基于国产处理器的四路服务器主板和服务器的制作方法

1.本发明涉及服务器技术领域，特别涉及一种基于国产处理器的四路服务器主板和服务器。


背景技术：

2.服务器是在网络中为各种客户端设备提供服务的专用计算机，承担着存储、传输和处理等重要任务，是各产业底层算力的支撑。在网络与信息安全上升为国家战略的背景下，对于服务器类产品的安全性能要求也越来越高；然而，现有国产服务器基于国产芯片，在市场上的占有率较低，一方面算力和存储能力差、可靠性差、性价比低，另一方面基于国产芯片的服务器没有实现完全自主，很大一部分基于国产芯片的服务器依然融合国外的架构和操作系统，无法全面满足当今我国对于网络与信息安全的追求。随着国际贸易形式的紧张、自主可控的紧迫性加剧、国家战略加速实施，设计并实现一款基于国产处理器、通过国产架构、国产操作系统实现高性能、高稳定性、高可靠性的服务器的需求愈发强烈。
3.申威平台在当前形势下具备长期的自主发展基础，有效保障了信息的安全可靠及供应链的稳定。实现信息产业关键技术的自主可控是我国产业迈向全球化的必经之路。积极推动申威产业化发展，并将持续加大投入，推动申威系列产品在党政金融等重点行业中的验证应用，突出高自主、高安全特色，带动生态链发展，建造国内自主可控领域高地。


