一种通过2U机箱支持多个GPU的主机论文和设计-何业缘

全文摘要

本实用新型公开了一种通过2U机箱支持多个GPU的主机，包括：2U机箱；多个GPU，多个GPU并排放置在2U机箱的一侧；多个扩展卡，扩展卡的数量与GPU的数量相同并分别与多个GPU连接；以及主板，主板连接到多个扩展卡并且设置有多个CPU，多个CPU通过主板上的PCIex24插槽或高速线缆连接器分别连接对应的扩展卡以分别连接到多个GPU。本实用新型公开的包括多个GPU的主机可以充分利用2U机箱的有限空间，合理实现CPU和GPU的互联，极大地提高了服务器的计算能力。

主设计要求

1.一种通过2U机箱支持多个GPU的主机，其特征在于，包括：2U机箱；多个GPU，所述多个GPU并排放置在所述2U机箱的一侧；多个扩展卡，所述扩展卡的数量与所述GPU的数量相同并分别与所述多个GPU连接；以及主板，所述主板连接到所述多个扩展卡并且设置有多个CPU，所述多个CPU通过主板上的PCIex24插槽或高速线缆连接器分别连接对应的扩展卡以分别连接到所述多个GPU。

设计方案

1.一种通过2U机箱支持多个GPU的主机，其特征在于，包括：

2U机箱；

多个GPU，所述多个GPU并排放置在所述2U机箱的一侧；

多个扩展卡，所述扩展卡的数量与所述GPU的数量相同并分别与所述多个GPU连接；以及

主板，所述主板连接到所述多个扩展卡并且设置有多个CPU，所述多个CPU通过主板上的PCIex24插槽或高速线缆连接器分别连接对应的扩展卡以分别连接到所述多个GPU。

2.根据权利要求1所述的主机，其特征在于，所述扩展卡包括PCIex16插槽，用于连接GPU。

3.根据权利要求2所述的主机，其特征在于，部分扩展卡还包括PCIex8插槽，用于连接扩展的PCIe设备。

4.根据权利要求1所述的主机，其特征在于，还包括GPU固定支架，所述GPU固定支架固定在机箱壁上。

5.根据权利要求4所述的主机，其特征在于，所述GPU的第一端固定在机箱的一侧，第二端固定在所述GPU固定支架上。

6.根据权利要求5所述的主机，其特征在于，所述GPU的第一端通过螺丝固定在机箱的一侧，第二端通过螺丝固定在所述GPU固定支架上。

7.根据权利要求1所述的主机，其特征在于，所述主板包括多个供电连接器，所述多个供电连接器与多个GPU对应连接。

8.根据权利要求1所述的主机，其特征在于，还包括散热装置，所述散热装置包括多个风扇。

9.根据权利要求8所述的主机，其特征在于，还包括风扇支架，所述风扇支架固定在机箱壁上。

10.根据权利要求9所述的主机，其特征在于，所述多个风扇固定在所述风扇支架上。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及机箱领域，更具体地，特别是指一种通过2U机箱支持多个GPU的主机。

背景技术

GPU(Graphics Processing Unit，图形处理器)，具有高并行结构，在处理图形数据和复杂算法方面拥有比CPU更高的效率，而且将GPU与CPU搭配使用可以显著提高服务器的计算能力。随着大数据的发展，用户对服务器计算能力的要求不断提高，因此设计可以搭载多个GPU的多路服务器势在必行。

但是，GPU体积大、功耗高，而且与CPU之间的互联复杂。因此，搭载多个GPU的多路服务器设计对充分利用服务器机箱空间、合理规划CPU与GPU互联走线、设置有效散热策略有着极高的要求。而2U标准机箱空间有限，难以同时容纳多个GPU。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提出一种通过2U机箱支持多个GPU的主机，可以充分利用2U机箱的有限空间，合理实现CPU和GPU的互联，并设置了有效的散热装置，极大地提高了服务器的计算能力。

