[go: up one dir, main page]

RU2843598C1 - Computing node of reconfigurable computing system - Google Patents

Computing node of reconfigurable computing system

Info

Publication number
RU2843598C1
RU2843598C1 RU2024134070A RU2024134070A RU2843598C1 RU 2843598 C1 RU2843598 C1 RU 2843598C1 RU 2024134070 A RU2024134070 A RU 2024134070A RU 2024134070 A RU2024134070 A RU 2024134070A RU 2843598 C1 RU2843598 C1 RU 2843598C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
computing
group
interface
port
unit
Prior art date
Application number
RU2024134070A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ольга Анатольевна Будкина
Константин Игоревич Воротников
Федор Вячеславович Демин
Илья Александрович Морозов
Виктор Викторович Парамонов
Аркадий Васильевич Симонов
Александр Альбертович Цыбов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант"
Application granted granted Critical
Publication of RU2843598C1 publication Critical patent/RU2843598C1/en

Links

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to computing nodes of reconfigurable computing systems. Computing node of the reconfigurable computing system comprises Ethernet network switch 8, network input port 9, group of K computing blocks 111, …, 11K and general purpose computer 1 in group of K adapters 21, …, 2K connection of computing units and switch 3 PCI-Express, wherein each adapter of group 21, …, 2K includes: PCI-Express controller 7, interface converter 6, service interface port 4 and operating interface port 5, and in each computing unit from group 111, …, 11K includes monitoring network port 10, cooling control unit 13, monitoring unit 14, power supply control unit 15, computing unit identifier memory 12, receiving port 16 and service interface expansion port 17, receiving port 18, expansion port 19 and relay unit 20 of working interface, and group of N computing modules 221, …, 22N, each of which includes: computing module identifier memory 21, monitoring and automatic control unit 25, computing PLD configuration unit 24, group of M units 261, …, 26M individual control of co-computer, group of M co-calculator 371, …, 37M with individual power supply and group of M computing PLD 231, …, 23M, wherein each co-calculator from group 371, …, 37M includes co-computer interface unit 38, co-computer switch 39 and group of L cores 401, …, 40L of co-calculator, and each computing PLD from group 231, …, 23M includes united into static region 27 receiving unit 28, expansion unit 29 and working interface routing unit 30, automatic control unit 31, co-computer adapter 32 and combined into dynamic region 33 addressable actuating devices switch 34, group of Q adapters 351, …, 35Q addressable actuators and group of Q addressable actuators 361, …, 36Q.
EFFECT: high computational power of a computational node due to increase in the number of computational PLDs.
1 cl, 1 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИAREA OF TECHNOLOGY

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности, к вычислительным узлам реконфигурируемых вычислительных систем, предназначенным для решения вычислительно сложных вариантных задач дискретной математики с использованием распараллеливания и конвейеризации вычислений.The invention relates to the field of computer technology, in particular to computing nodes of reconfigurable computing systems intended for solving computationally complex variant problems of discrete mathematics using parallelization and pipelining of computations.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИPRIOR ART

Известен вычислительный узел проблемно-ориентированного вычислительного устройства (RU №182316 U1, МПК G06F 15/16, 17/00, заявленного 14.06.2018, опубликованного 14.08.2018 Бюл. №23), содержащий вычислитель общего назначения 3 с интерфейсом EtherNet и шиной ввода-вывода PCI-Express, коммутатор 4 PCI-Express и группу из К вычислительных модулей-ускорителей 61, …, 6К, каждый из которых состоит из коммутатора 7 PCI-Express, группы из N интерфейсных ПЛИС 81, …, 8N, системной ПЛИС 10, памяти конфигурации 13, блока конфигурирования и мониторинга 11, группы из N проблемно-ориентируемых вычислительных СБИС 191, …, 19N, памяти 21 стартовой конфигурации интерфейсных ПЛИС, блока 18 конфигурирования памяти стартовой конфигурации 21 и блока 22 мониторинга, управления питанием и формирования рабочих частот проблемно-ориентируемых вычислительных СБИС.A computing node of a problem-oriented computing device is known (RU No. 182316 U1, IPC G06F 15/16, 17/00, declared on 14.06.2018, published on 14.08.2018 Bulletin No. 23), comprising a general-purpose computer 3 with an EtherNet interface and a PCI-Express input-output bus, a PCI-Express switch 4 and a group of K computing accelerator modules 6 1 , ..., 6 K , each of which consists of a PCI-Express switch 7, a group of N interface FPGAs 8 1 , ..., 8 N , a system FPGA 10, configuration memory 13, configuration and monitoring unit 11, a group of N problem-oriented computing VLSIs 19 1 , ..., 19 N , memory 21 of the starting configuration of the interface FPGA, block 18 for configuring the memory of the starting configuration 21 and block 22 for monitoring, power management and generating operating frequencies of problem-oriented computing VLSI.

Недостатками данного вычислительного узла реконфигурируемой вычислительной системы является невысокая вычислительная мощность и ограниченность классов решаемых трудоемких задач.The disadvantages of this computing node of the reconfigurable computing system are low computing power and limited classes of labor-intensive tasks that can be solved.

Причиной, препятствующей достижению технического результата, является использование интерфейсных ПЛИС 81, …, 8N для организации взаимодействия вычислительных СБИС с вычислителем общего назначения 3, который, кроме подготовки данных и анализа результатов работы вычислительных СБИС, занимается также организацией доставки и анализом телеметрической информации о состоянии вычислительных модулей-ускорителей, что приводит к простоям вычислительных СБИС, которые определяют производительность вычислительной системы в целом.The reason that prevents the achievement of the technical result is the use of interface FPGAs 8 1 , …, 8 N for organizing the interaction of the computing VLSI with the general-purpose computer 3, which, in addition to preparing data and analyzing the results of the operation of the computing VLSI, is also engaged in organizing the delivery and analysis of telemetry information about the state of the computing accelerator modules, which leads to downtime of the computing VLSI, which determines the performance of the computing system as a whole.

Известен ведомый вычислительный узел реконфигурируемой вычислительной системы (RU №2713757 С1, МПК G06F 15/17, заявленной 29.04.2019, опубликованной 07.02.2020 Бюл. №4), содержащий компьютер 8, коммутатор 11 PCI-Express, группу из N памятей состояния 91, …, 9N, оперативную память 12, вычислительное устройство общего назначения 10 и группу из N реконфигурируемых вычислительных устройств 131, …, 13N, каждое из которых одержит коммутатор PCI-Express 19, группу из М вычислительных ПЛИС 201, …, 20M, интерфейсную ПЛИС 22, группу из М вычислительных СБИС 331, …, 33M, с установленным над ними единым радиатором прямоугольной формы 27, блок конфигурирования и мониторинга 23, блок 30 управления режимом коммутатора PCI-Express 19, память 24 конфигураций ПЛИС, группу из М блоков индивидуального мониторинга и управления 151, …, 15M и группу из М памятей стартовых конфигураций 351, …, 35M, группу из М унифицированных посадочных мест 171, …, 17M для установки соответствующих вычислительных ПЛИС 201, …, 20M, группу из М унифицированных посадочных мест 181, …, 18M для установки соответствующих вычислительных СБИС 331, …, 33M, группу из М буферных памятей 371, … 37M и группу из М контроллеров 381, …, 38M прямого доступа в память РВУ 131, …, 13N.A slave computing node of a reconfigurable computing system is known (RU No. 2713757 C1, IPC G06F 15/17, declared on 29.04.2019, published on 07.02.2020 Bulletin No. 4), comprising a computer 8, a PCI-Express switch 11, a group of N state memories 9 1 , ..., 9 N , RAM 12, a general-purpose computing device 10 and a group of N reconfigurable computing devices 13 1 , ..., 13 N , each of which contains a PCI-Express switch 19, a group of M computing FPGAs 20 1 , ..., 20 M , an interface FPGA 22, a group of M computing VLSIs 33 1 , ..., 33 M , with a single rectangular radiator installed above them 27, configuration and monitoring unit 23, PCI-Express switch mode control unit 30 19, FPGA configuration memory 24, a group of M individual monitoring and control units 15 1 , …, 15M and a group of M start-up configuration memories 35 1 , …, 35 M , a group of M unified footprints 17 1 , …, 17 M for installing the corresponding computing FPGAs 20 1 , …, 20 M , a group of M unified footprints 18 1 , …, 18 M for installing the corresponding computing VLSIs 33 1 , …, 33 M , a group of M buffer memories 37 1 , … 37 M and a group of M controllers 38 1 , …, 38 M for direct access to the memory of the RVR 13 1 , …, 13 N .

Недостатком данного вычислительного узла реконфигурируемой вычислительной системы является неэффективное распределение вычислительных ресурсов между задачами пользователей.The disadvantage of this computing node of the reconfigurable computing system is the inefficient distribution of computing resources between user tasks.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, является возможность распределения вычислительных ресурсов между задачами пользователей только с точностью до одной вычислительной ПЛИС с вычислительной СБИС.The reasons preventing the achievement of the technical result are the possibility of distributing computing resources between user tasks only with an accuracy of one computing FPGA with a computing VLSI.

Наиболее близким устройством того же назначения, к заявленному изобретению, по совокупности признаков, принятым за прототип, является вычислительный узел реконфигурируемой вычислительной системы (RU №2798443 С1, МПК G06F 15/16, 15/177, заявлено 09.12.2022, опубликованного 22.06.2023 Бюл. №18), содержащий группу из N памятей 61, …, 6N выполняемых задач вычислительных модулей, группу из N памятей 71, …, 7N состояния вычислительных модулей, вычислитель общего назначения 8 вычислительного узла, коммутатор PCI-Express 9 вычислительного узла, коммутатор PCI-Express 10 вычислительных модулей вычислительного узла, память 15 состояния исполнительных устройств, память 25 частичной реконфигурации исполнительных устройств и группу из N вычислительных модулей 111, …, 11N, каждый из которых содержит группу из М вычислительных ПЛИС 131, …, 13M с индивидуальным питанием и системную ПЛИС 38, коммутатор PCI-Express 12, блок 34 управления режимом коммутатора PCI-Express 12, блок 35 конфигурирования вычислительных ПЛИС, память 36 стартовой конфигурации системной ПЛИС, блок 37 базовой стартовой конфигурации вычислительных ПЛИС, блок 39 мониторинга и управления вычислительного модуля, блок 40 автоматического управления, блок 41 управления охлаждением и питанием вычислительного модуля, блок 42 управления охлаждением и питанием вычислительного узла, блок 43 контроля и управления вентиляторами охлаждения вычислительного узла, блок 44 мониторинга и управления вычислительного узла, блок 45 контроля и управления питанием вычислительных модулей, группу из М блоков 261, …, 26M индивидуального управления режимом совычислителей, группу из М совычислителей 271, …, 27M с индивидуальным питанием, каждый из которых содержит интерфейсный блок 28, коммутатор 29 совычислителя, а также группу из L вычислительных ядер 301, …, 30L, причем каждая из М вычислительных ПЛИС 131, …, 13M содержит, объединенные в статическом регионе 14 частичной реконфигурации вычислительной ПЛИС, контроллер 16 PCI-Express, память 17 конфигурации коммутатора, блок 18 управления коммутатором, блок 19 автоматического управления, буферную память 20 данных, буферную память 21 результата, контроллер 22 прямого доступа в память, коммутатор 23 вычислительной ПЛИС, адаптер 24 совычислителя и, объединенные в динамическом регионе 31 частичной реконфигурации вычислительной ПЛИС, группу из Q исполнительных устройств 331, …, 33Q и группу из Q адаптеров исполнительных устройств 321, …, 32Q.The closest device of the same purpose to the claimed invention, based on the set of features adopted as a prototype, is the computing node of a reconfigurable computing system (RU No. 2798443 C1, IPC G06F 15/16, 15/177, declared on 09.12.2022, published on 22.06.2023 Bulletin No. 18), containing a group of N memories 6 1 , ..., 6 N of tasks performed by computing modules, a group of N memories 7 1 , ..., 7 N of the state of computing modules, a general-purpose computer 8 of the computing node, a PCI-Express switch 9 of the computing node, a PCI-Express switch 10 of the computing modules of the computing node, memory 15 of the state of executive devices, memory 25 of partial reconfiguration of executive devices and a group of N computing modules 11 1 , ..., 11 N , each of which contains a group of M computing FPGA 13 1 , …, 13 M with individual power supply and system FPGA 38, PCI-Express switch 12, PCI-Express switch 12 mode control unit 34, computing FPGA configuration unit 35, system FPGA startup configuration memory 36, computing FPGA basic startup configuration unit 37, computing module monitoring and control unit 39, automatic control unit 40, computing module cooling and power supply control unit 41, computing node cooling and power supply control unit 42, computing node cooling fan control and control unit 43, computing node monitoring and control unit 44, computing node power supply control and control unit 45, a group of M individual co-calculator mode control units 26 1 , …, 26 M , a group of M co-calculators 27 1 , …, 27 M with individual power supply, each of which contains an interface unit 28, a switch 29 co-calculators, as well as a group of L computing cores 30 1 , ..., 30 L , wherein each of the M computing FPGAs 13 1 , ..., 13 M comprises, combined in a static region 14 of partial reconfiguration of the computing FPGA, a PCI-Express controller 16, a switch configuration memory 17, a switch control unit 18, an automatic control unit 19, a data buffer memory 20, a result buffer memory 21, a direct memory access controller 22, a computing FPGA switch 23, a co-calculator adapter 24 and, combined in a dynamic region 31 of partial reconfiguration of the computing FPGA, a group of Q executive devices 33 1 , ..., 33 Q and a group of Q adapters of executive devices 32 1 , ..., 32 Q .

