3D总线-一种有前途的计算系统架构

作为技术思想发布。

我将尝试通过使用相当切实的比较,以尽可能简单的语言来解释我的想法,而无需深入细节。

以我的拙见,长期以来,IBM PC体系结构个人计算机的概念已被耗尽,原因很明显-最初限制空间的构建硬件的模型。 IBM PC是中世纪的城市,周围是坚固的计算机机箱形式的墙壁。 主板本身就是拥有街道和房屋的城市。 风车或水车是电源。 计算机内存是城市仓库和兵工厂等。 这样的“中世纪”体系结构当然可以升级计算机:连接新的硬盘驱动器; 增加RAM数量; 用更高效的处理器代替中央处理器; 您可以将各种目的的新卡添加到主板上的插槽中,但是...这种计算设备体系结构不可避免的现代化限制是穷尽的:RAM卡和专用卡的插槽末端; 达到处理器时钟频率的限制; 电脑机箱中所有为硬盘驱动器保留的空间都已使用,依此类推。 它仍然依赖于连接到IBM PC的外部设备,但是与此同时,我们已经超越了这种计算机“封建主义”的“城墙”以及架构概念的框架。

移动设备 (上网本,智能手机,平板电脑)是用于构建计算系统的同一中世纪体系结构的更为鲜明的体现。 如果继续进行建筑类比,那么我们面前的一座堡垒几乎不可能在其中重建某些东西。

微型计算机 (Arduino,Omega,Raspberry等)的出现和快速发展似乎迫使工程师重新考虑整个架构概念,摆脱了“计算机封建主义时代”的雏形。 但是,这尚未发生。 欣赏从Raspberry主板构建的计算集群的外观:

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嗯...您可以根据自己的喜好突出棚屋的色彩,但这不会使其成为宫殿。 所有这些突出的电缆和电线都是支撑,可防止原本设计不当的多层建筑物掉落。

同时,解决问题的方法一如既往地在于表面...

从自然建筑和人才的角度来看这些,是功能空间问题的理想解决方案:

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简单,合理,合理。

如果建筑师设计计算机系统,他们将与其他问题一起考虑建筑物的平面图(他们将确定地板和支撑结构的总体尺寸和形状),尤其是他们将就放置电梯,通风和通讯的位置和尺寸达成一致地雷和阶梯楼梯-即 设计了由不同楼层构成成品建筑的要素。

如果计算机系统的开发人员暂时开始像古典建筑师那样思考-他们会:

  • 我们确定了“地板”的总体尺寸-设计系统的电子板(哦,是的,他们做的都一样!)。
  • 我们确定了将板子彼此连接的信息总线的直通(“ mom-dad”类型)通信连接器的尺寸,类型和位置。
    我们确定了电路板冷却板的尺寸和位置,并据此确定了电路元件,这些元件需要在附近或什至与轴的壁散热器接触时进行强制冷却。
  • 我们确定了直通电源总线的位置。
  • 以上几点均已标准化。

因此,他们将获得一种架构解决方案,该解决方案允许他们通过简单地将新地板连接到较低楼层的地板来建造“任何高度的多层建筑物”。 换句话说,三维空间的Z轴已完全使用,没有备份。
如果计算机工程师走得更远,他们将在X和Y轴上标准化这样的总线连接器,那么就可以像在Lego构造函数中组装各种庞大的结构一样轻松地在所有空间轴上构建计算集群。

非常重要的一点是,与处理器卡一起,可以轻松地将用于3D总线的高度专业化的标准化卡集成到群集中:存储卡,网络卡,蓝牙和Wi-Fi通信卡,视频卡等。

在我看来,这是带有3D总线的统一板:

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很明显,从这样的板上可以构建任何空间配置的计算3D群集,并沿所有可用轴扩展设计。
如果我的想法对任何人都有用,并成为更美丽,简单和可靠的设计解决方案的起点,我将感到非常高兴。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN425891/


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