基于上述目的，本实用新型实施例提供了一种通过2U机箱支持多个GPU的主机，包括：2U机箱；多个GPU，所述多个GPU并排放置在2U机箱的一侧；多个扩展卡，所述扩展卡的数量与所述GPU的数量相同并分别与多个GPU连接；以及主板，所述主板连接到多个扩展卡并且设置有多个CPU，多个CPU通过主板上的PCIex24插槽或高速线缆连接器分别连接对应的扩展卡以分别连接到多个GPU。

在一些实施方式中，扩展卡包括PCIex16插槽，用于连接GPU。

在一些实施方式中，部分扩展卡还包括PCIex8插槽，用于连接扩展的PCIe设备。

在一些实施方式中，机箱还包括GPU固定支架，所述GPU固定支架固定在机箱壁上。

在一些实施方式中，GPU的第一端固定在机箱的一侧，第二端固定在所述GPU固定支架上。

在一些实施方式中，GPU的第一端通过螺丝固定在机箱的一侧，第二端通过螺丝固定在所述GPU固定支架上。

在一些实施方式中，主板包括多个供电连接器，所述多个供电连接器与多个GPU对应连接。

在一些实施方式中，机箱还包括散热装置，所述散热装置包括多个风扇。

在一些实施方式中，机箱还包括风扇支架，所述风扇支架固定在机箱壁上。

在一些实施方式中，多个风扇固定在所述风扇支架上。

本实用新型具有以下有益技术效果：可以充分利用2U机箱的有限空间，合理实现CPU和GPU的互联，并设置了有效的散热装置，极大地提高了服务器的计算能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为本实用新型提供的通过2U机箱支持多个GPU的主机的实施例的结构示意图；

图2为本实用新型提供的通过2U机箱支持多个GPU的主机的实施例的原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本实用新型实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本实用新型实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

U是一种表示服务器外部尺寸的单位，是unit的缩略语。规定服务器的尺寸是为了使服务器保持适当的大小以便于放在铁质或者铝制的机架上，机架上有固定服务器的螺孔，规定尺寸能够使得服务器与机架上的螺孔对应，以方便安装每一部服务器。因此，标准2U机箱的大小已经确定，而按照现有的GPU的安装方法，一般一个2U标准机箱中只能安装两个GPU。而在实际操作中，往往需要同时运用多个GPU。

基于上述目的，本实用新型实施例提出了一种通过2U机箱支持多个GPU的主机，包括：2U机箱；多个GPU，所述多个GPU并排放置在2U机箱的一侧；多个扩展卡，所述扩展卡的数量与所述GPU的数量相同并分别与多个GPU连接；以及主板，所述主板连接到多个扩展卡并且设置有多个CPU，多个CPU通过主板上的PCIex24插槽或高速线缆连接器分别连接对应的扩展卡以分别连接到多个GPU。

图1示出的是本实用新型提供的通过2U机箱支持多个GPU的主机的实施例的结构示意图。如图1所示，主机中包括4个GPU，分别是GPU1、GPU2、GPU3和GPU4，上述4个GPU并排放置在2U机箱的后侧；2U机箱中包括一个主板，主板上包括4个CPU，分别是CPU0、CPU1、CPU2和CPU3，GPU和CPU的具体连接方式请参阅图2。

2U机箱还包括GPU固定支架，GPU固定支架固定在机箱壁上。为了装置的稳定性，GPU固定支架两边均固定在机箱壁上，进一步的，可以将GPU固定支架的三边均固定在机箱壁上。

GPU的第一端固定在机箱的一侧，第二端固定在GPU固定支架上。如图1所示，GPU的两端分别固定在机箱的后侧和GPU固定支架上。根据优选的实施例，GPU的第一端可以通过螺丝固定在机箱的一侧，第二端可以通过螺丝固定在所述GPU固定支架上。如图1所示，GPU的一端通过一个固定螺丝固定在机箱后壁上，另一端通过两个螺丝固定在GPU固定支架上。

