融合板卡、计算机主机设备和计算机的制作方法

1.本技术涉及计算机技术领域，具体而言，涉及一种融合板卡、计算机主机设备和计算机。


背景技术：

2.5g、物联网、人工智能、边缘计算等技术正在走进大众的工作和生活中。这样的场景导致网络互连越来越紧密，网络数据流量越来越庞大，各类app日新月异，这些需求持续的爆炸式增长，对承载这些需求的网络处理集群的硬件平台要求越来越高。
3.而在承载网络处理的计算机而言，也是逐渐步入百花齐放的状态：
4.针对上层应用的高密度计算场景，x86就是当仁不让的主力，intel的志强系列已经演进到金牌可扩展第二代、第三代；amd的霄龙epyc系列也不愧多让。
5.针对偏靠底层的数据面处理层面，则更多的是基于arm内核的多核计算机的天下。国外高通、marvell/cavium等，国内的华为、飞腾等，都是这个领域的佼佼者。在面向ai的应用场景，gpu就是当仁不让的强者。nvidia在这个领域基本上处于垄断地位；amd紧随其后，奋力追赶。
6.在面向特定场景，还有诸如tpu、npu、dpu等众多技术呈现。
7.而在面向多个层面/领域的跨界高手fpga，由于其高可重用性，在数字处理、数据处理、内容匹配、ai适配等多个领域都有非常卓越的表现。
8.而如何将这些计算机充分应用在各种设备和板卡中，这对设备和业务集成商来说，是一个巨大的课题。而对中小型设备和业务集成商而言，依靠自己难以完成所有计算机技术的积累，必然引入专业的第三方。以便联合第三方一起面对当前的技术挑战。
9.目前业内的很多设备，基本上每种板卡都特有的配置，而且各有不同。譬如，某某设备集成商的计算板卡、网络处理板卡、业务处理板卡、io板卡、承载板卡和融合板卡等。换一个角度来说，按照目前主流的做法，设备集成商将不得不针对不同的计算机开发不同的板卡，而且可重用性极低。
10.此外，每种计算机板卡的数量都很难形成超大的规模，但是针对不同的应用场景，还得更换匹配的计算机，以便争取实现整个设备级的性能极致化。这就意味着，中小设备集成商不得不持续开发不同计算机规格、不同系列的各种板卡。更困难的是，可能中小设备集成商在某个领域或者某些领域没有什么技术积累，那就不得不花重金打造自己的团队，或者就将特定功能集的板卡外包给比较专注于某种或者某些计算机技术的第三方解决。但是针对外包第三方板卡来说，可能存在软硬件配合优化的层面的不协调。由于涉及到技术和商务的原因，或者是自有技术保护，多数第三方板卡不太愿意完全开放板卡内部的核心软硬件接口给集成方，更不用说完全开放给另外的第三方了。这样的情况容易导致来自不同家的第三方功能板卡出现局部功能重叠，或者出现数据交互流程的反复，事实上容易导致损害计算机的性能。
11.针对融合板卡来说，其同样存在上述问题，如何使融合板卡能够融合适应多种应
用网络，以达到更智能、更开放、更灵活地为未来各种计算模型提供更优化的解决方案，是融合板卡需要考虑的技术方向。


技术实现要素：

12.本技术的主要目的在于提供一种融合板卡、计算机主机设备和计算机，以解决目前的问题。
13.为了实现上述目的，本技术提供了如下技术：
14.本技术第一方面提出一种融合板卡，包括pcb板，还包括：
15.至少一高速连接器，用于所述融合板卡与计算板卡和承载板卡的连接；
16.至少一网卡，用于提供融合网络；
17.至少一电源模块，用于提供电源；
18.至少一sfp光口模块，用于收发光电信号并进行光电信号转换；
19.所述高速连接器、网卡、电源模块和sfp光口模块均设于所述pcb板上，其中：
20.所述高速连接器、网卡和sfp光口模块分别电连接所述电源模块；所述sfp光口模块通信连接所述网卡；所述网卡的一侧通过一所述高速连接器与计算板卡通信连接、另一侧通过一所述高速连接器与承载板卡通信连接。
21.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述高速连接器的数量为三个，其中：
22.两个高速连接器用于所述融合板卡与所述计算板卡的通信连接；
23.一个高速连接器用于所述融合板卡与所述承载板卡的通信连接。
24.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述网卡的数量为两个，其中：
25.每个所述网卡的一侧通过一所述高速连接器与计算板卡通信连接、另一侧通过一所述高速连接器与承载板卡通信连接。
26.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述网卡为e810 100g网络网卡。
