基于PCIe 总线架构HPC硬件加速卡

图 2：基于 Kintex-7 的高性能 HPC 硬件加速卡原理框图

技术指标:

• 总线类型：支持PCIe x8，符合 PCI Express2.0规范，兼容 PCI Express 1.1；

• 接口规格：PCI Express x8，板卡尺寸：106.65mm x 352.19mm。

主FPGA处理节点性能：

• 主 FPGA 为 XC7K325T-2FFG900I（可兼容 XC7K410T-2FFG900I）；

• 外挂 64 位 DDR3 SDRAM，500MHz 时钟频率；

• 外挂 1 片 128MByte 的 BPI Flash，用于主 FPGA 的加载。

从FPGA处理节点性能：

• 从 FPGA 为 XC7K160T-2FFG676I（可兼容 XC7K325T-2FFG676I）；

• 1 组 64 位 DDR3 SDRAM，500MHz 时钟频率；

• 1 片 32MByte 的 SPI Flash，用于 FPGA 的加载。

互联性能：

• 主 FPGA 与 4 个从 FPGA 之间 通 过 x1 GTX 互 联， 最高速率10Gbps/lane；

• 每个从 FPGA 之间，两两通过 x2 GTX 互联，最高速率为 10Gbps/lane；

• 每个从 FPGA 之间，两两之间还通过 24对LVDS 互联，最高 500MHz 时钟频率；▶▶▶每个从 FPGA 节点，外挂 1 路 SATA 3.0 接口。

光纤通道性能：

• 4 路 SFP+ 光纤通道，支持单模与多模光纤；

• 支持 aurora64b/66b，Serial RapidIO（最高 6.25Gbps/lane）协议，支持自定义协议的开发。

PCIe DMA 性能：

• x8 PCI Express gen2，独立 DMA 通道，DMA上行与下行传输带宽 3.2GByte/s；

• 缓冲方式支持 FIFO 和 DDR3 两种模式。

物理与电气特征:

• 板卡尺寸：106.65 mm x 352.19 mm；

• 板卡供电：+12V 供电，最大功耗 40W（静态 10W）；

• 工作温度：-20℃ ~+70℃；

• 存储温度：-40℃ ~+80℃；

• 工作湿度：5%~60%，非凝结；

• 散热方式：风冷散热；

• MTBF：900,000 小时。

软件支持:

• 支持 Windows 7 32/64 位、Linux、Win Server2008/2012 操作系统；

• 提供底层驱动与 API 函数；

• 支持定制化算法开发与系统集成。

应用场景:

• 算法硬件加速器；

• 服务器硬件加速平台；

• 数据中心运算加速

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