一种多个gpu同时工作的独立显卡
阅读说明：本技术 一种多个gpu同时工作的独立显卡 (A kind of independent display card that multiple GPU are worked at the same time ) 是由 肖震 郑建华 于 2019-07-11 设计创作，主要内容包括：本发明提出的一种多个GPU同时工作的独立显卡,包括：多个GPU、一个PCIE桥接器和一个PCIE插头；多个GPU均与PCIE桥接器连接,PCIE桥接器与PCIE插头连接,PCIE插头用于连接主板上的PCIE接口。本发明提出的一种多个GPU同时工作的独立显卡中,PCIE桥接器用于将主板通过PCIE接口输出的信号一转多并分配给GPU,并用于将多个GPU的通信信号合并后通过PCIE插头发送给主板,在主板和多个GPU之间进行信号中转。本发明中,通过多个GPU之间的无缝对接配合工作,提高了显卡的输出信号质量与图形计算能力,解决了标准台式机主板因多个独立显卡占用多个PCIE插槽,而导致其它外设功能无法实现的问题。(The independent display card that a kind of multiple GPU proposed by the present invention are worked at the same time, comprising: multiple GPU, a PCIE bridge and a PCIE plug；Multiple GPU are connect with PCIE bridge, and PCIE bridge is connect with PCIE plug, and PCIE plug is used to connect the PCIE interface on mainboard.In the independent display card that a kind of multiple GPU proposed by the present invention are worked at the same time, PCIE bridge is used to the signal that mainboard is exported by PCIE interface more than one turn and distributing to GPU, and for being sent to mainboard by PCIE plug after merging the signal of communication of multiple GPU, signal transfer is carried out between mainboard and multiple GPU.In the present invention, pass through the seamless interfacing cooperating between multiple GPU, the quality of output signals and graphics calculations ability for improving video card solve standard desktop mainboard because multiple independent display cards occupy multiple PCIE slots, and the problem of cause other peripheral functionalities cannot achieve.)
技术领域
本发明涉及电脑配件技术领域，尤其涉及一种多个GPU同时工作的独立显卡。
背景技术
随着现代处理器技术的发展，在互连领域中，使用高速差分总线替代并行总线是大势所趋。与单端并行信号相比，高速差分信号可以使用更高的时钟频率，从而使用更少的信号线，完成之前需要许多单端并行数据信号才能达到的总线带宽。PCIE(peripheralcomponent interconnect express，高速串行计算机扩展总线接口)是新一代的总线接口，它采用了目前业内流行的点对点串行连接，比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构，每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到PCI(Peripheral Component Interconnect外设部件互连标准接口)，AGP(Accelerate Graphical Port加速图形接口)等接口所不能提供的高带宽。
显卡是个人计算机重要组成部分，用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动显示器，并向显示器提供逐行或隔行扫描信号，控制显示器的正确显示，独立显卡因GPU(Graphics Processing Unit，图形处理器)拥有超高的带宽及工作频率，并配备单独的显存专门对图像进行渲染与计算，能够提供更好的显示效果和运行性能，随着技术的不断发展，高清视频，大型3D游戏画面特效及特殊服务器的运算只能依靠独立显卡来完成，这就要求独立显卡的图像渲染技术与图形计算能力越来越高。
目前市场上的台式机主板基本都是利用一个PCIE接口搭配一块仅有一颗GPU的独立显卡工作，如图1所示。虽然独立显卡的GPU性能在不断提高，但单独一颗GPU始终有能力限制，无法满足更高性能显示输出与图形运算能力。为了满足性能需求，很多用户不得不选择占用主板上的另一个PCIE插槽，使多张显卡同时工作，这种做法虽然提高了显卡的计算能力，但带来的问题是必须使用额外的PCIE接口，由于PCIE接口所占主板的面积较大，并且目前市场上标准的台式机电脑主板一般只有2-3个PCIE接口，同时其它独立功能的外设也要用到PCIE接口工作，如果一定要实现多显卡工作，就势必会牺牲原有的一些功能，这给用户带来很大的困扰。虽然有些用户通过加大主板的面积来满足更多外设的需求，但带来的问题是成品机箱体积大而笨重，且由于是特殊设计，因此成本往往会很高，超过消费者的能力承受范围。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种多个GPU同时工作的独立显卡。