27.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，还包括：
28.至少一pcie高速总线；
29.所述网卡通过所述pcie高速总线与一所述高速连接器通信连接，且通过所述高速连接器与所述计算板卡通信。
30.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，还包括：
31.至少一40g/100g kr4高速总线；
32.所述网卡通过所述40g/100g kr4高速总线与一所述高速连接器通信连接，且通过所述高速连接器与所述承载板卡通信。
33.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，还包括：
34.至少一温度传感器，设于所述pcb板上，用于监测所述融合板卡的温度；
35.所述温度传感器电连接一所述高速连接器，且通过所述高速连接器将监测的所述融合板卡温度值发送至所述计算板卡。
36.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，还包括：
37.至少一ipmi高速总线；
38.所述温度传感器通过所述ipmi高速总线与一所述高速连接器通信连接，且通过所述高速连接器与所述计算板卡通信。
39.本技术第二方面提出一种计算机主机设备，包括：第一方面所述的融合板卡。
40.本技术第三方面提出一种计算机，包括：第二方面所述的计算机主机设备。
41.与现有技术相比较，本技术能够带来如下技术效果：
42.本技术提供的融合板卡，其pcb板上设有：至少一高速连接器，用于所述融合板卡与计算板卡和承载板卡的连接；至少一网卡，用于提供融合网络；至少一电源模块，用于提供电源；至少一sfp光口模块，用于收发光电信号并进行光电信号转换；所述高速连接器、网卡、电源模块和sfp光口模块均设于所述pcb板上，所述高速连接器、网卡和sfp光口模块分别电连接所述电源模块；所述sfp光口模块通信连接所述网卡；所述网卡的一侧通过一所述高速连接器与计算板卡通信连接、另一侧通过一所述高速连接器与承载板卡通信连接。集成的融合板卡，能够通过高速通信总线实现与计算板卡和承载板卡的通信，实现信息交互、高速网络融合，能够融合适应多种应用网络，达到更智能、更开放、更灵活地为未来各种计算模型提供更优化的网络方案，提高融合网卡的集成度。
附图说明
43.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，使得本技术的其它特征、目的和优点变得更明显。本技术的示意性实施例附图及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
44.图1是本实用新型计算机硬件的应用组成示意图；
45.图2是本实用新型融合板卡的结构示意图；
46.图3是本实用新型融合板卡的电路图。
具体实施方式
47.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
48.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
49.在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、
[0050]“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
[0051]
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其
他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
[0052]
另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
[0053]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0054]
本实施例中，融合板卡其硬件设计结构和接口设计，可以根据用户定制的功能、自定义设计和所选择的芯片等进行确定，本实施例不作限定。各个硬件设备的使用数量比如网卡、高速连接器等，可以根据具体应用项目进行配置。
[0055]
下述实施例，均保持在通电状态。
[0056]
实施例1