Недостатком данного вычислительного узла реконфигурируемой вычислительной системы является отсутствие возможности повышения вычислительной мощности вычислительного узла за счет увеличения количества вычислительных ПЛИС в его составе.The disadvantage of this computing node of the reconfigurable computing system is the lack of the ability to increase the computing power of the computing node by increasing the number of computing FPGAs in its composition.

Причиной, препятствующей достижению указанного ниже технического результата, является ограничение числа конечных пользователей высокоскоростного последовательного интерфейса PCI_Express, который используется для взаимодействия вычислителя общего назначения 8 с вычислительными 131, …, 13M и с системной 38 ПЛИС вычислительных модулей 111, …, 11N посредством коммутаторов PCI_Express 9 и 12, которые являются конечными пользователями интерфейса PCI Express вычислителя общего назначения 8.The reason preventing the achievement of the technical result specified below is the limitation of the number of end users of the high-speed serial PCI_Express interface, which is used for interaction of the general-purpose computer 8 with the computing 13 1 , ..., 13 M and with the system 38 FPGA of the computing modules 11 1 , ..., 11 N by means of the PCI_Express switches 9 and 12, which are the end users of the PCI Express interface of the general-purpose computer 8.

ЗАДАЧА ИЗОБРЕТЕНИЯOBJECTIVE OF THE INVENTION

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в создании простого в использовании и обладающего требуемыми техническими характеристиками (вычислительная мощность и скорость обмена) вычислительного узла реконфигурируемой вычислительной системы с динамическим перераспределением вычислительных ресурсов в зависимости от текущего потока задач.The problem that the proposed invention is aimed at solving is the creation of a simple-to-use computing node of a reconfigurable computing system with dynamic redistribution of computing resources depending on the current flow of tasks that has the required technical characteristics (computing power and exchange speed).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение арсенала средств того же назначения и обеспечение возможности повышения вычислительной мощности вычислительного узла за счет увеличения количества вычислительных ПЛИС в его составе.The technical result of the proposed invention is the expansion of the arsenal of means for the same purpose and the provision of the possibility of increasing the computing power of the computing node by increasing the number of computing FPGAs in its composition.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯBRIEF DESCRIPTION OF THE ESSENCE OF THE INVENTION

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что вычислительный узел реконфигурируемой вычислительной системы содержит сетевой коммутатор 8 Ethernet, входной сетевой порт 9, группу из К вычислительных блоков 111, …, 11К и вычислитель 1 общего назначения в составе группы из K адаптеров 21, …, 2K подключения вычислительных блоков и коммутатора 3 PCI-Express,The specified technical result in the implementation of the invention is achieved in that the computing node of the reconfigurable computing system contains an Ethernet network switch 8, an input network port 9, a group of K computing units 11 1 , ..., 11 K and a general-purpose computer 1 as part of a group of K adapters 2 1 , ..., 2 K for connecting computing units and a PCI-Express switch 3,

при этом в состав каждого адаптера из группы 21, …, 2K входят контроллер 7 PCI-Express, конвертер 6 интерфейсов, порт 4 служебного интерфейса и порт 5 рабочего интерфейса, а в состав каждого вычислительного блока из группы 111, …, 11К входят сетевой порт 10 мониторинга, блок 13 управления охлаждением, блок 14 мониторинга, блок 15 управления питанием, память 12 идентификатора вычислительного блока, приемный порт 16 и порт 17 расширения служебного интерфейса, приемный порт 18, порт расширения 19 и блок ретрансляции 20 рабочего интерфейса, и группа из N вычислительных модулей 221, …, 22N, в состав каждого из которых входят память 21 идентификатора вычислительного модуля, блок 24 конфигурирования вычислительных ПЛИС, блок 25 мониторинга и автоматического управления, группа из М блоков 261, …, 26M индивидуального управления совычислителем, группа из М совычислителей 371, …, 37M с индивидуальным питанием и группа из М вычислительных ПЛИС 231, …, 23M,wherein each adapter from group 2 1 , …, 2 K includes a PCI-Express controller 7, an interface converter 6, a service interface port 4 and a working interface port 5, and each computing block from group 11 1 , …, 11 K includes a network monitoring port 10, a cooling control unit 13, a monitoring unit 14, a power control unit 15, a computing block identifier memory 12, a receiving port 16 and an expansion port 17 of the service interface, a receiving port 18, an expansion port 19 and a retransmission unit 20 of the working interface, and a group of N computing modules 22 1 , …, 22 N , each of which includes a computing module identifier memory 21, a computing FPGA configuration unit 24, a monitoring and automatic control unit 25, a group of M individual co-computer control units 26 1 , …, 26 M , a group of M co-calculators 37 1 , …, 37 M with individual power supply and a group of M computing FPGAs 23 1 , …, 23 M ,

причем в состав каждого совычислителя из группы 371, …, 37M входят интерфейсный блок 38 совычислителя, коммутатор 39 совычислителя и группа из L вычислительных ядер 401, …, 40L совычислителя, а в состав каждой вычислительной ПЛИС из группы 231, …, 23M входят, объединенные в статический регион 27, приемный блок 28, блок расширения 29 и блок 30 маршрутизации рабочего интерфейса, блок 31 автоматического управления, адаптер 32 совычислителя и, объединенные в динамический регион 33, коммутатор 34 адресуемых исполнительных устройств, группа из Q адаптеров 351, …, 35Q адресуемых исполнительных устройств и группа из Q адресуемых исполнительных устройств 361, …, 36Q,wherein each co-calculator from group 37 1 , …, 37 M includes interface block 38 of the co-calculator, switch 39 of the co-calculator and a group of L computing cores 40 1 , …, 40 L of the co-calculator, and each computing FPGA from group 23 1 , …, 23 M includes, combined into static region 27, receiving block 28, expansion block 29 and block 30 of routing of the working interface, automatic control block 31, adapter 32 of the co-calculator and, combined into dynamic region 33, switch 34 of addressable executive devices, a group of Q adapters 35 1 , …, 35 Q of addressable executive devices and a group of Q addressable executive devices 36 1 , …, 36 Q ,

причем сетевой коммутатор Ethernet 8 соединен с входным сетевым портом 9, с сетевыми портами 10 мониторинга вычислительных блоков 111, …, 11K и с вычислителем общего назначения 1, в котором коммутатор 3 PCI-Express соединен с контроллерами 7 PCI-Express адаптеров 21, …, 2K подключения вычислительных блоков, в каждом из которых контроллер 7 PCI-Express соединен с конвертером 6 интерфейсов, который соединен с портом 4 служебного интерфейса и с портом 5 рабочего интерфейса,wherein the Ethernet network switch 8 is connected to the input network port 9, to the network ports 10 for monitoring the computing units 11 1 , ..., 11 K and to the general-purpose computer 1, in which the PCI-Express switch 3 is connected to the controllers 7 PCI-Express adapters 2 1 , ..., 2 K for connecting the computing units, in each of which the PCI-Express controller 7 is connected to the interface converter 6, which is connected to the port 4 of the service interface and to the port 5 of the working interface,

причем для каждого из адаптеров 21, …, 2K подключения вычислительных блоков порты 4 служебного интерфейса соединены с приемными портами 16 служебного интерфейса, а порты 5 рабочего интерфейса соединены с приемными портами 18 рабочего интерфейса, соответствующих одноименных вычислительных блоков 111, …, 11К, в которых сетевые порты 10 мониторинга соединены с блоком 14 мониторинга, который соединен с памятью 12 идентификатора вычислительного блока, с блоками 24 конфигурирования вычислительных ПЛИС 231, …, 23М вычислительных модулей 221, …, 22N, с блоком 13 управления охлаждением, с блоком 15 управления питанием и с блоками 25 мониторинга и автоматического управления вычислительных модулей 221, …, 22N, которые соединены с вычислительными ПЛИС 231, …, 23M, с совычислителями 371, …, 37M с индивидуальным питанием, с блоками 261, …, 26M индивидуального управления совычислителем и с блоками 31 автоматического управления, которые соединены с блоками 261, …, 26M индивидуального управления совычислителем, которые соединены с одноименными совычислителями 371, …, 37M с индивидуальным питанием, в каждом из которых интерфейсный блок 38 совычислителя соединен с коммутатором 39 совычислителя, который соединен с L вычислительными ядрами 401, …, 40L совычислителей,wherein for each of the adapters 2 1 , …, 2 K for connecting the computing units, the ports 4 of the service interface are connected to the receiving ports 16 of the service interface, and the ports 5 of the working interface are connected to the receiving ports 18 of the working interface, of the corresponding computing units 11 1 , …, 11 K of the same name, in which the network ports 10 of monitoring are connected to the monitoring unit 14, which is connected to the memory 12 of the identifier of the computing unit, to the units 24 for configuring the computing FPGAs 23 1 , …, 23 M of the computing modules 22 1 , …, 22 N , to the cooling control unit 13, to the power control unit 15 and to the monitoring and automatic control units 25 of the computing modules 22 1 , …, 22 N , which are connected to the computing FPGAs 23 1 , …, 23 M , with co-computers 37 1 , …, 37 M with individual power supply, with individual control units 26 1 , …, 26 M of the co-computer and with automatic control units 31, which are connected to the individual control units 26 1 , …, 26 M of the co-computer, which are connected to the same-named co-computers 37 1 , …, 37 M with individual power supply, in each of which the interface unit 38 of the co-computer is connected to the switch 39 of the co-computer, which is connected to the L computing cores 40 1 , …, 40 L of the co-computers,

кроме того интерфейсные блоки 38 совычислителей 371, …, 37M соединены с соответствующими адаптерами 32 совычислителей, которые в статическом регионе 27 каждой из вычислительных ПЛИС 231, …, 23M соединены с блоком 31 автоматического управления и с блоком 30 маршрутизации рабочего интерфейса, который соединен с приемным блоком 28 и с блоком 29 расширения рабочего интерфейса в статическом регионе 27 и с коммутатором 34 адресуемых исполнительных устройств, который в динамическом регионе 33 каждой из вычислительных ПЛИС 231, …, 23M соединен с адаптерами 351, …, 35Q адресуемых исполнительных устройств, которые в динамическом регионе 33 соединены с соответствующими одноименными адресуемыми исполнительными устройствами 361, …, 36Q, каждое из которых соединено с блоком 31 автоматического управления шиной 41 блокировки рабочей частоты адресуемых исполнительных устройств,in addition, the interface blocks 38 of the co-calculators 37 1 , …, 37 M are connected to the corresponding adapters 32 of the co-calculators, which in the static region 27 of each of the computing FPGAs 23 1 , …, 23 M are connected to the automatic control block 31 and to the working interface routing block 30, which is connected to the receiving block 28 and to the working interface expansion block 29 in the static region 27 and to the switch 34 of the addressable executive devices, which in the dynamic region 33 of each of the computing FPGAs 23 1 , …, 23 M is connected to the adapters 35 1 , …, 35 Q of the addressable executive devices, which in the dynamic region 33 are connected to the corresponding addressable executive devices 36 1 , …, 36 Q of the same name, each of which is connected to the automatic control block 31 of the bus 41 of the operating frequency lock addressable actuators,

