CN102289270A

CN102289270A - 一种集群机柜

Info

Publication number: CN102289270A
Application number: CN2011102625013A
Authority: CN
Inventors: 李程; 王璟; 骆起昕; 戴荣; 许涛
Original assignee: Dawning Information Industry Beijing Co Ltd
Current assignee: Dawning Information Industry Beijing Co Ltd
Priority date: 2011-09-06
Filing date: 2011-09-06
Publication date: 2011-12-21

Abstract

本发明提供了一种刀片服务器的集群机柜。该集群机柜包括：多片刀片服务器；以及散热部件，内置于刀片服务器中，用于为多个刀片服务器散热；其中，相邻的刀片服务器之间的距离为2U。根据本发明，采用相邻刀片服务器之间的距离为2U，节约空间的同时，提高了散热效率和性能，便于统一管理，同时降低了噪声。同时该集群机柜具有：较高性能，移动灵活、高扩展性、高可用性、以及高度统一等特点。

Description

一种集群机柜

技术领域

一般地，本发明涉及集群机柜，更具体地来说，涉及一种刀片服务器的集群机柜。包括：多片刀片服务器；以及散热部件，内置于刀片服务器中，用于为多个刀片服务器散热。

背景技术

目前，刀片服务器(所谓刀片服务器(准确的说应叫做刀片式服务器)是指在标准高度的机架式机箱内可插装多个卡式的服务器单元，实现高可用高密度(HAHD，High Availability High Density)。每一块″刀片″实际上就是一块系统主板)系统作为服务器中的新星，应网络纵深发展、用户集群管理及不断扩展的需求而诞生，是一种高可用高密度的低成本服务器平台。刀片服务器系统所具有的高计算密度、优化部署、方便管理、资源共享、高性价比等明显优势，已使其成为服务器发展的主要方向。

刀片服务器的特点就是在狭小的空间内安装大量的刀片。随着系统功耗的不断提高，在与刀片服务器处理能力、能源利用率等关系密切的散热问题上，给刀片服务器提出了严峻挑战。可以说，刀片服务器发展的一个最大瓶颈就是散热问题。

在专利号为ZL200610169648.7的中国专利中提供了一种刀片服务器的散热方式，刀片服务器通过自身的风扇模块及风道为各个刀片散热，在刀片服务器中设置与刀片对应的风道隔板，且所述风道隔板位于风道的靠近刀片侧；在刀片服务器中设置用于采集各个刀片温度的温度采集模块；该方法还包括：a.刀片服务器确定各个刀片的运行情况；b.刀片服务器根据温度采集模块所采集到的温度，控制处于运行状态的刀片所对应的风道隔板的打开角度，并控制处于未运行状态的刀片所对应的风道隔板处于关闭状态。

上述方法在一定程度上解决了如何提高刀片服务器系统的散热效率的技术问题。

然而，现如今的刀片服务器为一种高密度系统，通常可容纳好几片至十几、二十片刀片，插在刀片服务器机箱中的刀片种类各异，需要大量的温度采集模块和管理模块，无形中增加了用户的成本并且增加了散热的复杂性，而且，当温度采集模块和管理模块发生故障时，不能有效实施散热，大量的热量积累在刀片服务器中，是刀片服务器过热，影响系统工作性能。此外，现有技术中的风道结构设计等，系统噪声大，不利于环保。

发明内容

针对现有技术中，需要刀片服务器管理模块轮询各个刀片的温度状况，从而使得当温度采集器和管理模块发生故障时，刀片服务器管理模块很难提供有效散热满足所有刀片服务器的散热需求，本发明提出了集群机柜，以解决如何提高刀片服务器散热效率的技术问题。

根据本发明的实施例，提供了一种集群机柜，包括：多片刀片服务器；以及散热部件，内置于刀片服务器中，用于为多个刀片服务器散热；其中，相邻的刀片服务器之间的距离为2U。

优选地，散热部件为主动式散热。

优选地，散热部件包括散热片和风扇。

优选地，散热部件位于刀片服务器的CPU上方，风扇位于散热片上方。

优选地，散热片的尺寸大于或者等于8厘米×8厘米。

优选地，集群机柜底部安装有多个脚轮。

优选地，集群机柜内包括多个支撑柱，多个支撑柱的侧部安装有加固部件。

优选地，多片刀片服务器的片数为5片。

优选地，刀片服务器包括GPU模块、PCI扩展模块以及8盘位存储模块。

优选地，集群机柜，进一步包括：磁盘阵列；不间断电源；控制模块，用于控制多片刀片的服务器之间的数据访问和数据调用；高速交换模块，用于与无限带宽网络相连接并交换数据；千兆以太网交换模块，用于与千兆以太网相连接并交换数据；以及百兆以太网交换模块，用于与百兆以太网相连接并交换数据。

