CN103120040B

CN103120040B - 数据存储装置下方有气流的系统

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Publication number: CN103120040B
Application number: CN201180045095.3A
Authority: CN
Inventors: P·G·罗斯
Original assignee: Amazon Technologies Inc
Current assignee: Amazon Technologies Inc
Priority date: 2010-09-20
Filing date: 2011-09-11
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2031-09-11
Also published as: US20130188309A1; JP2015099609A; WO2012039968A1; EP2620046B1; US20190045667A1; EP2620046A1; CN104597995B; CA2812190C; AU2015201684A1; JP6055000B2; ES2635593T3; CA2812190A1; RU2557782C2; BR112013006546A2; SG189007A1; US20120069514A1; HUE035375T2; US9122462B2; JP5702468B2; AU2011305868B2

Abstract

一种计算机系统包括底盘、一个或多个联结至所述底盘的硬盘驱动器和一个或多个位于所述硬盘驱动器中的至少一个下方的一个或多个气体通道。所述气体通道包括一个或多个进气口和一个或多个排气口。所述进气口将至少一部分空气向下引入所述通道内。所述通道允许空气从所述进气口移动至所述排气口。

Description

数据存储装置下方有气流的系统

发明背景

诸如在线零售商、互联网络服务供应商、搜索提供商、金融机构、大学等组织以及其它计算密集型组织经常利用大型计算设施进行计算机操作。这样的计算设施可容装大量服务器、网络和计算机设备以根据需要处理、储存以及交换数据来执行组织的操作。通常，计算设施的计算机机房包括许多服务器机架。每个服务器机架按顺序包括许多服务器和相关联的计算机设备。

计算机系统通常包括许多产生废热的部件。这样的部件包括印刷电路板、大容量存储器装置、电源和处理器。例如，具有多个处理器的一些计算机可产生250瓦的废热。一些已知的计算机系统包括多个这种更大的多处理器计算机，该更大的多处理器计算机被配置在机架安装部件内，然后被置于机架系统内。一些已知的机架系统包括40个这种机架安装部件，且这种机架系统也因此产生多达10千瓦的废热。此外，一些已知的数据中心包括多个这种机架系统。

在一些计算机系统中，机架层配电单元设在机架内以将电力分配至机架内的许多服务器。机架层配电单元可包括许多插座，每个插座可用于向不同服务器提供电能。机架层配电单元可连接至机架内侧的一面或两面，靠近机架一端。这种安装可使配电单元的插座安装在紧靠服务器电源的位置。然而，这种安装可妨碍服务器机架的安装和拆除(例如，通过阻挡服务器的路径，因为服务器是被滑入或滑出机架的)。

在基于机架的计算机系统的一个现有布置中，冷却空气从机架的前端引入并进入安装在机架上的服务器的前面。加热的空气从服务器底盘的后部被排出，然后通过机架的后部排出。在许多系统中，电力和数据的电连接连同用于电连接的相关联设备(诸如，机架层配电单元)也位于机架系统的后部。通过位于机架的热端的电连接，工作人员可被迫在热环境下工作来维护服务器(例如，连接和断开电力和数据线)。此外，机架后部的高温可导致机架层配电单元发生故障(例如，由于配电单元中的断路器的热过载)。

许多服务器中的热源来自服务器内的板载电源单元。未被适当冷却的电源单元易于发生故障。许多标准电源单元包括内部风扇，其将服务器底盘内的空气吸入电源壳体内，然后将加热的空气通过电源单元内的面板排放至服务器外部的位置。这种布置对于冷却电源单元内的电气部件是有效的。然而，在某些情况下，从电源单元排出的热空气可对冷却服务器内或系统的其它部分内的其它部件造成不利影响。例如，从电源单元排出的空气可对引入服务器底盘以冷却服务器内的关键部件(诸如，中央处理器)的空气进行预加热。