[0057]
本技术重新定义计算机硬件，通过把计算机硬件重新划分计算层、融合层、承载层，实现密度、成本和灵活性方面的完美配合。
[0058]
如图1所示，计算机硬件通过计算层、融合层、承载层，实现数据的交互和处理。每层计算层、融合层、承载层具体应用时，是通过对应的计算板卡、融合板卡、承载板卡实现的。通过该集成的板卡应用系统，实现信息交互、高速网络融合，能够融合适应多种应用网络，达到更智能、更开放、更灵活地为未来各种计算模型提供更优化的网络方案，提高融合网卡的集成度。
[0059]
本技术，将对融合板卡的集成进行设计和说明。
[0060]
如图2所示，本技术第一方面提出一种融合板卡，包括pcb板，还包括：
[0061]
至少一高速连接器，用于所述融合板卡与计算板卡/承载板卡的通信连接；
[0062]
至少一网卡，用于提供融合网络；
[0063]
至少一电源模块，用于提供电源；
[0064]
至少一sfp光口模块，用于收发光电信号并进行光电信号转换；
[0065]
所述高速连接器、网卡、电源模块和sfp光口模块均设于所述pcb板上，其中：
[0066]
所述高速连接器、网卡和sfp光口模块分别电连接所述电源模块；所述sfp光口模块通信连接所述网卡；所述网卡的一侧通过一所述高速连接器与计算板卡通信连接、另一侧通过一所述高速连接器与承载板卡通信连接。
[0067]
融合板卡专注于数据传输；数据传输/特种数据处理(外部的数据如何传输给cpu计算)和特种数据处理(图形处理，ai训练，算法运算等)。融合板卡通过网络融合，分别通过高速连接器与计算板卡和承载板卡通信，实现数据的计算和储存等。
[0068]
高速连接器，作为板卡的通信接口，是板卡上必要的通信接口。高速连接器，可以根据与不同的板卡通信的方式，设定其接口，以及对应连接板卡的接口数量。高速连接器的接口，需要满足高度集成的原则，实现与不同网络板卡的对接通信，其接口定义可以由用户进行设定。本实施例，提供如下的定义：
[0069]
如下表1所示的计算板卡与融合板卡的接口定义：
[0070]
高速连接器-1(图3)
[0071][0072]
高速连接器-2(图3)
[0073]
[0074][0075]
表1计算板卡与融合板卡的接口定义
[0076]
结合附图2和3，本实施例，计算层的板卡专注于计算和资源配置(x86，网络计算机主机设备，arm cpu主板模块为主)；融合层的板卡专注于数据传输(外部的数据如何传输给cpu计算)和特种数据处理(图形处理，ai训练，算法运算等)。因此，本实施例在计算模块与融合卡接口上定义了32对高速数据总线，典型应用为2组pci express x 16高速总线，一组ipmi管理总线，以及电源和控制信号线，满足大部分的应用需求。各个接口定义参见上述表1。
[0077]
如下表2所示的融合板卡与承载板卡的接口定义：
[0078]
高速连接器-3(图3)
[0079]
[0080][0081]
表2融合板卡与承载板卡的接口定义
[0082]
结合附图2和3，本实施例，融合层的板卡专注于数据传输(外部的数据如何传输给cpu计算)和特种数据处理(图形处理，ai训练，算法运算等)；承载层的板卡专注与供电，输入输出的端口。因此，本实施例在融合卡与承接板接口上定义了16对高速数据总线同外部交换数据，典型应用为4组40g/100g kr4高速总线，以及融合卡侦测信号(prsnt#)，融合卡id0..3配置类型指示，满足大部分的应用需求。各个接口定义参见上述表2。
[0083]
本实施例中，电源模块用于融合板卡的电源管理，其内可以配置电路管理芯片等，实现电源的管理。本实施例不限定融合板卡上电源模块的实现形式。优选所述电源模块的电压为 12v。
[0084]
如图2所示，下面将主要描述高速连接器和网卡的通信连接方式，以及与计算板卡和承载板卡的通信连接方式。
[0085]
作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述高速连接器的数量为三个，其中：
[0086]
两个高速连接器用于所述融合板卡与所述计算板卡的通信连接；
[0087]
一个高速连接器用于所述融合板卡与所述承载板卡的通信连接。
[0088]
本实施例，高速连接器的数量为三个，分别是：高速连接器-1、高速连接器-2和高速连接器-3。其中，高速连接器-1和高速连接器-2，作为融合板卡与所述计算板卡的通信连接接口。高速连接器-3，作为融合板卡与所述承载板卡的通信连接接口。对应的：