根据本发明的实施例，相邻刀片服务器之间的距离为2U，没有增加任何模块改善了系统散热效率和性能，降低了用户成本。该系统设计大幅度降低了噪声，净化了工作环境。此外，机柜底部安装了脚轮，便于系统整体移动，使整个系统的移动轻松方便，降低了劳动强度。

附图说明

当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本发明。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制并且仅仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增加或减少。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例的集群机柜的整体结构图；

图2示出了根据本发明的实施例的集群机柜的详细结构图；

图3是根据本发明的实施例的刀片服务器的距离与散热量之间的关系曲线图；以及

图4是根据本发明的实施例的刀片服务器的另一结构图。

具体实施方式

考虑到相关技术中存在的问题，本发明提供一种机架式刀片系统。下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。应理解，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

图1为根据本发明的实施例的集群机柜的整体结构图。如图1所示，根据本发明的一个实施例，集群机柜100包括：多片刀片服务器102，将散热部件104内置在刀片服务器102中，该散热部件用于为多个刀片服务器102散热。相邻刀片服务器之间的距离为2U，其中，刀片服务器的宽度为19英寸，高度以U为单位(1U＝1.75英寸＝44.45毫米)。

在集群模式下，所有的母板可以连接起来提供高速的网络环境，并同时共享资源，为相同的用户群服务。在集群中插入新的″刀片″，就可以提高整体性能。而由于每块″刀片″都是热插拔的，所以，系统可以轻松地进行替换，并且将维护时间减少到最小。此外，刀片服务器实际上是工业标准化下的产品，其外观按照统一标准来设计，配合集群机柜统一使用，以满足企业的服务器密集部署需求。刀片服务器的主要作用是为节省空间，由于能够将多台服务器装到一个机柜上，不仅可以占用更小的空间，而且也便于统一管理。

以下将对集群机柜的结构进行更详细的描述。

图2示出了根据本发明的实施例的集群机柜的详细结构图。如图2所示，根据本发明的又一实施例，集群机柜200包括：5片刀片服务器202、204、206、208、以及210。刀片服务器202、204、206、208、以及210分别包括：散热部件212、214、216、218、以及220。该散热部件为主动式散热，并且该散热部件为散热片和风道，其中，将散热片设置在刀片服务器的上方，而风扇位于散热器的上方。散热片的尺寸为大于或等于8厘米×8厘米。该散热结构的设计将噪声控制在55分贝以内，降低了散热噪声，净化了环境。

以下将通过实验对刀片服务器之间距离与散热量进行讨论。

图3是根据本发明的实施例的相邻刀片服务器的距离与散热量之间的关系曲线图。如图3所示，其横坐标为相邻刀片服务器之间的距离，其左则纵坐标为散热量，右侧纵坐标为温度，以2U距离时的散热量为单位热量，并且以在2U距离时的温度为单位温度。在相同的环境条件下，改变相邻刀片服务器距离时，分别测量散热片温度，绘制曲线A，并且根据温度与热量成正比，与散热量成反比，绘制曲线B。如图3所示，当距离为1U至2U之间时，散热量急剧上升，并且当距离为2U至3U时，散热量也上升，但较平滑。

根据以上实验，当相邻刀片服务器的距离为1U时，空间占用小，但散热效果差。当相邻刀片服务器的距离为2U时，散热效果好，同时空间占用不大。当相邻刀片服务器的距离3U时，散热效果最好，但空间占用大。所以本发明取相邻刀片服务器的距离为2U。

此外，集群机柜的底部安装有多个脚轮，便于集群机柜整体移动。集群机柜内安装有多个支撑柱，支撑柱的侧部安装有加固部件。该加固部件提供了抗震性能，运行时最大可承受一个41G震动脉冲在正z轴上(一个脉冲在系统的每一边)，持续时间2毫秒，静止时最大可承受6个71G持续震动脉冲在正负x、y、以及z轴上(一个脉冲在系统的每一边)，持续时间2毫秒。

图4是根据本发明的实施例的刀片服务器的另一结构图。如图4所示，除了散热部件以外，刀片服务器400还包括：GPU(图形处理器)模块402、PCI(外围部件互连总线)扩展模块404、以及8盘位存储模块404。

