运算节点板以及运算节点板布局方法技术

本发明专利技术提供了一种运算节点板以及运算节点板布局方法。所述高性能运算节点板上集成了第一处理器和第二处理器，第一处理器和第二处理器的型号一致且互相独立；并且，运算节点板上没有集成其它处理器；其中，第一处理器和第二处理器分别通过多路电源模块以及配套电源控制逻辑芯片进行供电控制，且各自配备了多路存储器进行独立的数据存取操作；而且，第一处理器和第二处理器具有公共逻辑电路。第一处理器和第二处理器的位置相互错开布局，并且第一处理器和第二处理器与任何其它高器件或者热器件也相互错开布局。第一处理器的多路受控电源模块在第一处理器四周分散布局；第二处理器的多路受控电源模块在第二处理器四周分散布局。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算
，更具体地说，本专利技术涉及一种高性能运算节点板的布局结构以及相应的运算节点板布局方法。
技术介绍
在高性能计算领域，运算节点部件是高性能计算机最基本的单元，承担了逻辑运算、控制处理、存储访问以及互连通信等重要功能，其设计始终是系统研制开发的重点。随着高性能计算技术的飞速发展，尤其是随着高性能处理器的集成电路规模扩大、运算核心数目增加、工作频率持续提升，在芯片封装尺寸扩大的同时处理器功耗显著提高，对运算节点板的供电、散热与组装等提出了日益严苛的要求，这些都严重制约了高性能计算机的高性能、高密度、高可靠。传统的运算节点板的工程实现方法，重点关注易于实现系统性能指标的高速外接口互连设计方面，是一种信号完整性规则驱动的工程实现方法。对于微处理器功耗提升带来运算节点板供电、散热与组装的难题，通常会采用通用技术方法加以解决，例如方法(I)采用多路电源模块提高供电能力，多路电源模块集中抵近供电，从而为高速外接口互连留有冗余的设计空间。该方法属于印制板级工程设计手段，抵近供电能够降低路径阻抗，但集中供电会导致电流密度增加，降低电源压降的效果存在折扣。方法(2 )在靠近电源模块的方向，处理器牺牲部分封装管脚形成较宽的电流通道。该方法属于处理器封装阶段的技术手段，能够有效降低路径阻抗从而降低电源压降和路径损耗，但要牺牲处理器的封装管脚封装，工程实现条件较为苛刻。方法(3)将电源模块及配套电路从运算节点板上剥离出来，安装到处理器背面就近直接供电。该方法属于处理器设计阶段的技术手段，能更加有效地降低电源压降、路径损耗，提高电源响应效率，但目前尚不能解决热点过于集中、安装高度过大等问题，不利于大规模系统的组装与散热。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种高性能运算节点板的布局结构，首先以电源完整性规则、组装与冷却规则协同驱动运算节点板的初始布局，再通过信号完整性规则驱动布局结构的细化和优化，从而有效地解决困扰基于大功耗处理器芯片的运算节点板的供电、散热和组装的实现难题。根据本专利技术的第一方面，提供了一种运算节点板，其中，所述高性能运算节点板上集成了第一处理器和第二处理器，第一处理器和第二处理器的型号一致且互相独立；并且，运算节点板上没有集成其它处理器；其中，第一处理器和第二处理器分别通过多路电源模块以及配套电源控制逻辑芯片进行供电控制，且各自配备了多路存储器进行独立的数据存取操作；而且，第一处理器和第二处理器具有公共逻辑电路。优选地，第一处理器和第二处理器的位置相互错开布局，并且/或者第一处理器和第二处理器与任何其它高器件相互错开布局，并且/或者第一处理器和第二处理器与任何其它热器件相互错开布局。优选地，公共逻辑电路包括公共电源电路、其它逻辑电路、存储体电源及控制逻辑电路、以及与其它印制板互连的连接器；其中，其它逻辑电路包括维护模块、网络模块、时钟模块。优选地，第一处理器的多路电源模块在第一处理器四周分散布局；第二处理器的多路电源模块在第二处理器四周分散布局。优选地，所述运算节点板中的供电平面铜箔被设计成使得第一处理器的多路电源模块到第一处理器的路径阻抗值一致，并且使得第二处理器的多路电源模块到第二处理器的路径阻抗值一致。优选地，第一处理器的多路电源模块以及第二处理器的多路电源模块为受控电源模块，所述存储器是双面贴存储器。根据本专利技术的第二方面，提供了一种运算节点板布局方法，包括在所述高性能运算节点板上集成并仅仅集成第一处理器和第二处理器，其中使得第一处理器和第二处理器的型号一致且互相独立，其中，第一处理器和第二处理器具有公共逻辑电路；分别通过多路电源模块以及配套电源控制逻辑芯片对第一处理器和第二处理器进行供电控制；为第一处理器和第二处理器分别配备多路存储器进行独立的数据存取操作。优选地，其中将第一处理器和第二处理器的位置相互错开布局，并且将第一处理器和第二处理器与任何其它高器件相互错开布局，并且/或者第一处理器和第二处理器与任何其它热器件相互错开布局。优选地，将第一处理器的多路电源模块在第一处理器四周分散布局，并且将第二处理器的多路电源模块在第二处理器四周分散布局。优选地，通过设置所述运算节点板中的供电平面铜箔的厚度、宽度来使得第一处理器的多路电源模块到第一处理器的路径阻抗值一致，并且使得第二处理器的多路电源模块到第二处理器的路径阻抗值一致。