主机还包括散热装置，所述散热装置包括多个风扇。如图1所示，散热装置包括6个风扇。2U机箱还包括风扇支架，风扇支架固定在机箱壁上。为了装置的稳定性，风扇支架的两边均固定在机箱壁上，进一步的，风扇支架的三边均固定在机箱壁上。可以将多个风扇固定在所述风扇支架上。

图2示出的是本实用新型提供的通过2U机箱支持多个GPU的主机的实施例的原理图。如图2所示，CPU和GPU通过四个扩展卡连接，四个扩展卡分别为扩展卡一、扩展卡二、扩展卡三和扩展卡四。具体的，GPU1和CPU0通过扩展卡一连接，GPU2和CPU1通过扩展卡二连接，GPU3和CPU2通过扩展卡三连接，GPU4和CPU3通过扩展卡三连接。四个扩展卡均包括PCIex16插槽，可用于连接GPU。例如，扩展卡一通过PCIex16插槽与GPU1连接。部分扩展卡包括PCIex8插槽，用于连接扩展的PCIe设备。例如，图2中的扩展卡一、二和三均包括PCIex8插槽，可以用于插接其他x8\/x4\/x1带宽的PCIe设备。

CPU通过PCIex24插槽或高速线缆连接器连接对应的扩展卡。例如，图2中的扩展卡一通过PCIex24插槽11连接CPU0，扩展卡四通过第一高速线缆连接器21和第二高速线缆连接器22连接CPU1。

主板包括多个供电连接器，所述多个供电连接器与多个GPU对应连接。例如，图2中的第一供电连接器31与GPU1连接，用于给GPU1供电。

下面以4个GPU为例进行说明：

主板上设置有第二高速线缆连接器22，PCIe x24插槽11、12、13，CPU0-4以及4个供电连接器31、32、33和34。第二高速线缆连接器22、PCIe x24插槽11、12、13分别通过PCIe信号与对应CPU通信，4个供电连接器分别与对应的GPU相连，为对应的GPU供电。

扩展卡一、扩展卡二和扩展卡三分别设有一个PCIe x16插槽和一个PCIe x8插槽。PCIe x16插槽用来插接GPU，PCIe x8插槽可以插接其他x8\/x4\/x1带宽的PCIe设备。扩展卡四上设有一个PCIe x16插槽，用来插接GPU。

扩展卡一、扩展卡二和扩展卡三设有PCIe x24插头，扩展卡四上设有第一高速线缆连接器21。扩展卡一通过其上的PCIe x24插头插接到主板的PCIe x24插槽11中；扩展卡二通过其上的PCIe x24插头插接到主板的PCIe x24插槽12中；扩展卡三通过其上的PCIex24插头插接到主板的PCIe x24插槽13中；扩展卡四上的第一高速线缆连接器21与主板上的第二高速线缆连接器22相连。

GPU1上的PCIe x16插头插接到扩展卡一的PCIe x16插槽中；GPU2上的PCIe x16插头插接到扩展卡二的PCIe x16插槽中；GPU3上的PCIex16插头插接到扩展卡三的PCIe x16插槽中；GPU4上的PCIe x16插头插接到扩展卡四的PCIe x16插槽中。由此，GPU所需要的PCIe、I2C、WAKE(唤醒信号)、RST(复位信号)等信号经由主板上的PCIe x24插槽或第二高速线缆连接器22连接到扩展卡上，再经由GPU的插头传导给GPU。

本实用新型提供了一种通过2U机箱支持多个GPU的主机，可以充分利用2U机箱的有限空间，合理实现CPU和GPU的互联，并设置了有效的散热装置，极大地提高了服务器的计算能力。

以上是本实用新型公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本实用新型实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和\/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本实用新型实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和\/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。

上述本实用新型实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本实用新型实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本实用新型实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本实用新型实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型实施例的保护范围之内。

设计图

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