при этом в каждом из вычислительных блоков 111, …, 11К приемный порт 16 служебного интерфейса соединен с блоком 24 конфигурирования вычислительных ПЛИС первого 221 вычислительного модуля из группы 221, …, 22N, порт расширения 17 служебного интерфейса соединен с блоком 24 конфигурирования вычислительных ПЛИС последнего 22N вычислительного модуля из группы 221, …, 22N, блоки 24 конфигурирования вычислительных ПЛИС вычислительных модулей, начиная с первого модуля 221 до предпоследнего модуля 22N-1 из группы 221, …, 22N, соединены с блоками 24 конфигурирования вычислительных ПЛИС последующих вычислительных модулей, начиная со второго модуля 222 до последнего модуля 22N из группы 221, …, 22N,wherein in each of the computing units 11 1 , …, 11 K the receiving port 16 of the service interface is connected to the unit 24 for configuring the computing FPGAs of the first 22 1 computing module from the group 22 1 , …, 22 N , the expansion port 17 of the service interface is connected to the unit 24 for configuring the computing FPGAs of the last 22 N computing module from the group 22 1 , …, 22 N , the units 24 for configuring the computing FPGAs of the computing modules, starting from the first module 22 1 to the penultimate module 22 N-1 from the group 22 1 , …, 22 N , are connected to the units 24 for configuring the computing FPGAs of the subsequent computing modules, starting from the second module 22 2 to the last module 22 N from the group 22 1 , …, 22 N ,

причем в каждом вычислительном модуле из группы 221, …, 22N блоки 24 конфигурирования вычислительных ПЛИС соединены с памятью 21 идентификатора вычислительного модуля,wherein in each computing module from the group 22 1 , …, 22 N the blocks 24 for configuring the computing FPGAs are connected to the memory 21 of the identifier of the computing module,

кроме того в каждом из вычислительных блоков 111, …, 11К приемный порт 18 и порт расширения 19 рабочего интерфейса соединены с блоком 20 ретрансляции рабочего интерфейса, который соединен с приемным блоком 28 рабочего интерфейса первой вычислительной ПЛИС 231 из группы 231, …, 23M первого вычислительного модуля 221 из группы 221, …, 22N и с блоком 29 расширения рабочего интерфейса последней 23M вычислительной ПЛИС из группы 231, …, 23M последнего вычислительного модуля 22N из группы 221, …, 22N,in addition, in each of the computing blocks 11 1 , …, 11 K the receiving port 18 and the expansion port 19 of the working interface are connected to the working interface retransmission block 20, which is connected to the receiving block 28 of the working interface of the first computing FPGA 23 1 from the group 23 1 , …, 23 M of the first computing module 22 1 from the group 22 1 , …, 22 N and to the working interface expansion block 29 of the last 23 M computing FPGA from the group 23 1 , …, 23 M of the last computing module 22 N from the group 22 1 , …, 22 N ,

причем у всех вычислительных модулей, начиная с первого модуля 221 до предпоследнего 22N-1 из группы 221, …, 22M блоки 29 расширения рабочего интерфейса последних вычислительных ПЛИС 23M из группы 231, …, 23M соединены с приемными блоками 28 рабочего интерфейса первых вычислительных ПЛИС 231 из группы 231, …, 23M последующих вычислительных модулей, начиная со второго вычислительного модуля 222 до последнего вычислительного модуля 22N из группы 221, …, 22N,wherein for all computing modules, starting from the first module 22 1 to the penultimate 22 N-1 from the group 22 1 , …, 22 M, the blocks 29 of expansion of the working interface of the last computing FPGAs 23 M from the group 23 1 , …, 23 M are connected to the receiving blocks 28 of the working interface of the first computing FPGAs 23 1 from the group 23 1 , …, 23 M of the subsequent computing modules, starting from the second computing module 22 2 to the last computing module 22 N from the group 22 1 , …, 22 N ,

кроме того в каждом вычислительном модуле из группы 221, …, 22N блоки 29 расширения рабочего интерфейса вычислительных ПЛИС, начиная с первой вычислительной ПЛИС 231 до предпоследней вычислительной ПЛИС 23M-1 из группы 231, …, 23M, соединены с приемными блоками 28 рабочего интерфейса последующих вычислительных ПЛИС, начиная со второй вычислительной ПЛИС 232 до последней вычислительной ПЛИС 23M из группы 23, …, 23M.in addition, in each computing module from the group 22 1 , …, 22 N, the blocks 29 of expansion of the working interface of the computing FPGAs, starting from the first computing FPGA 23 1 to the penultimate computing FPGA 23 M-1 from the group 23 1 , …, 23 M , are connected to the receiving blocks 28 of the working interface of the subsequent computing FPGAs, starting from the second computing FPGA 23 2 to the last computing FPGA 23 M from the group 23, …, 23 M .

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого вычислительного узла реконфигурируемой вычислительной системы.Fig. 1 shows a functional diagram of the proposed computing node of the reconfigurable computing system.

На фиг. 1 и в тексте приняты следующие сокращения и обозначения:In Fig. 1 and in the text the following abbreviations and designations are used:

K - количество вычислительных блоков в вычислительном узле;K is the number of computing blocks in a computing node;

N - количество вычислительных модулей в вычислительном блоке;N is the number of computing modules in the computing block;

М - количество вычислительных ПЛИС в вычислительном модуле;M is the number of computing FPGAs in the computing module;

L - количество вычислительных ядер в совычислителе;L - the number of computing cores in the co-computer;

Q - количество адресуемых исполнительных устройств в вычислительных ПЛИС;Q - the number of addressable executive devices in computing FPGAs;

1 - вычислитель общего назначения;1 - general purpose calculator;

21, …, 2K - группа из K адаптеров подключения вычислительных блоков;2 1 , …, 2 K - a group of K adapters for connecting computing units;

3 - коммутатор PCI-Express;3 - PCI-Express switch;

4 - порт служебного интерфейса;4 - service interface port;

5 - порт рабочего интерфейса;5 - working interface port;

6 - конвертер интерфейсов;6 - interface converter;

7 - контроллер PCI-Express;7 - PCI-Express controller;

8 - сетевой коммутатор Ethernet;8 - Ethernet network switch;

9 - входной сетевой порт;9 - input network port;

10 - сетевой порт мониторинга;10 - network monitoring port;

111, …, 11K - группа из К вычислительных блоков;111, …, 11K- a group of K computing blocks;

12 - память идентификатора вычислительного блока;12 - memory of the computing unit identifier;

13 - блок управления охлаждением;13 - cooling control unit;

14 - блок мониторинга;14 - monitoring unit;

15 - блок управления питанием;15 - power control unit;

16 - приемный порт служебного интерфейса;16 - receiving port of the service interface;

17 - порт расширения служебного интерфейса;17 - service interface expansion port;

18 - приемный порт рабочего интерфейса;18 - receiving port of the working interface;

19 - порт расширения рабочего интерфейса;19 - working interface expansion port;

20 - блок ретрансляции рабочего интерфейса;20 - working interface relay block;

21 - память идентификатора вычислительного модуля;21 - memory of the computing module identifier;

221, …, 22N - группа из N вычислительных модулей;22 1 , …, 22 N - a group of N computing modules;

231, …, 23M - группа из М вычислительных ПЛИС;23 1 , …, 23 M - a group of M computing FPGAs;

24 - блок конфигурирования вычислительных ПЛИС;24 - block for configuring computing FPGAs;

25 - блок мониторинга и автоматического управления;25 - monitoring and automatic control unit;

261, …, 26M - группа из М блоков индивидуального управления совычислителем;26 1 , …, 26 M - a group of M blocks of individual control of the co-calculator;

27 - статический регион частичной реконфигурации;27 - static region of partial reconfiguration;

28 - приемный блок рабочего интерфейса;28 - receiving block of the working interface;

29 - блок расширения рабочего интерфейса;29 - working interface expansion block;

30 - блок маршрутизации рабочего интерфейса;30 - working interface routing block;

31 - блок автоматического управления;31 - automatic control unit;

32 - адаптер совычислителя;32 - co-calculator adapter;

33 - динамический регион частичной реконфигурации;33 - dynamic region of partial reconfiguration;

34 - коммутатор адресуемых исполнительных устройств;34 - switch of addressable executive devices;

351, …, 35Q - группа из Q адаптеров адресуемых исполнительных устройств;35 1 , …, 35 Q - a group of Q adapters of addressable executive devices;

361, …, 36Q - группа из Q адресуемых исполнительных устройств;36 1 , …, 36 Q - a group of Q addressable actuators;

371, …, 37M - группа из М совычислителей с индивидуальным питанием;37 1 , …, 37 M - a group of M co-calculators with individual power supply;

38 - интерфейсный блок совычислителя;38 - interface block of the co-calculator;

39 - коммутатор совычислителя;39 - co-calculator switch;

401, …, 40L - группа из L вычислительных ядер совычислителя;40 1 , …, 40 L - a group of L computing cores of the co-computer;

41 - шина блокировки рабочей частоты адресуемых исполнительных устройств.41 - bus for blocking the operating frequency of addressable actuators.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE ESSENCE OF THE INVENTION

Реконфигурируемая вычислительная система представляет собой сервер управления и множество вычислительных узлов, объединенных коммуникационной средой.A reconfigurable computing system consists of a control server and a plurality of computing nodes connected by a communication environment.

Реконфигурация - это изменение архитектуры и/или алгоритма обработки данных, позволяющее организовывать различные схемы последовательной (конвейерной), параллельной и/или последовательно-параллельной обработки данных внутри заданной группы вычислительных средств.Reconfiguration is a change in the architecture and/or data processing algorithm that allows organizing various schemes of sequential (pipeline), parallel and/or sequential-parallel data processing within a given group of computing facilities.

Вычислительные узлы включают в себя вычислитель общего назначения и вычислительные блоки, объединенных коммуникационной средой, которая обеспечивает взаимодействие между вычислителем общего назначения и вычислительными блоками.The computing nodes include a general-purpose computer and computing units, united by a communication environment that ensures interaction between the general-purpose computer and the computing units.

Вычислитель общего назначения включает процессоры общего назначения, оперативную память, root-комплекс, коммутатор PCI-Express, сетевые интерфейсы.The general-purpose computer includes general-purpose processors, RAM, root complex, PCI-Express switch, and network interfaces.

Вычислительные блоки конструктивно выполняются, как правило, в едином корпусе и включают в себя вычислительные модули и системы автономного питания и охлаждения.Computing units are usually structurally implemented in a single housing and include computing modules and autonomous power supply and cooling systems.

Вычислительный модуль - это подключаемый к вычислителю общего назначения с помощью интерфейса взаимодействия и работающий под его управлением высокопроизводительный одноплатный ускоритель вычислений, который содержит вычислительные ПЛИС (программируемые логические интегральные схемы) и совычислители (заказные специализированные интегральные схемы) для схемотехнической и программной реализации конкретных трудоемких алгоритмов.The computing module is a high-performance single-board computing accelerator connected to a general-purpose computer via an interaction interface and operating under its control, which contains computing FPGAs (programmable logic integrated circuits) and co-calculators (custom specialized integrated circuits) for the circuit and software implementation of specific labor-intensive algorithms.

Интерфейсы взаимодействия вычислителя общего назначения с вычислительными ПЛИС и совычислителями делятся на три основные группы:The interfaces for interaction between a general-purpose computer and computing FPGAs and co-computers are divided into three main groups:

- рабочие (основные) интерфейсы, осуществляющие обмен данными и результатами вычислений (в зависимости от выполняемой задачи могут требовать высокой скорости обмена);- working (main) interfaces that exchange data and calculation results (depending on the task being performed, they may require a high exchange rate);

- служебные (вспомогательные) интерфейсы, осуществляющие конфигурирование вычислительных ПЛИС и совычислителей рабочими программами пользователей (выполняются однократно при смене программ пользователей);- service (auxiliary) interfaces that configure computing FPGAs and co-calculators using user programs (executed once when changing user programs);

- интерфейсы мониторинга, осуществляющие измерение рабочей температуры, установку порогов температурной защиты, установку и контроль питания (выполняются непрерывно на фоне выполнения программ пользователей).- monitoring interfaces that measure the operating temperature, set temperature protection thresholds, set and control power supply (performed continuously while user programs are running).