本发明提出的一种多个GPU同时工作的独立显卡，包括：多个GPU、一个PCIE桥接器和一个PCIE插头；
多个GPU均与PCIE桥接器连接，PCIE桥接器与PCIE插头连接，PCIE插头用于连接主板上的PCIE接口。
优选的，多个GPU、PCIE桥接器和PCIE插头均安装在同一块电路板上。
优选的，多个GPU型号相同。
优选的，各GPU***均连接有电源模块、时钟模块、GPIO(General-purpose input/output，通用型输入输出)设定模块、BIOS(Basic Input Output System，基本输入输出系统)模块和显示接口模块；各电源模块均连接有时序控制模块和存储模块。
优选的，各电源模块均相同并同步工作，各存储模块均相同并同步工作，各时序控制模块均相同并同步工作，各时钟模块均相同并同步工作，各GPIO设定模块均相同并同步工作。
优选的，各时钟模块均包含一个100M时钟和一个27M时钟。
优选的，显示接口模块中包括DP接口、HDMI接口和VGA接口。
优选的，各GPU外周还连接有一个调试接头。
优选的，包含4个GPU。
本发明提出的一种多个GPU同时工作的独立显卡中，PCIE桥接器用于将主板通过PCIE接口输出的信号一转多并分配给GPU，并用于将多个GPU的通信信号合并后通过PCIE插头发送给主板，在主板和多个GPU之间进行信号中转。本发明中，通过多个GPU之间的无缝对接配合工作，提高了显卡的输出信号质量与图形计算能力，解决了标准台式机主板因多个独立显卡占用多个PCIE插槽，而导致其它外设功能无法实现的问题。
本发明中，通过将PCIE桥接器实现PCIE插头与GPU之间一接多的需求，避免了GPU对更多PCIE接口的占用，有利于在通过增加GPU提高独立显卡性能的同时避免PCIE接口的占用，并且避免了由于PCIE接口的数量对独立显卡可采用的GPU的数量限制。同时，本发明中，由于避免了更多的PCIE接口的需求，进一步满足了PC(personal computer，个人计算机)小型化，便携且成本低的需求。
附图说明
图1为现有技术中GPU的应用示意图；
图2为本发明提出的一种多个GPU同时工作的独立显卡连接示意图；
图3为本发明实施例提出的一种多个GPU同时工作的独立显卡连接示意图。
具体实施方式
参照图2，本发明提出的一种多个GPU同时工作的独立显卡，包括：多个GPU、一个PCIE桥接器和一个PCIE插头。
多个GPU均与PCIE桥接器连接，PCIE桥接器与PCIE插头连接，PCIE插头用于连接主板上的PCIE接口。
如此，本实施方式中，PCIE桥接器用于将主板通过PCIE接口输出的信号一转多并分配给GPU，并用于将多个GPU的通信信号合并后通过PCIE插头发送给主板，在主板和多个GPU之间进行信号中转。
本实施方式中，通过将PCIE桥接器实现PCIE插头与GPU之间一接多的需求，避免了GPU对更多PCIE接口的占用，有利于在通过增加GPU提高独立显卡性能的同时避免PCIE接口的占用，并且避免了由于PCIE接口的数量对独立显卡可采用的GPU的数量限制。同时，本实施方式中，由于避免了更多的PCIE接口的需求，进一步满足了PC小型化，便携且成本低的需求。
本实施方式中，多个GPU、PCIE桥接器和PCIE插头均安装在同一块电路板上，以保证多个GPU之间可无缝对接以配合工作，从而实现高信号质量与高图形计算能力。本实施方式中，多个GPU在电路板上以PCIE桥接器为中心旋转对称分布，以进一步通过PCB布局提高各GPU之间的无缝对接。且，本实施方式中，多个GPU型号相同。
具体的，参照图3，本实施方式中的独立显卡包含4个GPU。
本实施方式中，各GPU***均连接有电源模块、时钟模块、GPIO设定模块、BIOS模块和显示接口模块。各电源模块均连接有时序控制模块和存储模块。本实施方式中，各GPU的***电路均相同，具体的，各电源模块均相同并同步工作，各存储模块均相同并同步工作，各时序控制模块均相同并同步工作，各时钟模块均相同并同步工作，各GPIO设定模块均相同并同步工作。如此，可通过各GPU***电路的同步进一步保证各GPU之间的工作配合。
具体的，本实施方式中的独立显卡通过PCIE插头与主板上的PCIE接口连接后，通过各BIOS模块的控制使得各GPU与主板通信，主板对每一个GPU的ID进行识别；同时，通信过程中，PCIE桥接器用于在主板和多个GPU之间进行PCIE信号的分配，使得电路板上每一个GPU均可与主板进行无失真的信号通讯。具体的，工作时，电源模块用于给GPU和存储模块供电，时序控制模块控制上电时序以保证各模块的稳定工作；同时，时钟模块和GPIO设定模块进一步控制GPU工作状态，保证了GPU工作的稳定，从而进一步保证各GPU之间的工作配合。最后，各GPU将信号通过显示接口设备传输到对应的显示设备，实现用户端高清图像的显示与大量图形数据运算的需求。
本实施方式中，BIOS模块与GPU一一对应，通过对各BIOS模块的单独调试，使得各GPU在数据传输上完全不失真且稳定，保证了多个GPU在进行图形计算时的稳定。
具体的，本实施方式中，各时钟模块均包含一个100M时钟和一个27M时钟，以便通过双时钟配合，实现GPU时钟控制的灵活与稳定。本实施方式中，电源模块包括供电单元和电路保护单元，以消除安全隐患。本实施方式中，显示接口模块中包括DP接口、HDMI接口和VGA接口，以满足不同显示设备的对接需求。
本实施方式中，各GPU外周还连接有一个调试接头，以便对BIOS模块进行调试。
以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。