技术实现要素：

4.根据本发明实施例，为解决现有技术上述不足，提供了一种基于国产处理器的四路服务器主板，包含处理器模块，内存模块，扩展模块，管理模块；处理器模块包含第一国产处理器、第二国产处理器、第三国产处理器和第四国产处理器，每个国产处理器通过三路高速直连总线与其他三个国产处理器分别相连，内存模块与处理器模块相连，所述扩展模块包含pcie扩展器和若干外围扩展单元，pcie扩展器与处理器模块双向连接，外围扩展单元与pcie扩展器相连，管理模块与处理器模块、扩展模块分别相连，检测处理器模块状态、管理信息和更新数据。
5.优选地，内存模块包含内存接口，每个国产处理器分别与8个内存接口相连。
6.优选地，内存接口是ddr4内存插槽。
7.优选地，第一、第二国产处理器各连接若干pcie插槽，第三、第四国产处理器各连接1块pcie riser卡，每块pcie riser卡上设有若干pcie插槽。
8.优选地，第一国产处理器与pcie扩展器连接，pcie扩展器与外围扩展单元相连。
9.优选地，外围扩展单元包含usb模组、sata模组和网卡模组。
10.优选地，还包含可编程逻辑器件，可编程逻辑器件通过总线分别与处理器模块、管理模块相连。
11.优选地，可编程逻辑器件与jtag接口相连。
12.优选地，管理模块包含bios芯片，处理器模块连接电平转换芯片，电平转换芯片与
bios芯片相连。
13.根据本发明实施例的基于国产处理器的四路服务器主板，能够通过扩展核心数量，提高集成度，增加多路提高性能；此外还扩展了内存插槽，存储容量大，占用空间小，以及提升了对外接口的多样性、多数量，提高了扩展性和兼容性，同时通过布线设计规避了程序并行和系统架构方面带来的影响，保证满足工作负荷，与现有的基于国产芯片的服务器主板相比，此服务器在维持了可利用性、可靠性的前提下，极大提升了国产服务器的算力，能够实现为硬件配制国产固件，例如昆仑固件以实现初始化、操作系统的引导、调试诊断功能和友好的用户配置界面等功能，兼顾实现配置国产服务器操作系统，例如麒麟服务器操作系统，在保证了整个服务器的完全自主的前提下，实现简单易用，界面友好，安全稳定，具有良好的交互性及对软硬件的兼容性，为用户提供更加人性化的使用环境。
14.根据本发明又一实施例，提供了一种基于国产处理器的四路服务器，包含四路服务器主板，还包含机箱、硬盘、风扇和冗余电源。
15.根据本发明又一实施例的基于国产处理器的四路服务器，通过主板和必备元件的组装，实现在数据的存储、传输和处理中提供稳定可靠的算力，使得此款服务器主板的性价比与现有的国产服务器主板相比有明显提升。
16.要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。
附图说明
17.图1为根据本发明实施例基于国产处理器的四路服务器主板的电路示意图；图2为根据本发明实施例基于国产处理器的四路服务器主板的互联示意图；图3为根据本发明实施例基于国产处理器的四路服务器主板的扩展模块示意图；图4为根据本发明实施例基于国产处理器的四路服务器的2u机架式结构示意图；图5为根据本发明实施例基于国产处理器的四路服务器的4u机架式结构示意图。
实施方式
18.以下将结合附图，详细描述本发明的优选实施例，对本发明做进一步阐述。
19.首先，将结合图1~3描述根据本发明实施例的基于国产处理器的四路服务器主板，广泛用于搭载国产芯片以提供算力的通信服务场景中。
20.如图1所示，本发明实施例的基于国产处理器的四路服务器主板，具有处理器模块，内存模块，扩展模块，管理模块。
21.具体地，如图1所示，处理器模块采用申威3231处理器，包含第一国产处理器、第二国产处理器、第三国产处理器和第四国产处理器，扩展核心数量，提高集成度，每个国产处理器通过三路高速直连总线与其他三个处理器分别相连，实现了处理器之间的互联通信，增加多路提高性能，通过时钟完成对处理器直连总线的时序控制。多路处理器来处理相同的数据就需要将不同cpu之间的缓存数据进行同步, cc-numa不仅会占用cpu之间连接通道的带宽，也会增加内存访问的延时，并消耗部分cpu资源。基于此四路处理器互联通道通过3路直连接口，实现full mesh也就是全网状互联，每个cpu之间都是1跳可达，两个cpu之间的数据传输不需要通过其他cpu转发处理，不会占用额外的系统资源，内存访问的延时大大降
低。内存模块与处理器模块相连，扩展了内存插槽，存储容量大，占用空间小；扩展模块包含pcie扩展器、若干pcie插槽和若干外围扩展单元，pcie扩展器与处理器模块双向连接，外围扩展单元与pcie扩展器相连，可以扩展出丰富的扩展接口，满足不同用户的各种需求，增加可操作性；管理模块和处理器模块、扩展模块分别相连，管理模块包含管理芯片，实现检测处理器模块状态、管理信息和更新数据；通过spi数据总线，从芯片加载固件，以完成系统的启动。本实施例极大提升了国产服务器的算力，通过布线设计规避了程序并行和系统架构方面带来的影响，保证满足工作负荷；此款国产服务器同时能够实现为硬件配制国产固件，兼顾实现配置国产服务器操作系统，在保证了整个服务器完全自主的前提下，实现简单易用，界面友好，安全稳定，具有良好的交互性及软硬件的兼容性，为用户提供更加人性化的使用环境。
