《全交叉网络互连组装结构以及全交叉网络互连组装方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全交叉网络互连组装结构以及全交叉网络互连组装方法.pdf（7页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102882777 A (43)申请公布日 2013.01.16 C N 1 0 2 8 8 2 7 7 7 A *CN102882777A* (21)申请号 201210369489.0 (22)申请日 2012.09.28 H04L 12/70(2013.01) (71)申请人无锡江南计算技术研究所 地址 214083 江苏省无锡市滨湖区军东新村 030号 (72)发明人高剑刚 丁亚军 刘耀 金利峰 胡晋 郑浩 李滔 (74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理 有限公司 11246 代理人龚燮英 (54) 发明名称 全交叉网络互连组装结构以及全交叉网络互 连组装。
2、方法 (57) 摘要 本发明提供了一种全交叉网络互连组装结构 以及全交叉网络互连组装方法。根据本发明的全 交叉网络互连组装结构包括：多个节点板、多个 网络板以及无源中板；其中，所述多个节点板安 装在所述无源中板的第一侧，所述多个网络板安 装在所述无源中板的第二侧；而且，所述无源中 板用作所述多个节点板与所述多个网络板之间的 全交叉网络布线以及电源馈流路径，并且所述无 源中板上不放置任何有源器件。所述节点板用于 安装计算单元，所述网络板用于安装网络交换芯 片。所述多个节点板以相互平行的方式安装在所 述无源中板的第一侧。所述多个网络板以相互平 行的方式安装在所述无源中板的第二侧。 (51)Int.。
3、Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种全交叉网络互连组装结构，其特征在于包括：多个节点板、多个网络板以及无 源中板；其中，所述多个节点板安装在所述无源中板的第一侧，所述多个网络板安装在所述 无源中板的第二侧；而且，所述无源中板用作所述多个节点板与所述多个网络板之间的全 交叉网络布线以及电源馈流路径，并且所述无源中板上不放置任何有源器件。 2.根据权利要求1所述的全交叉网络互连组装结构，其特征在于，所述节点板用于安 装计算单元，所述网络板用于安装网络交换芯片。
4、。 3.根据权利要求1或2所述的全交叉网络互连组装结构，其特征在于，所述多个节点板 以相互平行的方式安装在所述无源中板的第一侧，并且/或者所述多个网络板以相互平行 的方式安装在所述无源中板的第二侧。 4.根据权利要求1至3之一所述的全交叉网络互连组装结构，其特征在于，所述多个节 点板和所述多个网络板以相互平行的方式分别安装在所述无源中板的第一侧和第二侧。 5.根据权利要求1至4之一所述的全交叉网络互连组装结构，其特征在于，所述无源中 板实现了所述多个节点板上安装的所有计算节点与所述多个网络板上安装的所有网络交 换芯片之间的全交叉网络布线以及电源馈流路径。 6.一种全交叉网络互连组装方法，其特征。
5、在于包括： 第一步骤：将多个节点板安装在无源中板的第一侧； 第二步骤：将多个网络板安装在所述无源中板的第二侧； 第三步骤：将所述无源中板用作所述多个节点板与所述多个网络板之间的全交叉网络 布线以及电源馈流路径； 并且，在所述全交叉网络互连组装方法中，所述无源中板上不放置任何有源器件。 7.根据权利要求6所述的全交叉网络互连组装方法，其特征在于，所述节点板用于安 装计算单元，所述网络板用于安装网络交换芯片。 8.根据权利要求6或7所述的全交叉网络互连组装方法，其特征在于，所述多个节点板 以相互平行的方式安装在所述无源中板的第一侧，并且/或者所述多个网络板以相互平行 的方式安装在所述无源中板的第二。