一些服务器包括大量硬盘驱动器(例如，八个或更多个硬盘驱动器)以提供足够的数据存储。硬盘驱动器包括产生热量的电机和电子部件，必须从硬盘驱动器中除去该热量以保持服务器的运行。有时可使空气从硬盘驱动器的外壳之上或外壳侧面上通过来除去热量。在许多现有的服务器中，硬盘驱动器彼此横向间隔设置以允许空气从相邻硬盘驱动器穿过来冷却硬盘驱动器。不仅需要这种横向间隔来确保硬盘驱动器的充分冷却，而且这种横向间隔具有限制硬盘驱动器的最大密度的效果(即，可在服务器中给定量的空间内提供的硬盘驱动器的数量)。

一些数据中心依靠服务器内部的直流供电风扇来产生气流，穿过机架系统内的服务器。然而，这种风扇效率低下且容易发生故障，此外还增加了服务器的成本和复杂性。直流风扇还需要电力转换设备(位于服务器内部或外部)来为风扇提供直流电。

附图说明

图1图示了包括设置于机架系统前端的电连接和进气孔的系统的一个实施方案。

图2图示了可安装在机架内的计算机系统的一个实施方案。

图3图示了其电力和数据连接设置在一排机架的冷通道侧的数据中心的一个实施方案。

图4图示了空气流过计算机系统的一个实施方案。

图5图示了包括硬盘驱动器托盘的计算机系统的后视图。

图6是图示根据一个实施方案的空气流过计算机系统的示意性侧视图。

图7是图示根据一个实施方案的空气流过计算机系统的示意性俯视图。

图8图示了位于允许机架配电单元移动的联结装置上的机架配电单元的一个实施方案。

图9是图示其机架配电单元处于正常位置的机架系统的一个实施方案的示意性俯视图。

图10是图示其机架配电单元处于维护位置的机架系统的一个实施方案的示意性俯视图。

图11图示了其图示具有其机架配电单元位于机架两端的一排服务器冷-冷机架系统的数据中心的一个实施方案的示意性俯视图。

图12图示了其图示具有其机架配电单元位于机架两端的一排服务器冷-冷机架系统的数据中心的一个实施方案的示意性端视图。

图13是图示其机架配电单元处于闭合位置的机架系统的电力连接的示意性俯视图。

图14是图示其机架配电单元处于打开位置的机架系统的电力连接的示意性俯视图。

图15图示了其两个配电单元位于单个支架上的机架系统的实施方案。

图16是图示包括通过联动装置联结至机架的机架配电单元的机架系统的实施方案的示意图。

图17是图示包括处于滑动装置中的机架配电单元的机架系统的实施方案的示意图。

图18图示了包括前机架配电单元和机架门的机架系统的实施方案。

图19图示了用于计算机系统中的硬盘驱动器的托盘的一个实施方案。

图20图示了从托盘底座升高位置处的夹条的一个实施方案。

图21图示了用于硬盘驱动器的托盘的一个实施方案的侧视图。

图22图示了相邻磁盘驱动器上的锁定条的剖面。

图23图示了其夹条处于打开位置以允许从托盘拆除硬盘驱动器的托盘。

图24图示了用于硬盘驱动器托盘的锁定机构的一个实施方案。

图25图示了机架系统的一个实施方案的后视图。

图26图示了用于机架的风扇模块的一个实施方案。

图27图示了用于支撑机架系统中的风扇的门的一个实施方案。

图28图示了风扇模块的一部分的后视图。

图29图示了风扇模块的侧视图。

图30图示了其安装可调整的风扇的一个实施方案。

图31图示了调整至直角的可调整风扇。

图32图示了根据一个实施方案的冷却机架可安装计算机系统中的部件的方法。

图33图示了包括移动机架配电单元以接近机架内的计算机系统的重新配置或维护操作的一个实施方案。

图34图示了根据一个实施方案的通过使驱动器下方的空气流动来冷却硬盘驱动器的方法。

图35图示了根据一个实施方案的使用机架安装风扇来冷却计算机系统的方法。

虽然本发明易于进行各种修改并具有替代形式，但是其具体实施方案通过示例在附图中示出，且将在此处进行详细描述。然而，应理解其附图和详细说明并非意在将本发明限制于所公开的特定形式，正相反，其意图是涵盖如所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。此处使用的标题仅出于组织的目的，并非用来限制说明书或者权利要求书的范围。如在整个说明书中所使用的那样，“可以”一词是以许可的意义(即，具有可能性)使用的，而非作为强制意义(即，必须)使用。类似地，“包括”表示包括但不限于。

