[发明专利]一种计算存储一体的分布式计算机

权利要求书

1.一种计算存储一体的分布式计算机，包括中央处理器和一个或多个计算单元，所述中央处理器运行操作系统，并实现必要的控制类操作，所述计算单元负责完成计算任务，其特征在于，所述计算单元基于3D封装工艺封装于DDR芯片中，每个DDR芯片封装多层DRAM和一层逻辑电路层，逻辑电路层包括一个DMA和一个或多个计算单元，其中所述计算单元直接对DRAM进行访问，所述中央处理器经存储控制器通过分层的存储体系对DRAM进行访问，所述中央处理器和所述计算单元通过所述DMA实现快速块数据交换。

2.根据权利要求1所述计算存储一体的分布式计算机，其特征在于，所述计算单元为大规模并行计算单元MPCU，所述中央处理器为非计算型的轻量级处理器核。

3.根据权利要求1所述计算存储一体的分布式计算机，其特征在于，所述中央处理器和计算单元共享一块物理内存。

4.根据权利要求1所述计算存储一体的分布式计算机，其特征在于，所述DRAM中，开辟出一块区域作为不可缓存的部分，这一部分区域用于计算单元运行程序，而其他内存区域对于计算单元来说是只读的，而所述中央处理器能够访问整个内存区域。

5.根据权利要求1所述计算存储一体的分布式计算机，其特征在于，所述计算单元集成于DDR芯片中，一个中央处理器与多个DDR芯片连接。

6.根据权利要求1所述计算存储一体的分布式计算机，其特征在于，整个架构系统为程序开发人员提供API，并且为用户提供Driver实现对计算单元的控制，程序开发人员通过提供的API来对所述计算存储一体的分布式计算机进行编程。

7.根据权利要求6所述计算存储一体的分布式计算机，其特征在于，所述API实现如下功能，以实现中央处理器CPU和计算单元MPCU之间的通信：

(1)settargetmemory：当CPU/MPCU执行该系统调 用函数时，系统将会建立一块内存区域用于CPU/MPCU将数据传递到MPCU/CPU；

(2)switch2mpcu：挂起CPU，由CPU工作转换到MPCU工作；

(3)switch2cpu：挂起MPCU，由MPCU工作转换到CPU工作；

(4)cpu2 mpcu：由CPU转换到MPCU的同时，将CPU的数据传递给MPCU；

(5)mpcu 2cpu：由MPCU转换到CPU的同时，将MPCU的数据传递给CPU；

(6)freecpu：释放CPU；

(7)free mpcu：释放MPCU；

(8)cacheflush：将cache中的数据写入存储器；

(9)invalidate：当CPU修改了内存之后，将cache中相关的部分置为无效；

(10)suspend mpcu：挂起MPCU；

(11)suspendcpu：挂起CPU。