6、侧。 9.根据权利要求6至8之一所述的全交叉网络互连组装方法，其特征在于，所述多个节 点板和所述多个网络板以相互平行的方式分别安装在所述无源中板的第一侧和第二侧。 10.根据权利要求6至9之一所述的全交叉网络互连组装方法，其特征在于，所述无源 中板实现了所述多个节点板上安装的所有计算节点与所述多个网络板上安装的所有网络 交换芯片之间的全交叉网络布线以及电源馈流路径。 权 利 要 求 书CN 102882777 A 1/4页 3 全交叉网络互连组装结构以及全交叉网络互连组装方法 技术领域 0001 本发明涉及计算机技术领域，更具体地说，本发明涉及一种采用无源中板实现全 交叉网络互连的组装方法、以。
7、及采用无源中板实现的全交叉网络互连组装结构。 背景技术 0002 随着高性能计算机技术的迅猛发展，高性能计算机的性能越来越高，在每个计算 节点处理能力增强的同时，高性能计算机中的节点数也不断增加，节点间的网络连接的规 模也越来越大。 0003 传统的高性能计算机节点间的网络连接，一种组装方法是采用插件-底板的方 法，每14个计算节点安装在一块计算插件上，每24块计算插件再插在一块底板上，底板 上放置网络交换芯片，计算插件间的连接通过连到底板实现。 0004 另一种组装方法是通过线缆来实现更大规模的网络连接，每14个计算节点安装 在一块计算主板上，计算主板再通过线缆连接到一台网络交换机上。 00。
8、05 一方面，若采用背板-插件的组装方法来实现全交叉网络的连接，一般实现的全 交叉的互连网络规模小，例如全交叉互连网络规模一般为4/8/16个节点，最大规模没见超 过16个节点的。这种组装方法有着组装密度低和全交叉网络规模小的缺点。另一方面，若 采用线缆的方法来扩大全交叉网络的规模，则又会带来线缆多和成本高的缺点。 0006 因此，希望能够提供一种能够以简单方式实现高性能计算机中大规模节点间的全 交叉的网络连接的解决方案。 发明内容 0007 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，提供一种能够以简 单方式实现高性能计算机中大规模节点间的全交叉的网络连接的采用无源中板实现全交 叉。
9、网络互连的组装方法。 0008 根据本发明的第一方面，提供了一种全交叉网络互连组装结构，其包括：多个节点 板、多个网络板以及无源中板；其中，所述多个节点板安装在所述无源中板的第一侧，所述 多个网络板安装在所述无源中板的第二侧；而且，所述无源中板用作所述多个节点板与所 述多个网络板之间的全交叉网络布线以及电源馈流路径，并且所述无源中板上不放置任何 有源器件。 0009 优选地，所述节点板用于安装计算单元，所述网络板用于安装网络交换芯片。 0010 优选地，所述多个节点板以相互平行的方式安装在所述无源中板的第一侧，并且/ 或者所述多个网络板以相互平行的方式安装在所述无源中板的第二侧。 0011 优。
10、选地，所述多个节点板和所述多个网络板以相互平行的方式分别安装在所述无 源中板的第一侧和第二侧。 0012 优选地，所述无源中板实现了所述多个节点板上安装的所有计算节点与所述多个 网络板上安装的所有网络交换芯片之间的全交叉网络布线以及电源馈流路径。 说 明 书CN 102882777 A 2/4页 4 0013 根据本发明的第二方面，提供了一种全交叉网络互连组装方法，其包括：第一步 骤：将多个节点板安装在无源中板的第一侧；第二步骤：将多个网络板安装在所述无源中 板的第二侧；第三步骤：将所述无源中板用作所述多个节点板与所述多个网络板之间的全 交叉网络布线以及电源馈流路径；并且，在所述全交叉网络互连。
11、组装方法中，所述无源中板 上不放置任何有源器件。 0014 优选地，所述节点板用于安装计算单元，所述网络板用于安装网络交换芯片。 0015 优选地，所述多个节点板以相互平行的方式安装在所述无源中板的第一侧，并且/ 或者所述多个网络板以相互平行的方式安装在所述无源中板的第二侧。 0016 优选地，所述多个节点板和所述多个网络板以相互平行的方式分别安装在所述无 源中板的第一侧和第二侧。 0017 优选地，所述无源中板实现了所述多个节点板上安装的所有计算节点与所述多个 网络板上安装的所有网络交换芯片之间的全交叉网络布线以及电源馈流路径。 0018 本发明提供了一种采用无源中板的三维组装方案，其能够以。