对于GPU模块402来说，在与图形渲染类似的某些计算领域，比如分子模拟、天体物理计算、气象预报、基因研究等方面，使用GPU执行这些计算更为高效，远远超过目前最出色的CPU。

对于PCI扩展模块404来说，可以根据需要，扩展外围设备。

除刀片服务器以外，集群机柜近一步包括：磁盘阵列；不间断电源；控制模块，用于控制多片刀片的服务器之间的数据访问和数据调用；高速交换模块，用于无限带宽网络相连接并交换数据；千兆以太网交换模块，用于与千兆以太网相连接并交换数据；以及百兆以太网交换模块，用于与百兆以太网相连接并交换数据。

根据本发明，采用相邻刀片服务器之间的距离为2U，节约空间的同时，提高了散热效率和性能，便于统一管理，同时降低了噪声。

此外，根据上文所述实施例，该集群机柜具备了普通集群高性能，高速互联，灵活扩展的特点，又具备了方便移动，节省空间，统一管理等普通集群所没有的特性。其特点主要集中在以下几方面：

提高性能，一些如天气预报、核试验模拟等计算密集型应用，需要计算机要有很强的运算处理能力，依靠现有技术，即使普通的大型机也很难胜任。集群技术集中了几十台甚至上百台普通的或者高性能的计算机，通过高速的网络互联，共同计算一项任务，计算性能整体提升。

移动灵活，一套普通集群配置少则几十台服务器，多则上百台服务器，这样大规模的集群移动起来非常不方便。易移动集群在性能上与普通集群相比，不但计算密度高，还可以灵活移动，方便部署，同时占地面积不到0.7平方米，大大节省了空间。

高扩展性，普通服务器在使用过程中硬件资源得不到灵活的扩展，用户若想扩展系统能力，不得不购买更高性能的服务器，才能获得额外所需的CPU和存储器。集群技术可以实现整体升级，但是服务器台数的增加会占用额外的空间，不能实现无缝升级。易移动集群技术只需要将新的硬件资源加入集群中即可，在用户看来，这样即完成了无缝升级。

高可用性，集群技术通过冗余和负载均衡技术使系统在故障发生时仍可以继续工作，将系统停运时间减到最小，提高集群系统可靠性的同时，大大减小了故障损失，为用户节约了成本。

高度统一，易移动集群不同于普通集群的地方在于它具有统一的管理，统一的散热和供电，统一的网络互联。普通集群增加服务器时可以实现无缝升级，但是集群中的所有节点都是单独散热，不但效率不高，同时耗电量大且不好掌控，易移动集群实行统一的散热，提高能效，统一的供电，减少能耗，统一的管理减少运维费用，所有的这些“统一”，让易移动集群较普通集群更可以帮用户节约成本。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims

1.一种集群机柜，包括：

多片刀片服务器；以及

散热部件，内置于所述刀片服务器中，用于为所述多个刀片服务器散热；

其中，相邻的所述刀片服务器之间的距离为2U。

2.根据权利要求1所述的集群机柜，其特征在于，所述散热部件为主动式散热。

3.根据权利要求2所述的集群机柜，其特征在于，所述散热部件包括散热片和风扇。

4.根据权利要求3所述的集群机柜，其特征在于，所述散热部件位于所述刀片服务器的CPU上方，所述风扇位于所述散热片上方。

5.根据权利要求4所述的集群机柜，其特征在于，所述散热片的尺寸大于或者等于8厘米×8厘米。

6.根据权利要求5所述的集群机柜，其特征在于，所述集群机柜底部安装有多个脚轮。

7.根据权利要求6所述的集群机柜，其特征在于，所述集群机柜内包括多个支撑柱，所述多个支撑柱的侧部安装有加固部件。

8.根据权利要求1所述的集群机柜，其特征在于，所述多片刀片服务器的片数为5片。

9.根据上述权利要求中任意一项所述的集群机柜，其特征在于，所述刀片服务器包括GPU模块、PCI扩展模块以及8盘位存储模块。

10.根据权利要求9所述的集群机柜，进一步包括：

磁盘阵列；

不间断电源；

控制模块，用于控制所述多片刀片的服务器之间的数据访问和数据调用；

高速交换模块，用于与无限带宽网络相连接并交换数据；

千兆以太网交换模块，用于与千兆以太网相连接并交换数据；以及

百兆以太网交换模块，用于与百兆以太网相连接并交换数据。