[发明专利]一种用于构建资源池的FPGA板卡、服务器和系统

说明书

本发明公开了一种用于构建资源池的FPGA板卡，包括：网络输入接口，配置用于接收网络包；网络输出接口；与网络输入接口和网络输出接口连接的解析模块，包括UDP网络协议实现层，其配置用于解析网络输入接口接收的网络包；以及与解析模块连接的计算模块，配置用于对网络包解析后的数据进行应用计算，其中，UDP网络协议实现层还配置用于对进行应用计算后的数据进行网络包处理；网络输出接口配置用于输出UDP网络协议实现层产生的网络包。本发明还公开了一种服务器和系统。本发明提出的用于构建资源池的FPGA板卡、服务器和系统可以使FPGA直接与其他服务器的FPGA进行通信，避免通过CPU调度，节约CPU计算资源，同时提高了网络流量的周转效率。

技术领域

本发明涉及云计算领域，更具体地，特别是指一种用于构建资源池的FPGA板卡、服务器和系统。

背景技术

在云计算时代，FPGA凭借其低功耗、高性能和快速重建构应用的特性被广泛应用于如机器学习、加密解密、压缩解压缩，因而在云计算数据中心大量部署。当前对于大量部署FPGA的主要方式是服务器的CPU将该服务器本地的FPGA管理和调度起来，并通过本地服务器的网络和其他服务器的CPU通信，来调度其他服务器的FPGA资源。但在云计算数据中心，CPU属于贵重的计算资源，本身承担着多种计算任务，而且现在大多数FPGA上都配置了网络，如果调度FPGA资源要通过CPU，则意味着从FPGA上的网络来的数据要先传递给CPU，再传回给FPGA，造成数据的反复传输，极易成为整个运行过程的瓶颈。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种用于构建资源池的FPGA板卡、服务器和系统，通过在FPGA芯片上实现轻量级的网络通讯协议，使FPGA可以直接与其他服务器的FPGA进行通信，避免通过CPU调度，节约CPU计算资源，同时提高了网络流量的周转效率。

基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种用于构建资源池的FPGA板卡，包括：网络输入接口，配置用于接收网络包；网络输出接口；与网络输入接口和网络输出接口连接的解析模块，包括UDP网络协议实现层，UDP网络协议实现层配置用于解析所述网络输入接口接收的网络包；以及与解析模块连接的计算模块，配置用于对网络包解析后的数据进行应用计算，其中，所述UDP网络协议实现层还配置用于对进行应用计算后的数据进行网络包处理；所述网络输出接口配置用于输出所述UDP网络协议实现层产生的网络包。

在一些实施方式中，FPGA板卡还包括交互接口，配置用于连接所述UDP网络协议实现层和所述计算模块。

在一些实施方式中，FPGA板卡还包括PCI-E接口，与所述交互接口连接，配置用于连接所述FPGA板卡和服务器。

在一些实施方式中，应用计算包括：机器学习、压缩解压缩和加密解密。

本发明实施例的另一方面，还提供了一种用于构建资源池的服务器，包括若干个如上述的FPGA板卡，其中每个FPGA板卡的网络输出接口连接到另外的FPGA板卡的网络输入接口或最终网络包输出端，每个FPGA板卡的网络输入接口连接到初始网络包输入端或另外的FPGA板卡的网络输出接口，以形成FPGA资源池。

在一些实施方式中，若干个FPGA板卡通过总线连接。

在一些实施方式中，若干个FPGA板卡均进行不同种类的应用计算。

本发明实施例的另一方面，还提供了一种包含FPGA资源池的系统，包括若干个如上述的服务器，其中每个服务器中的若干FPGA板卡的网络输出接口连接到其他服务器中的若干FPGA板卡的网络输入接口或最终网络包输出端，以形成FPGA资源池。

在一些实施方式中，不同服务器中的FPGA板卡通过网络连接。

在一些实施方式中，该系统配置用于进行机器学习、压缩解压缩和加密解密。