12、简单方式实现高性能 计算机中大规模节点间的全交叉的网络连接。本发明至少具有以下优点：1.组装的密度 高，单块无源中板上可实现64个以上节点的网络连接；2.由于采取的是无线缆、紧耦合连 接，具有成本低的优点。 附图说明 0019 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： 0020 图1示意性地示出了16个节点通过4个网络交换芯片实现16X16全交叉的网络 拓扑结构。 0021 图2示意性地示出了根据本发明实施例的采用无源中板实现全交叉网络互连的 组装结构的示意图。 0022 图3示意性地示出了根据本发明实施例的全交叉网络互。
13、连组装方法的流程图。 0023 需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。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。 具体实施方式 0024 为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内 容进行详细描述。 0025 0026 在根据本发明实施例的采用无源中板实现全交叉网络互连的组装方案中，可在节 点板上放置计算单元，节点板在无源中板的一侧水平插接，网络板上放置网络交换芯片，网 络板在无源中板的另一侧水平插接；由此，节点板和网络板之间的连接通过无源中板实现。 无源中板上不放置任何有源器件，只是用来实现高速的。
14、全交叉网络布线和电源馈流路径。 0027 下面将以16个节点通过4个网络交换芯片实现16X16全交叉的网络拓扑结构为 例说明本发明的原理。 0028 具体地说，图1示意性地示出了16个节点通过4个网络交换芯片实现16X16全交 说 明 书CN 102882777 A 3/4页 5 叉的网络拓扑结构。如图1所示，计算节点C0、C1、C2、C3连接至网络交换芯片SW0上，计 算节点C4、C5、C6、C7连接至网络交换芯片SW1上，计算节点C8、C9、C10、C11连接至网络交 换芯片SW2上，计算节点C12、C13、C14、C15连接至网络交换芯片SW3上；由此，计算节点C0 至C15通过网络交换。
15、芯片SW0、网络交换芯片SW1、网络交换芯片SW2、网络交换芯片SW3、网 络交换芯片SW4、网络交换芯片SW5、网络交换芯片SW6、网络交换芯片SW7实现16X16全交 叉互连。 0029 而且，进一步地，网络交换芯片SW0、网络交换芯片SW1、网络交换芯片SW2、网络交 换芯片SW3、网络交换芯片SW4、网络交换芯片SW5、网络交换芯片SW6以及网络交换芯片 SW7通过中板内布线彼此互连；其中，虽然未示出，但是，网络交换芯片SW4、网络交换芯片 SW5、网络交换芯片SW6以及网络交换芯片SW7可进一步通过线缆连接至上层网络以与其它 计算节点相连。 0030 图2示意性地示出了根据本发明第一。
16、实施例的采用无源中板实现全交叉网络互 连的组装结构的示意图。 0031 如图2所示，根据本发明实施例的全交叉网络互连组装结构包括：多个节点板、多 个网络板以及无源中板1。其中，所述多个节点板安装在所述无源中板1的第一侧，所述多 个网络板安装在所述无源中板1的第二侧。 0032 而且，节点板和网络板间的连接通过无源中板实现。更具体地说，所述无源中板用 作所述多个节点板与所述多个网络板之间的全交叉网络布线以及电源馈流路径，并且所述 无源中板上不放置任何有源器件。 0033 例如，在图2所示的示例中，多个节点板为第一节点板21、第二节点板22、第三节 点板23以及第四节点板24；多个网络板为第一网络。
17、板31、第二网络板32、第三网络板33以 及第四网络板34。 0034 其中，节点板用于安装计算单元，网络板用于安装网络交换芯片。 0035 优选地，在具体实施例中，所述多个节点板以相互平行的方式安装在所述无源中 板1的第一侧。由此，可方便所述无源中板1的第一侧的布线，使得所述无源中板1的第一 侧的布线变得简单。 0036 类似地，优选地，在具体实施例中，所述多个网络板以相互平行的方式安装在所述 无源中板1的第二侧。由此，可方便所述无源中板1的第二侧的布线，使得所述无源中板1 的第二侧的布线变得简单。 0037 进一步优选地，在具体实施例中，所述多个节点板和所述多个网络板以相互平行 的方式分别。