由此，本专利技术提供了一种高性能运算节点板的布局结构，首先以电源完整性规则、组装与冷却规则协同驱动运算节点板的初始布局，再通过信号完整性规则驱动布局结构的细化和优化，从而有效地解决困扰基于大功耗处理器芯片的运算节点板的供电、散热和组装的实现难题。附图说明结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本专利技术有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中图1示意性地示出了根据本专利技术实施例的高性能运算节点板的布局结构。图2示意性地示出了假设运算节点板中的处理器单侧集中供电的情况。图3示意性地示出了假设运算节点板中的处理器四周分散供电的情况。需要说明的是，附图用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。具体实施例方式为了使本专利技术的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本专利技术的内容进行详细描述。图1示意性地示出了根据本专利技术实施例的高性能运算节点板的布局结构。具体地说，如图1所示，根据本专利技术实施例的所述高性能运算节点板上集成了两片处理器(第一处理器A和第二处理器B)，第一处理器A和第二处理器B型号一致且互相独立；并且，运算节点板上没有集成其它处理器。其中，第一处理器A和第二处理器B分别通过多路电源模块以及配套电源控制逻辑芯片进行供电控制，且各自配备了多路存储器(例如，多路双面贴存储器)进行独立的数据存取操作。而且，多路电源模块以及配套电源控制逻辑芯片仅仅用于为相应的处理器供电。例如，在图1所示的示例中，第一处理器A通过6路电源模块(例如，多路受控电源模块A11、A12、A13、A14、A15、A16)以及配套电源控制逻辑芯片AO进行供电控制，并且配备了 4路双面贴存储器(双面贴存储器阵列，阵列Al、阵列A2、阵列A3、阵列A4)进行独立的数据存取操作。第二处理器B过6路电源模块(例如，多路受控电源模块B11、B12、B13、B14、B15、B16)以及配套电源控制逻辑芯片BO进行供电控制，并且配备了 4路双面贴存储器(双面贴存储器阵列，阵列B1、阵列B2、阵列B3、阵列B4)进行独立的数据存取操作。而且，第一处理器A和第二处理器B具有公共逻辑电路；例如，第一处理器A和第二处理器B的公共逻辑电路包括公共电源电路Ml、其它逻辑电路M2、存储体电源及控制逻辑电路M3、以及与其它印制板互连的连接器(例如图1所示的第一连接器I和第二连接器2)。具体地说，公共电源电路Ml主要针对其它逻辑电路的内核、接口等进行供电，单芯片功耗不大，多个芯片的累计功耗也不太大(例如，多个芯片的累计功耗20W左右)。其中，例如，其它逻辑电路M2包括维护模块、网络模块、时钟模块等。由此，相对于分别集成单片处理器的两块运算节点板，集成两片处理器的单个运算节点板可以共用一套本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运算节点板，其特征在于，所述高性能运算节点板上集成了第一处理器和第二处理器，第一处理器和第二处理器的型号一致且互相独立；并且，运算节点板上没有集成其它处理器；其中，第一处理器和第二处理器分别通过多路电源模块以及配套电源控制逻辑芯片进行供电控制，且各自配备了多路存储器进行独立的数据存取操作；而且，第一处理器和第二处理器具有公共逻辑电路。

【技术特征摘要】
1.一种运算节点板，其特征在于，所述高性能运算节点板上集成了第一处理器和第二处理器，第一处理器和第二处理器的型号一致且互相独立；并且，运算节点板上没有集成其它处理器；其中，第一处理器和第二处理器分别通过多路电源模块以及配套电源控制逻辑芯片进行供电控制，且各自配备了多路存储器进行独立的数据存取操作；而且，第一处理器和第二处理器具有公共逻辑电路。2.根据权利要求1所述的运算节点板，其特征在于，第一处理器和第二处理器的位置相互错开布局，并且/或者第一处理器和第二处理器与任何其它高器件相互错开布局，并且/或者第一处理器和第二处理器与任何其它热器件相互错开布局。3.根据权利要求1或2所述的运算节点板，其特征在于，公共逻辑电路包括公共电源电路、其它逻辑电路、存储体电源及控制逻辑电路、以及与其它印制板互连的连接器；其中， 其它逻辑电路包括维护模块、网络模块、时钟模块。4.根据权利要求1或2所述的运算节点板，其特征在于，第一处理器的多路电源模块在第一处理器四周分散布局；第二处理器的多路电源模块在第二处理器四周分散布局。5.根据权利要求1或2所述的运算节点板，其特征在于，所述运算节点板中的供电平面铜箔被设计成使得第一处理器的多路电源模块到第一处理器的路径阻抗值一致，并且使得第二处理器的多路电源模块到第二处理器的路径阻抗值一致...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦辉，丁亚军，刘耀，贾福桢，郑浩，胡晋，
申请(专利权)人：无锡江南计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：