[0089]
作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述网卡的数量为两个，其中：
[0090]
每个所述网卡的一侧通过一所述高速连接器与计算板卡通信连接、另一侧通过一所述高速连接器与承载板卡通信连接。
[0091]
所述网卡通过sfp光口模块接入通信光纤，网卡通过高速总线与高速连接器对接，实现光纤通信，收发数据。
[0092]
作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述网卡为e810 100g网络网卡。
[0093]
本实施例，如图3所示，e810 100g网络网卡设有两块，可以采用一个sfp光口模块对接光纤，采用插拔式的设计，实现两块e810 100g网络网卡的接入。其中，e810 100g网络网卡上进行光纤分流，部分用作为融合板卡与所述承载板卡的通信，部分用作为融合板卡与所述计算板卡的通信。
[0094]
作为本技术的一种可选实施方案，可选地，还包括：
[0095]
至少一pcie高速总线；
[0096]
所述网卡通过所述pcie高速总线与一所述高速连接器通信连接，且通过所述高速连接器与所述计算板卡通信。
[0097]
其中一e810 100g网络网卡通过高速总线连接高速连接器-1、另一e810 100g网络网卡通过高速总线连接高速连接器-2，实现与计算板卡的通信。
[0098]
作为本技术的一种可选实施方案，可选地，还包括：
[0099]
至少一40g/100g kr4高速总线；
[0100]
所述网卡通过所述40g/100g kr4高速总线与一所述高速连接器通信连接，且通过所述高速连接器与所述承载板卡通信。
[0101]
如图3所示，两个e810 100g网络网卡的一端通过两组40g/100g kr4高速总线连接一高速连接器-3，并通过该高速连接器-3电连接承载板。两个e810 100g网络网卡的另一端通过一组pci express x 16高速总线(pcie)连接一高速连接器(两个e810 100g网络网卡分别通过高速连接器-1和高速连接器-2)进行数据传输，并通过该高速连接器电连接计算模块。如图2所示，在其他实施例中，也可以采用两个高速连接器-3与承载板进行通信。
[0102]
除了上述融合板卡的设计结构，本实施例，还设置了对融合板卡的温度监测结构
‑‑‑
温度传感器，用于实时监测融合板卡的温度，并将温度值通过ipmi高速总线发送至高速连接器-1，再由高速连接器-1发送至计算板卡。
[0103]
作为本技术的一种可选实施方案，可选地，还包括：
[0104]
至少一温度传感器，设于所述pcb板上，用于监测所述融合板卡的温度；
[0105]
所述温度传感器电连接一所述高速连接器，且通过所述高速连接器将监测的所述融合板卡温度值发送至所述计算板卡。
[0106]
作为本技术的一种可选实施方案，可选地，还包括：
[0107]
至少一ipmi高速总线；
[0108]
所述温度传感器通过所述ipmi高速总线与一所述高速连接器通信连接，且通过所述高速连接器与所述计算板卡通信。
[0109]
两个温度传感器通过一ipmi高速总线电连接高速连接器-1，用于采集智能高密度计算板卡的温度数据。电源模块通过高速连接器-2进行电源控制信号的传输。经过计算板卡将温度值和预设的温度值对比计算后，输出温度报警信号。可以显示和提醒用户注意板卡的运行温度。
[0110]
两个温度传感器布置在融合板卡的pcb板上的位置，本实施例不做限定。在其他实施例中，温度传感器的数量和布置位置可以不限定。
[0111]
实施例2
[0112]
本技术第二方面提出一种计算机主机设备，包括：第一方面所述的融合板卡。
[0113]
计算机主机设备采用了上述实施例1所提供的融合板卡进行数据交互，计算机主
机设备处理的数据通过融合板卡进行数据收发。
[0114]
实施例3
[0115]
本技术第三方面提出一种计算机，包括：第二方面所述的计算机主机设备。
[0116]
实际应用时，计算机除了上述计算机主机设备，还包括：
[0117]
输出设备；
[0118]
输入设备；
[0119]
存储器；
[0120]
控制器；
[0121]
运算器等。
[0122]
上述各个硬件设备的运营使用，为本领域技术人员公知的技术，本实施例不再赘述。
[0123]
以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。