18、安装在所述无源中板1的第一侧和第二侧。由此，可方便所述无源中板1的总 体布线，使得所述无源中板1的总体布线变得简单。 0038 作为图2所示的实施例的一个具体示例，例如，可通过采用无源中板来实现16个 计算节点全交叉互连的组装方式；具体地说，例如，在图2所示的根据本发明实施例的采用 无源中板实现全交叉网络互连的组装结构中，每4个计算节点（计算单元）安装在一块节点 板（由此四块节点板上共有44=16个计算节点）上，每块网络板上安装2个网络交换芯片， 节点板和网络板间的连接通过无源中板实现。 0039 更具体地说，对于图1所示的拓扑结构，在上述具体示例中，可利用图2所示的实 施例来实现。具体地说，。
19、例如，可将计算节点C0、C1、C2、C3安装在第一节点板21上，将计 说 明 书CN 102882777 A 4/4页 6 算节点C4、C5、C6、C7安装在第二节点板22上，将计算节点C8、C9、C10、C11安装在第三节 点板23上，将计算节点C12、C13、C14、C15安装在第四节点板24上；并且，将网络交换芯 片SW0和网络交换芯片SW4安装在第一网络板31上，将网络交换芯片SW1和网络交换芯片 SW5安装在第二网络板32上，将网络交换芯片SW2和网络交换芯片SW6安装在第三网络板 33上，将网络交换芯片SW3和网络交换芯片SW7安装在第四网络板34上。同时，无源中板 1实现图1所示。
20、的所有元件之间的连接关系。即，优选地，无源中板1实现了所述多个节点 板上安装的所有计算节点与所述多个网络板上安装的所有网络交换芯片之间的全交叉网 络布线以及电源馈流路径。 0040 由此，本发明上述实施例提供了一种采用无源中板的三维组装方法，其能够以简 单方式实现高性能计算机中大规模节点间的全交叉的网络连接。 0041 可以看出，本发明上述实施例至少具有以下优点： 0042 1.组装的密度高，单块无源中板上可实现64个以上节点的网络连接； 0043 2.由于采取的是无线缆、紧耦合连接，具有成本低的优点。 0044 0045 图3示意性地示出了根据本发明第二实施例的全交叉网络互连组装方法的流程 。
21、图。 0046 如图3所示，根据本发明实施例的全交叉网络互连组装方法包括： 0047 第一步骤S1：将多个节点板安装在无源中板的第一侧； 0048 第二步骤S2：将多个网络板安装在所述无源中板的第二侧； 0049 第三步骤S3：将所述无源中板用作所述多个节点板与所述多个网络板之间的全 交叉网络布线以及电源馈流路径； 0050 并且，在根据本发明实施例的全交叉网络互连组装方法中，所述无源中板上不放 置任何有源器件。 0051 根据本发明第一实施例的采用无源中板实现全交叉网络互连的组装结构的附加 有利特征同样适用于根据本发明第二实施例的全交叉网络互连组装方法，在此不再赘述。 0052 此外，需要说。
22、明的是，说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区 分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关 系或者顺序关系等。 0053 可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以 限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下， 都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等 同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对 以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围 内。 说 明 书CN 102882777 A 1/1页 7 图1 图2 图3 说 明 书 附 图CN 102882777 A 。