22.优选地，内存模块包含内存接口，每个国产处理器分别与8个内存接口相连，具体地，申威3231处理器可以支持八个ddr控制器，每个控制器连接一个内存插槽，外部共连接八个内存插槽，最高可以扩展到2tb的内存容量，实现大容量存储。
23.进一步，内存接口是ddr4内存插槽，具体地，四个申威3231处理器共计外部连接三十二个ddr4 dimm内存插槽，并支持ecc，速度快，传输更可靠。
24.优选地，如图1所示，第一、第二国产处理器各连接若干pcie插槽，第三、第四国产处理器各连接1块pcie riser卡，每块pcie riser卡上设有若干pcie插槽，可以但不限于采用如下布置方案：第一国产处理器与2个pcie x8插槽以及1个pcie x16插槽直接相连；第二国产处理器与2个pcie x8插槽以及2个pcie x16插槽直接相连；第三、第四国产处理器分别与2块pcie riser卡相连，每块riser卡有2个pcie x16插槽，共计4个pcie x16扩展插槽，所有pcie扩展插槽均支持pcie4.0速率，并可以向下兼容，pcie3.0 、pcie2.0、 pcie1.0，传输速度快、兼容性好。。
25.优选地，第一国产处理器与pcie扩展器连接，pcie扩展器与外围扩展单元相连，可以实现多样化的扩展。
26.进一步，如图1、2所示，外围扩展单元包含usb模组、sata模组和网卡模组，相应地扩展出若干usb接口、sata接口和千兆以太网接口，具有较高的兼容性。具体的电路、芯片选型可以采用但不限于如下方案：采用一颗pcie3 .0总线扩展芯片作为pcie扩展器，扩展出四路pcie2 .0 x1总线和一路pcie3 .0 x4总线：其中pcie总线扩展芯片输出的两路pcie2 .0 x1信号对应连接到两颗usb控制芯片，以扩展四路usb3.0信号，共计扩展出4个usb3.0接口，支持usb2.0和3.0协议；一路pcie3 .0 x4信号经一颗网络控制芯片扩展出四路千兆以太网接口，主板上还配设连接器，以太网接口相应地连接至服务器主板上的四个连接器；一路pcie2 .0 x1信号连接到管理芯片ast2500，用于实现通过端口访问和控制计算机的功能；一路pcie2 .0 x1信号连接到sata控制芯片，扩展四个sata3.0接口，可通过主板上的连接器连接，或者通过sata连接器外接硬盘。
27.优选地，还包含可编程逻辑器件，可编程逻辑器件通过总线分别与处理器模块、管理模块相连，负责控制主板本体上的上处理器模块内各个芯片的时序以及复位工作。
28.优选地，可编程逻辑器件外接jtag接口，可通过外接维护卡的方式连接处理器模块并支持远程更新固件。
29.进一步，所述pcie总线扩展芯片的型号为国微sm8724；
进一步，所述usb控制芯片的型号为国微sm720201；进一步，所述网络控制芯片的型号为网迅wx1860；进一步，所述sata控制芯片的型号为电科58所js88se9215b；进一步，所述可编程逻辑器件的型号为高云gw1n-uv9-ug256。
30.优选地，管理模块包含bios芯片，处理器模块连接电平转换芯片，电平转换芯片连接bios芯片，用于装载bios启动程序。通过spi数据总线，从flash存储芯片兆易创新gd25q64e加载srom以及bios固件，以完成系统的启动。
31.以上，参照图1、2描述了根据本发明实施例的基于国产处理器的四路服务器主板，与现有的基于国产芯片的服务器主板相比，此服务器在维持了可利用性、可靠性的前提下，扩展核心数量，提高集成度，极大提升了国产服务器的算力，增加多路提高性能，同时通过布线设计规避了程序并行和系统架构方面带来的影响，保证满足工作负荷；此外还扩展了内存插槽，存储容量大，占用空间小，以及提升了对外接口的多样性、多数量，提高了扩展性和兼容性，此款国产服务器能够实现为硬件配制国产固件，例如昆仑固件实现初始化、操作系统的引导、调试诊断功能和友好的用户配置界面等功能，兼顾实现配置国产服务器操作系统，例如麒麟服务器操作系统，在保证了整个服务器完全自主的前提下，实现简单易用，界面友好，安全稳定，具有良好的交互性及对软硬件的兼容性，为用户提供更加人性化的使用环境。使得此款服务器主板的性价比与现有的国产服务器主板相比有明显提升。
32.其次，根据本发明实施例的基于国产处理器的四路服务器，能够应用于提供算力，尤其适用于安全性、稳定性需求高的场景中。
33.如图3所示，描述根据本发明实施例的基于国产处理器的四路服务器，包含四路服务器主板1，还包含机箱2、硬盘3、风扇4和冗余电源5，通过主板和必备元件的组装，实现在数据的存储、传输和处理中提供稳定可靠的算力。
34.以上，参照图1~3描述了根据本发明实施例的基于国产处理器的四路服务器，能够使得此款服务器的性价比与现有的国产服务器相比有明显提升，实现软硬件设计完全自主可控，为国家信息安全提供有力支撑。
35.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶部”、“底部”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包含
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
37.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

