至少一项：M.2管脚分配规范；U.2管脚分配规范；或者mSATA管脚分配规范。3.根据权利要求1所述的扩展卡，其中，所述硬件加速器包括下列项中的至少一项：现场可编程门阵列；或者专用集成电路。4.根据权利要求1所述的扩展卡，还包括电压调节器，所述电压调节器使经由所述扩展插槽接收的电压稳定并将稳定的电压提供到所述硬件加速器。5.根据权利要求1所述的扩展卡，其中，所述专用硬件电路被设计成执行的所述计算任务包括人工智能推断任务，所述人工智能推断任务应用使用已知数据训练的模型来推断新数据的至少一个标签。6.根据权利要求1所述的扩展卡，其中，所述专用硬件电路被设计成执行的所述计算任务包括视频转码任务。7.一种系统，包括：中央处理单元；至少一个存储器设备；至少一个扩展插槽；以及至少一个扩展卡，其包括:印刷电路板；布置在所述印刷电路板上的至少一个硬件加速器，所述硬件加速器：包括被设计成执行计算任务的专用硬件电路；以及通过经由所述专用硬件电路执行所述计算任务的至少一部分来从所述中央处理单元卸载所述计算任务的所述部分；以及布置在所述印刷电路板上的边缘连接器，所述边缘连接器被形成所需尺寸以插入到所述扩展插槽中，其中，所述边缘连接器：经由连接到所述扩展插槽的计算总线将所述硬件加速器耦合到所述中央处理单元；以
及包括比针对所述计算总线定义的管脚分配规范更紧凑的管脚分配。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述扩展插槽布置在中间扩展卡上，所述中间扩展卡包括符合针对所述计算总线定义的所述管脚分配规范的管脚分配。9.根据权利要求7所述的系统，还包括被形成所需尺寸以接纳多个模块化计算设备的底架，其中，所述扩展插槽布置在插入到所述底架中的模块化计算设备上。10.根据权利要求7所述的系统，还包括被形成所需尺寸以接纳多个模块化存储设备的底架，其中，所述扩展插槽布置在插入到...

【专利技术属性】
技术研发人员：纳尔辛，
申请(专利权)人：脸谱公司，
类型：发明
国别省市：