Предлагаемый вычислительный узел реконфигурируемой вычислительной системы является полностью самодостаточным, то есть способным осуществлять как решение трудоемких задач, так и мониторинг состояния.The proposed computing node of the reconfigurable computing system is completely self-sufficient, that is, capable of solving both labor-intensive tasks and monitoring the state.

Вычислительный узел состоит из, реализованных в отдельных корпусах и соединенных между собой кабелями, вычислителя общего назначения 1, сетевого коммутатора 8 Ethernet, входного сетевого порта 9 для подключения к вычислительной системе и группы из К вычислительных блоков 111, …, 11K.The computing node consists of a general-purpose computer 1, an Ethernet network switch 8, an input network port 9 for connection to the computing system, and a group of K computing blocks 11 1 , …, 11 K , implemented in separate housings and connected to each other by cables.

Сетевой коммутатор 8 Ethernet предназначен для организации взаимодействия вычислителя общего назначения 1 с вычислительными блоками 111, …, 11K через сетевые порты мониторинга 10 и с вычислительной системой через входной сетевой порт 9.Network switch 8 Ethernet is intended to organize interaction of general-purpose computer 1 with computing units 11 1 , …, 11 K via network monitoring ports 10 and with the computing system via input network port 9.

Вычислитель общего назначения 1 помимо универсального процессора, root-комплекса, сетевых интерфейсов и памяти (на чертеже не показаны), содержит, реализованный на материнской плате коммутатор 3 PCI-Express и группу из K адаптеров 21, …, 2K и предназначен для конфигурирования вычислительных ПЛИС, управления потоком задач и осуществления мониторинга состояния вычислительных блоков 111, …, 11K.General-purpose computer 1, in addition to a universal processor, root complex, network interfaces and memory (not shown in the drawing), contains a PCI-Express switch 3 implemented on the motherboard and a group of K adapters 2 1 , …, 2 K and is intended for configuring computing FPGAs, managing the flow of tasks and monitoring the state of computing blocks 11 1 , …, 11 K .

Адаптеры из группы 21, …, 2K, предназначенные для подключения соответствующих одноименных вычислительных блоков 111, …, 11K, представляют собой, устанавливаемые в слоты PCI-Express материнской платы вычислителя общего назначения 1, преобразователи интерфейса PCI-Express в рабочий и служебный интерфейсы, и состоят из контроллеров 7 PCI-Express, а также портов служебного 4 и рабочего 5 интерфейсов.Adapters from group 2 1 , …, 2 K , intended for connecting corresponding computing units 11 1 , …, 11 K of the same name, are converters of the PCI-Express interface into working and service interfaces, installed in the PCI-Express slots of the motherboard of a general-purpose computer 1, and consist of PCI-Express controllers 7, as well as ports of the service 4 and working 5 interfaces.

Контроллеры 7 PCI-Express адаптеров 21, …, 2K являются конечными пользователями интерфейса PCI Express вычислителя общего назначения 1 и предназначены для приема процессорных команд, а также для организации обмена данными с памятью (на чертеже не показана) вычислителя общего назначения 1.Controllers 7 PCI-Express adapters 2 1 , …, 2 K are end users of the PCI Express interface of the general-purpose computer 1 and are intended for receiving processor commands, as well as for organizing data exchange with the memory (not shown in the drawing) of the general-purpose computer 1.

Конвертер 6 интерфейсов предназначен для анализа и обработки процессорных команд, передаваемых по интерфейсу PCI Express и формирования, в зависимости от данных, передаваемых контроллером 7, рабочего и служебного интерфейсов взаимодействия с вычислительными блоками 111, …, 11K.The 6 interface converter is designed to analyze and process processor commands transmitted via the PCI Express interface and to form, depending on the data transmitted by the controller 7, working and service interfaces for interaction with computing units 11 1 , …, 11 K .

Порты служебного 4 и рабочего 5 интерфейсов предназначены для кабельного подключения по соответствующим интерфейсам к вычислителю общего назначения 1 вычислительных блоков 111, …, 11K.The ports of the service 4 and working 5 interfaces are intended for cable connection via the corresponding interfaces to the general-purpose computer 1 of the computing units 11 1 , …, 11 K .

Рабочий интерфейс представляет собой высокоскоростной последовательный дуплексный интерфейс, базирующийся на применении при соединении компонент пары типовых высокоскоростных приемо-передатчиков, использующих помехоустойчивое кодирование информации (аналогичное при реализации интерфейса PCI-Express), предназначен для обмена данными и результатами работы вычислительных ПЛИС 231, …, 23M в составе вычислительных модулей 221, …, 22N всех вычислительных блоков 111, …, 11K с вычислителем общего назначения 1 посредством соответствующих адаптеров 21, …, 2K. Рабочий интерфейс реализован с использованием протокола канального уровня взаимодействия согласно модели стека сетевых протоколов (Open Systems Interconnection).The working interface is a high-speed serial duplex interface based on the use of a pair of typical high-speed transceivers when connecting components using noise-resistant information coding (similar to the implementation of the PCI-Express interface), and is intended for exchanging data and the results of the operation of the computing FPGAs 23 1 , …, 23 M as part of the computing modules 22 1 , …, 22 N of all computing blocks 11 1 , …, 11 K with the general-purpose computer 1 by means of the corresponding adapters 2 1 , …, 2 K . The working interface is implemented using the channel layer protocol of interaction according to the network protocol stack model (Open Systems Interconnection).

Служебный интерфейс предназначен для управления конфигурированием вычислительных ПЛИС 231, …, 23M в составе вычислительных модулей 221, …, 22N всех вычислительных блоков 111, …, 11K вычислителем общего назначения 1 посредством соответствующих адаптеров 21, …, 2K. Служебный интерфейс представляет собой на физическом уровне интерфейс Fast Ethernet, использующий стек протоколов TCP/IP, для реализации сетевого и транспортного уровней взаимодействия.The service interface is intended for managing the configuration of the computing FPGAs 23 1 , …, 23 M as part of the computing modules 22 1 , …, 22 N of all computing blocks 11 1 , …, 11 K by the general-purpose computer 1 by means of the corresponding adapters 2 1 , …, 2 K . The service interface is a Fast Ethernet interface at the physical level, using the TCP/IP protocol stack, for implementing the network and transport interaction levels.

Вычислительные блоки 111, …, 11K содержат в своем составе память 12 идентификатора вычислительного блока, автономные системы питания и охлаждения (на чертеже не показаны), работающие под управлением блока мониторинга 14 посредством блоков управления охлаждением 13 и питанием 15, а также блок 20 ретрансляции рабочего интерфейса, предназначенный для коррекции характеристик высокоскоростного сигнала при кабельном подключении адаптеров 21, …, 2K вычислителя общего назначения 1 к вычислительным блокам 111, …, 11K, и N вычислительных модулей 221, …, 22N.The computing units 11 1 , …, 11 K contain in their composition a memory 12 of the computing unit identifier, autonomous power supply and cooling systems (not shown in the drawing), operating under the control of the monitoring unit 14 by means of the cooling control units 13 and power supply 15, as well as a working interface retransmission unit 20, intended for correcting the characteristics of the high-speed signal during cable connection of the adapters 2 1 , …, 2 K of the general-purpose computer 1 to the computing units 11 1 , …, 11 K , and N computing modules 22 1 , …, 22 N .

Память 12 идентификатора вычислительного блока, предназначена для хранения уникального (заводского) номера вычислительного блока, а также информации о типе данного вычислительного блока (например: количество и тип вычислительных модулей в блоке).Memory 12 of the computing unit identifier is intended for storing the unique (factory) number of the computing unit, as well as information about the type of this computing unit (for example: the number and type of computing modules in the unit).

Вычислительные блоки 111, …, 11K в составе вычислительного узла функционируют с использованием кабельных соединений через соответствующие порты мониторинга 10, а также служебного 16, 17 и рабочего 18, 19 интерфейсов.Computing units 11 1 , …, 11 K as part of the computing node operate using cable connections through the corresponding monitoring ports 10, as well as service 16, 17 and working 18, 19 interfaces.

Сетевые порты мониторинга 10 предназначены для кабельного подключения вычислительных блоков 111, …, 11K к сетевому коммутатору 8 Ethernet.Network monitoring ports 10 are intended for cable connection of computing units 11 1 , …, 11 K to network switch 8 Ethernet.

Приемные порты 16 служебного интерфейса предназначены для кабельного подключения к портам 4 служебного интерфейса адаптеров 21, …, 2K вычислителя общего назначения 1 соответствующих одноименных вычислительных блоков 111, …, 11K.Receiving ports 16 of the service interface are intended for cable connection to ports 4 of the service interface of adapters 2 1 , …, 2 K of the general-purpose computer 1 of the corresponding computing blocks of the same name 11 1 , …, 11 K .

Порты расширения 17 служебного интерфейса предназначены для кабельного подключения к вычислительным блокам 111, …, 11K дополнительных аналогичных вычислительных блоков 11 (на чертеже не показаны).Expansion ports 17 of the service interface are intended for cable connection to computing units 11 1 , …, 11 K of additional similar computing units 11 (not shown in the drawing).

Приемные порты 18 рабочего интерфейса предназначены для кабельного подключения к портам 5 рабочего интерфейса адаптеров 21, …, 2K вычислителя общего назначения 1 соответствующих одноименных вычислительных блоков 111, …, 11K.Receiving ports 18 of the working interface are intended for cable connection to ports 5 of the working interface of adapters 2 1 , …, 2 K of the general-purpose computer 1 of the corresponding computing blocks 11 1 , …, 11 K of the same name.

Порты расширения 19 рабочего интерфейса предназначены для кабельного подключения к вычислительным блокам 111, …, 11K дополнительных аналогичных вычислительных блоков 11 (на чертеже не показаны).Expansion ports 19 of the working interface are intended for cable connection to computing units 11 1 , …, 11 K of additional similar computing units 11 (not shown in the drawing).

Вычислительные модули 221, …, 22N, в составе М вычислительных ПЛИС 231, …, 23M, памяти 21 идентификатора вычислительного модуля, блока 24 конфигурирования вычислительных ПЛИС, блока 25 мониторинга и автоматического управления, а также М совычислителей 371, …, 37M с одноименными блоками индивидуального управления 261, …, 26M, предназначены для реализации трудоемких алгоритмов при решении задач пользователей.Computational modules 22 1 , …, 22 N , consisting of M computational FPGAs 23 1 , …, 23 M , memory 21 of the computational module identifier, block 24 for configuring the computational FPGAs, block 25 for monitoring and automatic control, as well as M co-calculators 37 1 , …, 37 M with individual control blocks of the same name 26 1 , …, 26 M , are intended for the implementation of labor-intensive algorithms in solving user problems.

Память 21 идентификатора вычислительного модуля, предназначена для хранения уникального (заводского) номера вычислительного модуля, а также информации о типе данного вычислительного модуля (например: количество и тип вычислительных ПЛИС в модуле, тип совычислителя).Memory 21 of the computing module identifier is intended for storing the unique (factory) number of the computing module, as well as information about the type of this computing module (for example: the number and type of computing FPGAs in the module, the type of co-computer).

Блок 24 конфигурирования вычислительных ПЛИС 231, …, 23M предназначен для прямого подключения к служебному интерфейсу, анализа его команд и осуществления конфигурирования вычислительных ПЛИС 231, …, 23M вычислительных модулей 221, …, 22N или ретрансляции интерфейса для соседних вычислительных модулей 221, …, 22N. Конфигурирование вычислительных ПЛИС 231, …, 23M осуществляется в режимах стартовой конфигурации (статический регион) и рабочей конфигурации (динамический регион).The block 24 for configuring the computing FPGAs 23 1 , …, 23 M is intended for direct connection to the service interface, analysis of its commands and implementation of configuration of the computing FPGAs 23 1 , …, 23 M of the computing modules 22 1 , …, 22 N or retransmission of the interface for neighboring computing modules 22 1 , …, 22 N . Configuration of the computing FPGAs 23 1 , …, 23 M is performed in the modes of the starting configuration (static region) and the working configuration (dynamic region).