技术特征：
1.一种基于国产处理器的四路服务器主板，其特征在于，包含：处理器模块，所述处理器模块包含第一国产处理器、第二国产处理器、第三国产处理器和第四国产处理器，每个所述国产处理器通过三路高速直连总线与其他三个所述国产处理器分别相连；内存模块，所述内存模块与所述处理器模块相连；扩展模块，所述扩展模块包含pcie扩展器和若干外围扩展单元，所述pcie扩展器与所述处理器模块双向连接，所述外围扩展单元与所述pcie扩展器相连；管理模块，所述管理模块与所述处理器模块、所述扩展模块分别相连，检测所述处理器模块的状态、管理信息和更新数据。2.如权利要求1所述的基于国产处理器的四路服务器主板，其特征在于，所述内存模块包含内存接口，每个所述国产处理器分别与8个所述内存接口相连。3.如权利要求2所述的基于国产处理器的四路服务器主板，其特征在于，所述内存接口是ddr4内存插槽。4.如权利要求1所述的基于国产处理器的四路服务器主板，其特征在于，所述第一、第二国产处理器各连接若干pcie插槽，所述第三、第四国产处理器各连接1块pcie riser卡，每块所述pcie riser卡上设有若干pcie插槽。5.如权利要求4所述的基于国产处理器的四路服务器主板，其特征在于，所述第一国产处理器与所述pcie扩展器连接，所述pcie扩展器与所述外围扩展单元相连。6.如权利要求5所述的基于国产处理器的四路服务器主板，其特征在于，所述外围扩展单元包含usb模组、sata模组和网卡模组。7.如权利要求1所述的基于国产处理器的四路服务器主板，其特征在于，还包含：可编程逻辑器件，所述可编程逻辑器件通过总线分别与所述处理器模块、管理模块相连。8.如权利要求7所述的基于国产处理器的四路服务器主板，其特征在于，所述可编程逻辑器件与jtag接口相连。9.如权利要求1所述的基于国产处理器的四路服务器主板，其特征在于，所述管理模块包含bios芯片，所述处理器模块连接电平转换芯片，所述电平转换芯片与所述bios芯片相连。10.一种基于国产处理器的四路服务器，其特征在于，包含如权利要求1~9任一项所述的四路服务器主板，还包含：机箱、硬盘、风扇和冗余电源。

技术总结
本发明公开了一种基于申威3231处理器的国产四路机架式服务器，属于国产服务器技术领域。包括服务器主板、内存模组、管理模组、硬盘模组、电源模组、风扇模组、机箱，所述服务器主板包括四颗申威3231处理器芯片，PCIE switch控制器，CPLD可编程逻辑器件，BMC管理单元，千兆网卡模块，SATA控制芯片，USB控制芯片。本发明服务器所用申威3231处理器，加强了服务器的自主可控性；处理器原生PCIE 4.0总线直接扩展PCIE通道，满足用户均衡扩展、异构计算的要求，改善了服务器的可扩展性和可用性；服务器监视管理单元加强了服务器的可管理性。管理单元加强了服务器的可管理性。管理单元加强了服务器的可管理性。


技术研发人员：杨庆勉 童晨 谭燕华 杜凯 赵文豪 付云峰 田金科 代传光 唐淳淳 杨轶丰
受保护的技术使用者：上海华诚金锐信息技术有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/10/8