Блок 25 мониторинга и автоматического управления вычислительных ПЛИС 231, …, 23M предназначен для установки порогов температурной защиты, измерения и анализа текущего температурного состояния и, совместно с блоками 261, …, 26M индивидуального управления совычислителем, управления работой вычислительных ПЛИС 231, …, 23M и совычислителей 371, …, 37M.The block 25 for monitoring and automatic control of the computing FPGAs 23 1 , …, 23 M is intended for setting temperature protection thresholds, measuring and analyzing the current temperature state and, together with the blocks 26 1 , …, 26 M for individual control of the co-calculator, for controlling the operation of the computing FPGAs 23 1 , …, 23 M and co-calculators 37 1 , …, 37 M .

Вычислительные ПЛИС 231, …, 23M, в составе приемного блока 28, блока расширения 29 и блока 30 маршрутизации рабочего интерфейса, блока 31 автоматического управления и адаптера 32 совычислителя статического региона 27 частичной реконфигурации, коммутатора 34 адресуемых исполнительных устройств, группы из Q адресуемых исполнительных устройств 361, …, 36Q с соответствующими одноименными адаптерами 351, …, 35Q динамического региона 33 частичной реконфигурации, предназначены для управления потоком передачи данных рабочего интерфейса, организации взаимодействия с соответствующим одноименным совычислителем 371, …, 37M и аппаратной реализации трудоемких алгоритмов задач пользователей.The computing FPGAs 23 1 , …, 23 M , consisting of a receiving unit 28, an expansion unit 29 and a working interface routing unit 30, an automatic control unit 31 and an adapter 32 of a co-calculator of a static region 27 of partial reconfiguration, a switch 34 of addressable executive devices, a group of Q addressable executive devices 36 1 , …, 36 Q with corresponding like-named adapters 35 1 , …, 35 Q of a dynamic region 33 of partial reconfiguration, are intended for controlling the flow of data transmission of the working interface, organizing interaction with the corresponding like-named co-calculator 37 1 , …, 37 M and hardware implementation of labor-intensive algorithms of user tasks.

Приемный блок 28 рабочего интерфейса статического региона 27 вычислительных ПЛИС 231, …, 23M представляет собой дуплексный канал (прямой и обратный) обмена данными и предназначен для подключения к высокоскоростному последовательному рабочему интерфейсу через блок 20 ретрансляции рабочего интерфейса от адаптера 2 вычислителя общего назначения 1 или предыдущей соседней вычислительной ПЛИС и передачи сигналов внутреннего интерфейса вычислительной ПЛИС.The receiving unit 28 of the working interface of the static region 27 of the computing FPGAs 23 1 , …, 23 M is a duplex channel (forward and reverse) for data exchange and is intended for connection to the high-speed serial working interface via the unit 20 for retransmitting the working interface from the adapter 2 of the general-purpose computer 1 or the previous neighboring computing FPGA and for transmitting signals of the internal interface of the computing FPGA.

Блок 29 расширения рабочего интерфейса статического региона 27 вычислительных ПЛИС 231, …, 23M представляет собой дуплексный канал (прямой и обратный) обмена данными и предназначен для формирования высокоскоростного последовательного сигнала для подключения последующих соседних вычислительных ПЛИС из внутренних сигналов вычислительной ПЛИС.Block 29 for expanding the working interface of the static region 27 of the computing FPGAs 23 1 , …, 23 M is a duplex channel (forward and reverse) for data exchange and is intended for generating a high-speed serial signal for connecting subsequent adjacent computing FPGAs from the internal signals of the computing FPGA.

Блок 30 маршрутизации рабочего интерфейса статического региона 27 вычислительных ПЛИС 231, …, 23M предназначен для осуществления анализа состояния приемного рабочего интерфейса и преобразования рабочего интерфейса для взаимодействия с адресуемыми исполнительными устройствами 361, …, 36Q через соответствующие адаптеры 351, …, 35Q и коммутатор 34 адресуемых исполнительных устройств, с соответствующим одноименным совычислителем 371, …, 37M через соответствующие адаптеры 32 или трансляции интерфейса к последующей соседней вычислительной ПЛИС через блок 29 расширения рабочего интерфейса.The block 30 for routing the working interface of the static region 27 of the computing FPGA 23 1 , …, 23 M is intended for analyzing the state of the receiving working interface and converting the working interface for interaction with the addressable executive devices 36 1 , …, 36 Q through the corresponding adapters 35 1 , …, 35 Q and the switch 34 of the addressable executive devices, with the corresponding co-computer of the same name 37 1 , …, 37 M through the corresponding adapters 32 or for translating the interface to the subsequent neighboring computing FPGA through the block 29 for expanding the working interface.

Блок автоматического управления 31 статического региона 27 вычислительных ПЛИС 231, …, 23M предназначен управления потоком заданий и режимом работы соответствующего одноименного совычислителя 371, …, 37M в зависимости от его текущего температурного состояния, а также блокировки рабочей частоты соответствующих адресуемых исполнительных устройств 361, …, 36Q по шине 41 в зависимости от текущего температурного состояния вычислительной ПЛИС.The automatic control unit 31 of the static region 27 of the computing FPGA 23 1 , …, 23 M is intended to control the flow of tasks and the operating mode of the corresponding co-calculator 37 1 , …, 37 M of the same name depending on its current temperature state, as well as blocking the operating frequency of the corresponding addressable executive devices 36 1 , …, 36 Q via bus 41 depending on the current temperature state of the computing FPGA.

Адаптер совычислителя 32 статического региона 27 вычислительных ПЛИС 231, …, 23M предназначен для согласования рабочего интерфейса с интерфейсом соответствующего одноименного совычислителя 371, …, 37M.The adapter of the co-calculator 32 of the static region 27 of the computing FPGAs 23 1 , …, 23 M is intended for matching the working interface with the interface of the corresponding co-calculator 37 1 , …, 37 M of the same name.

Динамический регион 33 частичной реконфигурации вычислительных ПЛИС 231, …, 23M в составе коммутатора 34 адресуемых исполнительных устройств и группы из Q адресуемых исполнительных устройств 361, …, 36Q с соответствующими адаптерами 351, …, 35Q предназначен для аппаратной реализации трудоемких алгоритмов задач пользователей и реконфигурируется в зависимости от текущего потока заданий.Dynamic region 33 of partial reconfiguration of computing FPGAs 23 1 , …, 23 M as part of switch 34 of addressable executive devices and a group of Q addressable executive devices 36 1 , …, 36 Q with corresponding adapters 35 1 , …, 35 Q is intended for hardware implementation of labor-intensive algorithms of user tasks and is reconfigured depending on the current flow of tasks.

Совычислители 371, …, 37M в составе интерфейсного блока 38, коммутатора 39 и группы из L вычислительных ядер 401, …, 40L совычислителя предназначены для программно-аппаратной реализации трудоемких алгоритмов задач пользователей.Co-calculators 37 1 , …, 37 M as part of interface block 38, switch 39 and a group of L computing cores 40 1 , …, 40 L of the co-calculator are intended for software and hardware implementation of labor-intensive algorithms for user tasks.

В предлагаемом вычислительном узле реализована трехуровневая подсистема мониторинга с использованием автоматического управления параметрами работы: оперативное изменение скорости вращения вентиляторов охлаждения, оперативная остановка обработки данных соответствующими вычислительными ПЛИС и/или совычислителями, а также оперативное отключение питания от соответствующих вычислительных ПЛИС и/или совычислителей в зависимости от их текущей температуры.The proposed computing node implements a three-level monitoring subsystem using automatic control of operating parameters: operational change of the rotation speed of cooling fans, operational stop of data processing by the corresponding computing FPGAs and/or co-calculators, as well as operational disconnection of power from the corresponding computing FPGAs and/or co-calculators depending on their current temperature.

На первом уровне осуществляется локальное управление индивидуальным питанием совычислителей 371, …, 37M, которое предполагает, как автоматическое отключение вычислительными ПЛИС 231, …, 23M индивидуальных питаний от соответствующих им совычислителей, так и отключение от них питания блоком 25 мониторинга и автоматического управления в период простоя для сокращения общей мощности потребления и, следовательно, тепловыделения вычислительного узла.At the first level, local control of the individual power supply of the co-computers 37 1 , …, 37 M is carried out, which assumes both automatic disconnection by the computing FPGAs 23 1 , …, 23 M of the individual power supplies from the corresponding co-computers, and disconnection from them by the monitoring and automatic control unit 25 during the idle period in order to reduce the total power consumption and, consequently, the heat generation of the computing node.

На втором уровне осуществляется локальный мониторинг и управление состоянием вычислительных модулей 221, …, 22N блоком 14 мониторинга, который осуществляет сбор данных о текущем состоянии компонент вычислительных модулей, задействованных в процессе выполнения вычислений, а именно вычислительных ПЛИС 231, …, 23M и соответствующих совычислителей 371, …, 37M, а также управляет их питанием и рабочими частотами через блок мониторинга 25.At the second level, local monitoring and control of the state of the computing modules 22 1 , …, 22 N is carried out by the monitoring unit 14, which collects data on the current state of the components of the computing modules involved in the process of performing the calculations, namely the computing FPGAs 23 1 , …, 23 M and the corresponding co-calculators 37 1 , …, 37 M , and also controls their power supply and operating frequencies through the monitoring unit 25.

На третьем уровне осуществляется мониторинг и управление состоянием вычислительных блоков 111, …, 11K программой вычислителя общего назначения 1, а также формирование кадров состояния вычислительных блоков в соответствующих памятях состояния вычислителя общего назначения 1 (на чертеже не показаны).At the third level, monitoring and control of the state of the computing blocks 11 1 , …, 11 K is carried out by the program of the general-purpose computer 1, as well as the formation of frames of the state of the computing blocks in the corresponding state memories of the general-purpose computer 1 (not shown in the drawing).

Предлагаемый вычислительный узел работает следующим образом.The proposed computing node operates as follows.

При включении питания первыми включаются сетевой коммутатор 8 Ethernet, вычислительные блоки 111, …, 11K и вычислитель общего назначения 1. При загрузке стартовой операционной системы (BIOS) вычислителя общего назначения 1 осуществляется конфигурирование группы из К адаптеров 21, …, 2K подключения вычислительных блоков 111, …, 11K и распределение ресурсов коммутатора 3 PCI-Express и контроллеров 7 PCI-Express адаптеров 21, …, 2K в памяти вычислителя общего назначения 1 как конечных устройств.When the power is turned on, the first to be turned on are the Ethernet network switch 8, the computing units 11 1 , …, 11 K and the general-purpose computer 1. When loading the startup operating system (BIOS) of the general-purpose computer 1, a group of K adapters 2 1 , …, 2 K for connecting the computing units 11 1 , …, 11 K is configured and the resources of the PCI-Express switch 3 and the controllers 7 PCI-Express adapters 2 1 , …, 2 K are distributed in the memory of the general-purpose computer 1 as end devices.

После загрузки операционной системы вычислителя общего назначения 1 прежде всего по интерфейсу мониторинга осуществляется чтение идентификаторов вычислительных блоков 111, …, 11K, из памяти 12 идентификатора вычислительного блока. Каждому из вычислительных блоков 111, …, 11K присваивается номер NБЛК (от 1 до К), устанавливаются номиналы питания и осуществляется включение вычислительных модулей 221, …, 22N. При этом питание подается на все компоненты в вычислительных модулях 221, …, 22N за исключением совычислителей 371, …, 37M с индивидуальным питанием, на которые питание подается, при необходимости, только перед запуском задач пользователей.After loading the operating system of the general-purpose computer 1, first of all, the identifiers of the computing units 11 1 , …, 11 K are read from the memory 12 of the identifier of the computing unit via the monitoring interface. Each of the computing units 11 1 , …, 11 K is assigned a number N BLK (from 1 to K), the power ratings are set and the computing modules 22 1 , …, 22 N are switched on. In this case, power is supplied to all components in the computing modules 22 1 , …, 22 N with the exception of co-computers 37 1 , …, 37 M with individual power supply, to which power is supplied, if necessary, only before starting user tasks.

После этого по служебному интерфейсу осуществляется чтение идентификаторов вычислительных модулей 221, …, 22M из памяти 21 идентификатора соответствующих вычислительных модулей. Каждому из вычислительных модулей 221, …, 22N устанавливается номер NМОД (от 1 до N) и выполняется стартовое конфигурирование всех, имеющихся в наличии, вычислительных ПЛИС 231, …, 23M на всех вычислительных модулях 221, …, 22N всех вычислительных блоков 111, …, 11K. Стартовое конфигурирование осуществляется параллельно по всем каналам служебного интерфейса адаптеров 21, …, 2K, при наличии многоядерного процессора вычислителя общего назначения 1After this, the identifiers of the computing modules 22 1 , …, 22 M are read from the memory 21 of the identifiers of the corresponding computing modules via the service interface. Each of the computing modules 22 1 , …, 22 N is assigned the number N MOD (from 1 to N) and the starting configuration of all available computing FPGAs 23 1 , …, 23 M is performed on all computing modules 22 1 , …, 22 N of all computing blocks 11 1 , …, 11 K . The starting configuration is performed in parallel via all channels of the service interface of the adapters 2 1 , …, 2 K , in the presence of a multi-core processor of the general-purpose computer 1

Далее осуществляется настройка и проверка работоспособности всех каналов рабочего интерфейса, которые также осуществляются параллельно для всех адаптеров 21, …, 2K при наличие многоядерного процессора вычислителя общего назначения 1.Next, the configuration and performance testing of all channels of the working interface is carried out, which are also carried out in parallel for all adapters 2 1 , …, 2 K in the presence of a multi-core processor of the general-purpose computer 1.

Конфигурирование динамических регионов 33 вычислительных ПЛИС 231, …, 23M рабочими программами пользователей осуществляется, в зависимости от текущего потока задач, непосредственно перед запуском задач независимо для каждой вычислительной ПЛИС 231, …, 23M.Configuration of dynamic regions 33 of computing FPGAs 23 1 , …, 23 M by user work programs is carried out, depending on the current flow of tasks, immediately before starting tasks independently for each computing FPGA 23 1 , …, 23 M .

Адрес конфигурируемой вычислительной ПЛИС для служебного интерфейса формируется из номера NБЛК вычислительного блока 111, …, 11K номера NМОД вычислительного модуля 221, …, 22N, ее порядкового номера NПЛИС (от 1 до М) на вычислительном модуле и привязывается к номеру порта NPCIE коммутатора 3 PCI-Express, соединенного с контроллерами 7 PCI-Express адаптеров 21, …, 2K подключения вычислительных блоков и признаку служебного интерфейса NИНТ=0.The address of the configurable computing FPGA for the service interface is formed from the number N BLK of the computing block 11 1 , …, 11 K , the number N MOD of the computing module 22 1 , …, 22 N , its serial number N FPGA (from 1 to M) on the computing module and is linked to the number of the port N PCIE of the switch 3 PCI-Express connected to the controllers 7 PCI-Express adapters 2 1 , …, 2 K for connecting computing blocks and the attribute of the service interface N INT =0.

Адрес вычислительной ПЛИС для рабочего интерфейса формируется также, как для служебного интерфейса, только привязанного к признаку рабочего интерфейса NИНТ=1.The address of the computing FPGA for the working interface is formed in the same way as for the service interface, only linked to the working interface feature N INT =1.

Для обращения к соответствующим адресуемым исполнительным устройствам 361, …, 36Q и совычислителю к адресу вычислительной ПЛИС добавляется номер NAИУ (от 1 до Q) адресуемого исполнительного устройства, при этом NАИУ=0 соответствует обращению через адаптер 32 к совычислителю.To access the corresponding addressable executive devices 36 1 , …, 36 Q and the co-calculator, the number N AIU (from 1 to Q) of the addressable executive device is added to the address of the computing FPGA, where N AIU = 0 corresponds to accessing the co-calculator through adapter 32.

Для обращения к соответствующим вычислительным ядрам 401, …, 40L совычислителя к адресу вычислительной ПЛИС добавляется номер вычислительного ядра NЯДР (от 1 до L), при этом в случае NЯДР=0 обращение осуществляется к другим ресурсам совычислителя.To access the corresponding computing cores 40 1 , …, 40 L of the co-computer, the number of the computing core N CORE (from 1 to L) is added to the address of the computing FPGA, and in the case of N CORE = 0, access is made to other resources of the co-computer.

Для обращения к внутренним ресурсам адресуемых исполнительных устройств 361, …, 36Q и ядер 401, …, 40L совычислителя к адресу вычислительной ПЛИС добавляется номер NАДР этих ресурсов (регистров, буферов памяти и так далее).To access the internal resources of the addressable executive devices 36 1 , …, 36 Q and the cores 40 1 , …, 40 L of the co-calculator, the number N of the ADR of these resources (registers, memory buffers, etc.) is added to the address of the computing FPGA.

Помимо адреса по служебному и рабочему интерфейсам передаются код команды NКОП («запись» / «чтение»), а также размерность данных NДАН.In addition to the address, the command code N COP (“write” / “read”), as well as the data size N DAN are transmitted via the service and working interfaces.

Разрядность адресного поля порта RPCIE=8 в соответствии со стандартом PCI-Express.The address field width of the R PCIE port is 8 in accordance with the PCI-Express standard.

Разрядность поля кода команды RКОП=1.The bit depth of the command code field R COPE = 1.

Разрядность адресного поля признаки интерфейса RИНТ=1.The address field bit depth of the interface features R INT =1.

Разрядности остальных составляющих адресных полей RY={RБЛК, RМОД, RПЛИС, RАИУ, RЯДР, RАДР} определяются как RY=E(log2(X-1))+1, где Х:={К, N, М, Q, L, NАДР}, Е(..) - целая часть.The bit depths of the remaining components of the address fields R Y = {R BLK , R MOD , R FPGA , R AIU , R CORE , R ADR } are defined as R Y = E(log 2 (X-1)) + 1, where X: = {K, N, M, Q, L, N ADR }, E(..) is the integer part.

Таким образом, управляющая последовательность команды по служебному и рабочему интерфейсам имеет следующей вид:Thus, the control sequence of the command for the service and working interfaces is as follows:

Блок 24 конфигурирования вычислительных ПЛИС и блок 30 маршрутизации рабочего интерфейса осуществляют дешифрацию управляющей последовательности команды соответственно служебного и рабочего интерфейсов и выполняют принадлежащие им соответствующие команды, или транслируют управляющие последовательности команды на следующий вычислительный модуль или вычислительную ПЛИС в противном случае.The 24 block for configuring the computing FPGA and the 30 block for routing the working interface decipher the control sequence of the command of the service and working interfaces, respectively, and execute the corresponding commands belonging to them, or transmit the control sequences of the command to the next computing module or the computing FPGA otherwise.

По прямому каналу служебного интерфейса передаются команды: «запись» регистров управления и буфера данных, а также «чтение» состояния заданного блока 24 конфигурирования вычислительных ПЛИС, при этом команды «записи» сопровождаются блоком данных размерностью где Lmax - максимальный размер буфера блока 24 конфигурирования вычислительных ПЛИС.The following commands are transmitted via the direct channel of the service interface: “writing” of control registers and data buffer, as well as “reading” the state of a specified block 24 for configuring computing FPGAs, while the “writing” commands are accompanied by a data block of size where Lmax is the maximum buffer size of block 24 for configuring computing FPGAs.

При выполнении команды «чтения» блок данных отсутствует, а размерность NДАН соответствует размеру запрашиваемой информации о состоянии блока 24. Состояние блока 24 возвращается по обратному каналу служебного интерфейса, формат которого идентичен формату интерфейса прямого канала служебного интерфейса для однозначной идентификации источника информации.When executing the "read" command, the data block is absent, and the dimension N DAN corresponds to the size of the requested information about the state of block 24. The state of block 24 is returned via the reverse channel of the service interface, the format of which is identical to the format of the forward channel interface of the service interface for unambiguous identification of the source of information.

По прямому каналу рабочего интерфейса передаются команды: «запись» регистров управления и буфера данных по начальному адресу NАДР заданного NАИУ адресуемого исполнительного устройства или ядра NЯДР совычислителя, а также «чтение» состояния заданного NАИУ адресуемого исполнительного устройства или ядра NЯДР совычислителя и буфера результата по начальному адресу NАДР заданного NАИУ адресуемого исполнительного устройства или ядра NЯДР совычислителя при NАИУ=0. При этом команды «записи» сопровождаются блоком данных размерностью NДАН={1…Lmax}, где Lmax - максимальный размер буферов данных адресуемого исполнительного устройства или ядра совычислителя. При выполнении команды «чтения» блок данных отсутствует, а размерности NДАН соответствует запрашиваемому размеру состояния и буфера результатов адресуемого исполнительного устройства или ядра совычислителя.The following commands are transmitted via the direct channel of the working interface: "writing" the control registers and the data buffer at the initial address N of the ADR of the specified N AIU of the addressed executive device or the N YAD of the co-calculator core, as well as "reading" the state of the specified N AIU of the addressed executive device or the N YAD of the co-calculator core and the result buffer at the initial address N of the ADR of the specified N AIU of the addressed executive device or the N YAD of the co-calculator core when N AIU = 0. In this case, the "writing" commands are accompanied by a data block of size N DAN = {1…Lmax}, where Lmax is the maximum size of the data buffers of the addressed executive device or the co-calculator core. When executing the "read" command, the data block is absent, and the size N DAN corresponds to the requested size of the state and the result buffer of the addressed executive device or the co-calculator core.

Результат из буфера данных и состояние заданного адресуемого исполнительного устройства или ядра совычислителя возвращаются по обратному каналу рабочего интерфейса, формат которого полностью идентичен формату рабочего интерфейса прямого канала, то есть полный адрес откуда идет последовательность только вместо данных идет результат или состояние для однозначной идентификации источника информации.The result from the data buffer and the state of the specified addressed executive device or co-calculator core are returned via the reverse channel of the working interface, the format of which is completely identical to the format of the working interface of the direct channel, that is, the full address from which the sequence comes, only instead of data, the result or state goes for unambiguous identification of the source of information.

При этом реакцией на команды «чтения» будет получение результатов и состояния, а реакцией на команды «записи» будет передача состояния завершения команды по прямому каналу рабочего интерфейса, что необходимо управляющей программе для перехода к выполнению следующей команды.In this case, the response to the “read” commands will be the receipt of results and status, and the response to the “write” commands will be the transmission of the command completion status via the direct channel of the working interface, which is necessary for the control program to proceed to the execution of the next command.

Кроме этого блок 24 конфигурирования вычислительных ПЛИС 231, …, 23M и блок 30 маршрутизации рабочего интерфейса осуществляют трансляцию команд, поступающих к ним по обратным каналам служебного и, соответственно, рабочего интерфейсов, и возвращают собственные состояния и результаты при выполнении принадлежащих им соответствующих команд.In addition, the block 24 for configuring the computing FPGAs 23 1 , ..., 23 M and the block 30 for routing the working interface carry out the transmission of commands received by them via the return channels of the service and, accordingly, working interfaces, and return their own states and results when executing the corresponding commands belonging to them.

В предлагаемом вычислительном узле, как и в прототипе, скорость обмена пользовательских программ с вычислительными ПЛИС 231, …, 23M определяется, прежде всего, скоростью взаимодействия с оперативной памятью (на чертеже не показана) вычислителя общего назначения 1, скоростью взаимодействия по рабочему интерфейсу, количеством вычислительных ПЛИС в узле, а также соотношением командного (по одному слову) и блочного (по несколько слов) взаимодействия. Причем узким местом, ограничивающим скорость обмена, при достаточно большом числе вычислительных ПЛИС, является, как и у прототипа, оперативная память на которой замыкаются все транзакции при взаимодействии.In the proposed computing node, as in the prototype, the speed of exchange of user programs with computing FPGAs 23 1 , …, 23 M is determined, first of all, by the speed of interaction with the RAM (not shown in the drawing) of the general-purpose computer 1, the speed of interaction via the working interface, the number of computing FPGAs in the node, and also the ratio of command (one word) and block (several words) interaction. Moreover, the bottleneck limiting the speed of exchange, with a sufficiently large number of computing FPGAs, is, as in the prototype, the RAM on which all transactions are closed during interaction.

Однако существуют достаточно широкие классы трудоемких задач пользователей требующие для своей реализации ограниченного взаимодействия с вычислителем общего назначения 1 по рабочему интерфейсу и достаточно длительного процесса программно-аппаратного вычисления, например, решение систем линейных уравнений с искаженной правой частью методом полного перебора вариантов решений с проверкой их на соответствие ожидаемому.However, there are quite broad classes of labor-intensive user tasks that require limited interaction with a general-purpose computer 1 via a working interface and a fairly lengthy process of software and hardware calculations for their implementation, for example, solving systems of linear equations with a distorted right-hand side by a method of completely enumerating the solution options with their verification for compliance with the expected.

При этом для повышения вычислительной мощности вычислительного узла требуется подключение к нему дополнительных вычислительных ресурсов, что легко и реализуется в предлагаемом вычислительном узле путем подключения дополнительных вычислительных блоков к портам расширения служебного 17, рабочего 19 интерфейсов и сетевому порту 10 мониторинга.In this case, to increase the computing power of the computing node, it is necessary to connect additional computing resources to it, which is easily implemented in the proposed computing node by connecting additional computing units to the expansion ports of the service 17, working 19 interfaces and the network monitoring port 10.

Следует отметить, что предлагаемый вычислительный узел имеет в своем составе значительно меньше конечных устройств PCI-Express, поэтому распределение физических адресов оперативной памяти вычислителя общего назначения 1 для их ресурсов и выровненных буферов для обмена в режиме прямого обращения в память операционной системой осуществляется легче и не изменяется с подключением дополнительных вычислительных блоков, так как распределение памяти для адресуемых исполнительных устройств 361, …, 36Q и вычислительных ядер 401, …, 40L осуществляется из задач пользователей в области логических адресов.It should be noted that the proposed computing node has significantly fewer PCI-Express end devices, therefore the distribution of physical addresses of the general-purpose computer 1 RAM for their resources and aligned buffers for exchange in the direct memory access mode by the operating system is carried out more easily and does not change with the connection of additional computing units, since the distribution of memory for the addressable executive devices 36 1 , ..., 36 Q and computing cores 40 1 , ..., 40 L is carried out from the user tasks in the area of logical addresses.

Наличие в каждом дополнительном и в вычислительных блоках 111, …, 11K памяти 12 идентификатора вычислительного блока с уникальным номером, а в каждом вычислительном модуле 221, …, 22M памяти 21 идентификатора вычислительного модуля с уникальным номером обеспечивают однозначную привязку всех вычислительных блоков с вычислительными модулями 221, …, 22N в составе вычислительных ПЛИС 231, …, 23M за счет привязки сетевого порта 10 мониторинга (NБЛК) к номерам вычислительных ПЛИС 231, …, 23M (NПЛИС) из вычислительных модулей 221, …, 22N (NМОД).The presence of a computing block identifier with a unique number in each additional memory 12 and in the computing blocks 11 1 , …, 11 K , and of a computing module identifier with a unique number in each computing module 22 1 , …, 22 M , ensures unambiguous binding of all computing blocks with computing modules 22 1 , …, 22 N as part of the computing FPGAs 23 1 , …, 23 M by binding the network monitoring port 10 (N BLK ) to the numbers of the computing FPGAs 23 1 , …, 23 M (N FPGA ) from the computing modules 22 1 , …, 22 N (N MOD ).

Таким образом, простое подключение через порты расширения служебного 17 и рабочего 19 интерфейсов, а также сетевые порты 10 мониторинга дополнительных вычислительных блоков с вычислительными модулями 221, …, 22M, которые имеют в своем составе вычислительные ПЛИС 231, …, 23M, увеличивает вычислительную мощность предлагаемого вычислительного узла.Thus, a simple connection via the expansion ports of the service 17 and working 19 interfaces, as well as the network ports 10 for monitoring additional computing units with computing modules 22 1 , …, 22 M , which include computing FPGAs 23 1 , …, 23 M , increases the computing power of the proposed computing node.

ПРИМЕР ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯEXAMPLE OF IMPLEMENTING THE INVENTION

Предлагаемый вычислительный узел реконфигурируемой вычислительной системы может быть реализован на следующих элементах:The proposed computing node of the reconfigurable computing system can be implemented on the following elements:

Вычислитель общего назначения 1: процессор Intel(R) Xeon(R) E2620V4 2.10 GHz 8 cores; оперативная память 64 Gbyte; жесткий диск 1 Tbyte; восемь Адаптеров 21, …, 28, на интерфейсных ПЛИС, реализованных на микросхемах фирмы Xilinx типа XCAU15P-FFVB676 с соединительными разъемами HD-mini SAS х4 768661011 для подключения вычислительных блоков 111, …, 118 рабочему интерфейсу, и RJ45 типа HR911105A фирмы HunRun для подключения к служебному интерфейсу.General-purpose computer 1: Intel(R) Xeon(R) E2620V4 2.10 GHz 8 cores processor; 64 Gbyte RAM; 1 Tbyte hard drive; eight Adapters 2 1 , …, 2 8 , on interface FPGAs implemented on Xilinx chips of the XCAU15P-FFVB676 type with HD-mini SAS x4 768661011 connectors for connecting computing units 11 1 , …, 11 8 to the working interface, and RJ45 of the HR911105A type from HunRun for connecting to the service interface.

Восемь вычислительных блоков 111, …, 118 в составе двух вычислительных модулей 221, …, 222, каждый из которых в составе восьми вычислительных ПЛИС 231, …, 238 - на микросхемах фирмы Xilinx типа XCKU15P-FFVA1156.Eight computing blocks 11 1 , …, 11 8 as part of two computing modules 22 1 , …, 22 2 , each of which as part of eight computing FPGAs 23 1 , …, 23 8 - on Xilinx chips of the XCKU15P-FFVA1156 type.

Блок 25 мониторинга и автоматического управления - на микросхемах МАХ6656 фирмы Maxim Integrated, TMP461AIRUNT фирмы Texas Instruments.Block 25 for monitoring and automatic control - on MAX6656 microcircuits from Maxim Integrated, TMP461AIRUNT from Texas Instruments.

Блоки 261, …, 268 индивидуального управления совычислителей - с использованием микросхем SI570.Blocks 26 1 , …, 26 8 of individual control of co-calculators - using SI570 microcircuits.

Блок 24 конфигурирования вычислительных ПЛИС - с использованием контроллера Fast Ethernet типа W5500 фирмы WIZnet и микроконтроллер (МК) STM32F407V6.Block 24 for configuring computing FPGAs - using a Fast Ethernet controller type W5500 from WIZnet and a microcontroller (MC) STM32F407V6.

Блок 14 мониторинга - на микросхеме STM32F407V6.Monitoring unit 14 - on the STM32F407V6 microcircuit.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый вычислительный узел реконфигурируемой вычислительной системы решает поставленную задачу и соответствует заявляемому техническому результату - расширение арсенала средств того же назначения и обеспечение возможности повышения вычислительной мощности вычислительного узла за счет увеличения количества вычислительных ПЛИС в его составе.The above information allows us to conclude that the proposed computing node of the reconfigurable computing system solves the stated problem and corresponds to the declared technical result - expansion of the arsenal of means for the same purpose and ensuring the possibility of increasing the computing power of the computing node by increasing the number of computing FPGAs in its composition.

Claims (11)

Вычислительный узел реконфигурируемой вычислительной системы содержит сетевой коммутатор 8 Ethernet, входной сетевой порт 9, группу из K вычислительных блоков 111, …, 11K и вычислитель 1 общего назначения в составе группы из K адаптеров 21, …, 2K подключения вычислительных блоков и коммутатора 3 PCI-Express,The computing node of the reconfigurable computing system contains an Ethernet network switch 8, an input network port 9, a group of K computing blocks 11 1 , …, 11 K and a general-purpose computer 1 as part of a group of K adapters 2 1 , …, 2 K for connecting computing blocks and a PCI-Express switch 3, при этом в состав каждого адаптера из группы 21, …, 2K входят контроллер 7 PCI-Express, конвертер 6 интерфейсов, порт 4 служебного интерфейса и порт 5 рабочего интерфейса, а в состав каждого вычислительного блока из группы 111, …, 11K входят сетевой порт 10 мониторинга, блок 13 управления охлаждением, блок 14 мониторинга, блок 15 управления питанием, память 12 идентификатора вычислительного блока, приемный порт 16 и порт 17 расширения служебного интерфейса, приемный порт 18, порт расширения 19 и блок ретрансляции 20 рабочего интерфейса, и группа из N вычислительных модулей 221, …, 22N, в состав каждого из которых входят память 21 идентификатора вычислительного модуля, блок 25 мониторинга и автоматического управления, блок 24 конфигурирования вычислительных ПЛИС, группа из М блоков 261, …, 26M индивидуального управления совычислителем, группа из М совычислителей 371, …, 37M с индивидуальным питанием и группа из М вычислительных ПЛИС 231, …, 23M,wherein each adapter from group 2 1 , …, 2 K includes a PCI-Express controller 7, an interface converter 6, a service interface port 4 and a working interface port 5, and each computing block from group 11 1 , …, 11 K includes a network monitoring port 10, a cooling control unit 13, a monitoring unit 14, a power control unit 15, a computing block identifier memory 12, a receiving port 16 and an expansion port 17 of the service interface, a receiving port 18, an expansion port 19 and a retransmission unit 20 of the working interface, and a group of N computing modules 22 1 , …, 22 N , each of which includes a computing module identifier memory 21, a monitoring and automatic control unit 25, a computing FPGA configuration unit 24, a group of M individual co-computer control units 26 1 , …, 26 M , a group of M co-calculators 37 1 , …, 37 M with individual power supply and a group of M computing FPGAs 23 1 , …, 23 M , причем в состав каждого совычислителя из группы 371, …, 37M входят интерфейсный блок 38 совычислителя, коммутатор 39 совычислителя и группа из L вычислительных ядер 401, …, 40L совычислителя, а в состав каждой вычислительной ПЛИС из группы 231, …, 23M входят объединенные в статический регион 27 приемный блок 28, блок расширения 29 и блок 30 маршрутизации рабочего интерфейса, блок 31 автоматического управления, адаптер 32 совычислителя и объединенные в динамический регион 33 коммутатор 34 адресуемых исполнительных устройств, группа из Q адаптеров 351, …, 35Q адресуемых исполнительных устройств и группа из Q адресуемых исполнительных устройств 361, …, 36Q,wherein each co-calculator from group 37 1 , …, 37 M includes interface block 38 of the co-calculator, switch 39 of the co-calculator and a group of L computing cores 40 1 , …, 40 L of the co-calculator, and each computing FPGA from group 23 1 , …, 23 M includes receiving block 28, expansion block 29 and working interface routing block 30, automatic control block 31, adapter 32 of the co-calculator and switch 34 of addressable executive devices combined into dynamic region 33, a group of Q adapters 35 1 , …, 35 Q addressable executive devices and a group of Q addressable executive devices 36 1 , …, 36 Q , причем сетевой коммутатор Ethernet 8 соединен с входным сетевым портом 9, с сетевыми портами 10 мониторинга вычислительных блоков 111, …, 11K и вычислителем общего назначения 1, в котором коммутатор 3 PCI-Express соединен с контроллерами 7 PCI-Express адаптеров 21, …, 2K подключения вычислительных блоков, в каждом из которых контроллер 7 PCI-Express соединен с конвертером 6 интерфейсов, который соединен с портом 4 служебного интерфейса и портом 5 рабочего интерфейса,wherein the Ethernet network switch 8 is connected to the input network port 9, to the network ports 10 for monitoring the computing units 11 1 , ..., 11 K and to the general-purpose computer 1, in which the PCI-Express switch 3 is connected to the controllers 7 of the PCI-Express adapters 2 1 , ..., 2 K for connecting the computing units, in each of which the PCI-Express controller 7 is connected to the interface converter 6, which is connected to the port 4 of the service interface and the port 5 of the working interface, причем для каждого из адаптеров 21, …, 2K подключения вычислительных блоков порты 4 служебного интерфейса соединены с приемными портами 16 служебного интерфейса, а порты 5 рабочего интерфейса соединены с приемными портами 18 рабочего интерфейса, соответствующих одноименных вычислительных блоков 111, …, 11K, в которых сетевые порты 10 мониторинга соединены с блоком 14 мониторинга, который соединен с памятью 12 идентификатора вычислительного блока и блоками 24 конфигурирования вычислительных ПЛИС 231, …, 23М вычислительных модулей 221, …, 22N, с блоком 13 управления охлаждением, с блоком 15 управления питанием и блоками 25 мониторинга и автоматического управления вычислительных модулей 221, …, 22N, которые соединены с вычислительными ПЛИС 231, …, 23M, с совычислителями 371, …, 37M с индивидуальным питанием, с блоками 261, …, 26M индивидуального управления совычислителем и с блоками 31 автоматического управления, которые соединены с блоками 261, …, 26M индивидуального управления совычислителем, которые соединены с одноименными совычислителями 371, …, 37M с индивидуальным питанием, в каждом из которых интерфейсный блок 38 совычислителя соединен с коммутатором 39 совычислителя, который соединен с вычислительными ядрами 401, …, 40L совычислителей,wherein for each of the adapters 2 1 , …, 2 K for connecting the computing units, the ports 4 of the service interface are connected to the receiving ports 16 of the service interface, and the ports 5 of the working interface are connected to the receiving ports 18 of the working interface, of the corresponding computing units 11 1 , …, 11 K of the same name, in which the network ports 10 of monitoring are connected to the monitoring unit 14, which is connected to the memory 12 of the identifier of the computing unit and the units 24 for configuring the computing FPGAs 23 1 , …, 23 M of the computing modules 22 1 , …, 22 N , with the cooling control unit 13, with the power control unit 15 and the monitoring and automatic control units 25 of the computing modules 22 1 , …, 22 N , which are connected to the computing FPGAs 23 1 , …, 23 M , with the co-calculators 37 1 , …, 37 M with individual power supply, with individual control units 26 1 , …, 26 M of the co-calculator and with automatic control units 31, which are connected to the individual control units 26 1 , …, 26 M of the co-calculator, which are connected to the co-calculators of the same name 37 1 , …, 37 M with individual power supply, in each of which the interface unit 38 of the co-calculator is connected to the switch 39 of the co-calculator, which is connected to the computing cores 40 1 , …, 40 L of the co-calculators, кроме того, интерфейсные блоки 38 совычислителей 371, …, 37M соединены с соответствующими адаптерами 32 совычислителей, которые в статическом регионе 27 каждой из вычислительных ПЛИС 231, …, 23M соединены с блоком 31 автоматического управления и блоком 30 маршрутизации рабочего интерфейса, который соединен с приемным блоком 28 и с блоком 29 расширения рабочего интерфейса внутри статического региона 27, и с коммутатором 34 адресуемых исполнительных устройств, которые в динамическом регионе 33 соединены с соответствующими одноименными адресуемыми исполнительными устройствами 361, …, 36Q, каждое из которых соединено с блоком 31 автоматического управления шиной 41 блокировки рабочей частоты адресуемых исполнительных устройств,in addition, the interface blocks 38 of the co-calculators 37 1 , ..., 37 M are connected to the corresponding adapters 32 of the co-calculators, which in the static region 27 of each of the computing FPGAs 23 1 , ..., 23 M are connected to the automatic control block 31 and the working interface routing block 30, which is connected to the receiving block 28 and to the working interface expansion block 29 inside the static region 27, and to the switch 34 of the addressable executive devices, which in the dynamic region 33 are connected to the corresponding addressable executive devices 36 1 , ..., 36 Q of the same name, each of which is connected to the automatic control block 31 of the bus 41 of the blocking of the working frequency of the addressable executive devices, при этом в каждом из вычислительных блоков 111, …, 11K приемный порт 16 служебного интерфейса соединен с блоком 24 конфигурирования вычислительных ПЛИС первого 221 вычислительного модуля из группы 221, …, 22N, порт расширения 17 служебного интерфейса соединен с блоком 24 конфигурирования вычислительных ПЛИС последнего 22N вычислительного модуля из группы 221, …, 22N, блоки 24 конфигурирования вычислительных ПЛИС вычислительных модулей, начиная с первого модуля 221 до предпоследнего 22N-1 из группы 221, …, 22N, соединены с блоками 24 конфигурирования вычислительных ПЛИС последующих вычислительных модулей, начиная со второго модуля 222 до последнего модуля 22N из группы 221, …, 22N,wherein in each of the computing units 11 1 , …, 11 K the receiving port 16 of the service interface is connected to the unit 24 for configuring the computing FPGAs of the first 22 1 computing module from the group 22 1 , …, 22 N , the expansion port 17 of the service interface is connected to the unit 24 for configuring the computing FPGAs of the last 22 N computing module from the group 22 1 , …, 22 N , the units 24 for configuring the computing FPGAs of the computing modules, starting from the first module 22 1 to the penultimate 22 N-1 from the group 22 1 , …, 22 N , are connected to the units 24 for configuring the computing FPGAs of the subsequent computing modules, starting from the second module 22 2 to the last module 22 N from the group 22 1 , …, 22 N , причем в каждом вычислительном модуле из группы 221, …, 22N блоки 24 конфигурирования вычислительных ПЛИС соединены с памятью 21 идентификатора вычислительного модуля,wherein in each computing module from the group 22 1 , …, 22 N the blocks 24 for configuring the computing FPGAs are connected to the memory 21 of the identifier of the computing module, кроме этого в каждом из вычислительных блоков 111, …, 11K приемный порт 18 и порт расширения 19 рабочего интерфейса соединены с блоком 20 ретрансляции рабочего интерфейса, который соединен с приемным блоком 28 рабочего интерфейса первой вычислительной ПЛИС 231 из группы 231, …, 23M первого вычислительного модуля 221 из группы 221, …, 22N и с блоком 29 расширения рабочего интерфейса последней 23M вычислительной ПЛИС из группы 231, …, 23M последнего вычислительного модуля 22N из группы 221, …, 22N,in addition, in each of the computing blocks 11 1 , …, 11 K the receiving port 18 and the expansion port 19 of the working interface are connected to the working interface retransmission block 20, which is connected to the receiving block 28 of the working interface of the first computing FPGA 23 1 from the group 23 1 , …, 23 M of the first computing module 22 1 from the group 22 1 , …, 22 N and to the working interface expansion block 29 of the last 23 M computing FPGA from the group 23 1 , …, 23 M of the last computing module 22 N from the group 22 1 , …, 22 N , причем у всех вычислительных модулей, начиная с первого модуля 221 до предпоследнего 22N-1 из группы 221, …, 22N блоки 29 расширения рабочего интерфейса последних вычислительных ПЛИС 23M из группы 231, …, 23M соединены с приемными блоками 28 рабочего интерфейса первых вычислительных ПЛИС 231 из группы 231, …, 23M последующих вычислительных модулей, начиная со второго вычислительного модуля 222 до последнего вычислительного модуля 22N из группы 221, …, 22N,wherein for all computing modules, starting from the first module 22 1 to the penultimate 22 N-1 from the group 22 1 , …, 22 N, the blocks 29 of expansion of the working interface of the last computing FPGAs 23 M from the group 23 1 , …, 23 M are connected to the receiving blocks 28 of the working interface of the first computing FPGAs 23 1 from the group 23 1 , …, 23 M of the subsequent computing modules, starting from the second computing module 22 2 to the last computing module 22 N from the group 22 1 , …, 22 N , кроме того, в каждом вычислительном модуле из группы 221, …, 22N блоки 29 расширения рабочего интерфейса вычислительных ПЛИС, начиная с первой вычислительной ПЛИС 231 до предпоследней вычислительной ПЛИС 23M-1 из группы 231, …, 23M соединены с приемными блоками 28 рабочего интерфейса последующих вычислительных ПЛИС, начиная со второй вычислительной ПЛИС 232 до последней вычислительной ПЛИС 23M из группы 231, …, 23M.in addition, in each computing module from the group 22 1 , …, 22 N, the blocks 29 of expansion of the working interface of the computing FPGAs, starting from the first computing FPGA 23 1 to the penultimate computing FPGA 23 M-1 from the group 23 1 , …, 23 M are connected to the receiving blocks 28 of the working interface of the subsequent computing FPGAs, starting from the second computing FPGA 23 2 to the last computing FPGA 23 M from the group 23 1 , …, 23 M .
RU2024134070A 2024-11-14 Computing node of reconfigurable computing system RU2843598C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2843598C1 true RU2843598C1 (en) 2025-07-16

Family

ID=

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU168565U1 (en) * 2016-11-21 2017-02-08 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант" RECONFIGURABLE COMPUTER MODULE
RU174347U1 (en) * 2017-05-18 2017-10-11 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант" COMPUTER MODULE
RU2677363C1 (en) * 2017-07-24 2019-01-16 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант" Reconfigurable computing system
RU2686004C1 (en) * 2018-07-26 2019-04-23 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант" Computing module
US20190205271A1 (en) * 2011-05-06 2019-07-04 Xcelemor, Inc. Computing system with hardware reconfiguration mechanism and method of operation thereof
RU2713757C1 (en) * 2019-04-29 2020-02-07 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант" Reconfigurable computing system
CN111737941A (en) * 2020-05-07 2020-10-02 中山大学 A Configurable and Reconfigurable Logic Computing System, Chip and Control Method
US10860357B1 (en) * 2017-04-18 2020-12-08 Amazon Technologies, Inc. Secure reconfiguring programmable hardware with host logic comprising a static portion and a reconfigurable portion
RU2748299C1 (en) * 2020-10-02 2021-05-21 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант" Autonomous computing module with submodules
RU2748454C1 (en) * 2020-10-02 2021-05-25 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант" Reconfigurable computing system with multi-level monitoring subsystem and automatic control
RU2780169C1 (en) * 2021-11-29 2022-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант" Computing module for multitasking computing systems

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190205271A1 (en) * 2011-05-06 2019-07-04 Xcelemor, Inc. Computing system with hardware reconfiguration mechanism and method of operation thereof
RU168565U1 (en) * 2016-11-21 2017-02-08 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант" RECONFIGURABLE COMPUTER MODULE
US10860357B1 (en) * 2017-04-18 2020-12-08 Amazon Technologies, Inc. Secure reconfiguring programmable hardware with host logic comprising a static portion and a reconfigurable portion
RU174347U1 (en) * 2017-05-18 2017-10-11 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант" COMPUTER MODULE
RU2677363C1 (en) * 2017-07-24 2019-01-16 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант" Reconfigurable computing system
RU2686004C1 (en) * 2018-07-26 2019-04-23 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант" Computing module
RU2713757C1 (en) * 2019-04-29 2020-02-07 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант" Reconfigurable computing system
CN111737941A (en) * 2020-05-07 2020-10-02 中山大学 A Configurable and Reconfigurable Logic Computing System, Chip and Control Method
RU2748299C1 (en) * 2020-10-02 2021-05-21 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант" Autonomous computing module with submodules
RU2748454C1 (en) * 2020-10-02 2021-05-25 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант" Reconfigurable computing system with multi-level monitoring subsystem and automatic control
RU2780169C1 (en) * 2021-11-29 2022-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант" Computing module for multitasking computing systems
RU2798443C1 (en) * 2022-12-09 2023-06-22 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант" Reconfigurable computing system
RU2823113C1 (en) * 2023-11-14 2024-07-18 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант" Computing module with dynamic redistribution of computing resources

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10404800B2 (en) Caching network fabric for high performance computing
US9798594B2 (en) Shared memory eigensolver
CN108345555B (en) Interface bridge circuit based on high-speed serial communication and method thereof
EP2846263A1 (en) Methods for configurable hardware logic device reloading and devices thereof
US11003607B2 (en) NVMF storage to NIC card coupling over a dedicated bus
RU156778U1 (en) RECONFIGURABLE COMPUTER SYSTEM
JP2001068993A (en) Information processing system
RU168565U1 (en) RECONFIGURABLE COMPUTER MODULE
US11487694B1 (en) Hot-plug events in a pool of reconfigurable data flow resources
CN111684770A (en) Self-identifying interconnect topology
CN107315697A (en) Computer readable storage device, system and method for reducing management ports
CN120196513B (en) Server management method, computer program product and server cabinet
CN117149068A (en) VMD function configuration method, device, server and storage medium
US11256648B1 (en) Virtual hot plug system and method for PCIe devices
US11044210B2 (en) Technologies for performing switch-based collective operations in distributed architectures
RU2843598C1 (en) Computing node of reconfigurable computing system
US20100257294A1 (en) Configurable provisioning of computer system resources
US11360931B2 (en) Disjoint array computer
EP1703413B1 (en) Partition allocation method and computer system
CN107704207A (en) A kind of system and method that dynamic partition is carried out to hard disk
RU2713757C1 (en) Reconfigurable computing system
CN216352292U (en) Server mainboard and server
CN116166599A (en) Server, management method of server multi-CPLD signals and storage medium
RU2699254C1 (en) Reconfigurable computer system with a multilevel monitoring and control subsystem
RU2748454C1 (en) Reconfigurable computing system with multi-level monitoring subsystem and automatic control