具体实施方式

公开了计算机系统的各个实施例，以及冷却计算机系统的系统和方法。根据一个实施方案，数据中心包括一排机架(一个或多个)。计算机系统(诸如服务器)安装在机架内。冷通道位于机架排的第一侧，热通道位于机架排的第二侧。空气处理系统使空气从位于机架排第一侧的冷通道移动通过至少一个机架内的计算机系统，并将空气从计算机系统排入位于机架排第二侧的热通道内。计算机系统包括位于机架排的第一侧(冷通道侧)的输入/输出连接器、电力输入连接器和电源进气口。可在机架排的第一侧(冷通道侧)上设置一个或多个电力机架配电单元。

根据一个实施方案，系统包括机架以及安装在机架内的一个或多个计算机系统(诸如服务器)。计算机系统可包括进气侧(包括进气口)、排气侧(包括排气口)和电源单元。一个或多个风扇使空气移动通过进气侧的至少一个进气口、穿过计算机系统的一个或多个产热部件，并通过排气侧的至少一个排气口和电源单元。电源单元包括包围至少一个产热部件的电源外壳、位于外壳内的电源模块和一个或多个电源进气口。电源模块为外壳外部的电气部件提供电力。电源进气口允许空气进入电源外壳。至少一个电源进气口位于在计算机系统的进气侧上。

根据一个实施方案，机架可安装计算机系统包括可安装在机架内的底盘和联结至底盘的电源单元。电源单元包括电源外壳、电源模块和风扇。电源外壳具有从底盘面向外的面板。面向外的面板包括用于空气进出的一个或多个开口。风扇通过面板上的开口抽吸空气并使其穿过电源模块的一个或多个产热部件。

根据一个实施方案，冷却部件的方法包括为机架安装计算机系统的产热部件提供空气移动装置。空气从机架安装计算机系统的外部被吸入电源单元的电源外壳。空气从电源外壳被排出至机架安装计算机系统的外壳内。在某些实施例中，对标准电源单元进行修改使电源单元内的气流方向相反。

根据一个实施方案，系统包括机架和安装在机架内的一个或多个计算机系统。一个或多个机架配电单元联结在机架的一个或多个侧面上。机架配电单元为机架内的计算机系统提供电力。机架配电单元可相对机架旋转以允许计算机系统安装在机架的侧面上(机架配电单元安装在其上)或从机架的侧面上拆除。

根据一个实施方案，系统包括机架、安装在机架内的一个或多个计算机系统、一个或多个机架配电单元以及一个或多个联结装置。联结装置将机架配电单元联结至机架，如此在机架配电单元保持安装于机架上的同时，机架配电单元可相对机架移动，以允许计算机系统安装在其上安装有机架配电单元的机架的侧面上或从机架的侧面上拆除。

根据一个实施方案，用于将机架配电单元联结至机架的联结装置包括一个或多个支架和一个或多个机架联结部分。支架包括可与机架配电单元联结的一个或多个PDU联结部。机架联结部分允许支架相对于机架移动。

根据一个实施方案，对机架内的计算机系统进行维护或重新配置的方法包括在机架配电单元保持与机架联结的同时，将机架配电单元从工作位置移至维护位置。当机架配电单元位于维护位置时，机架配电单元不在机架内的计算机系统的安装/拆除通道上。当机架配电单元处于维护位置时，将计算机系统从机架内至少部分拆除，或将其安装于机架内。

根据一个实施方案，计算机系统包括底盘、联结至底盘的一个或多个硬盘驱动器以及位于至少一个硬盘驱动器下方的一个或多个气体通道。气体通道包括一个或多个进气口和一个或多个排气口。进气口将至少一部分空气向下引入通道内。通道允许空气从进气口移至排气口。

根据一个实施方案，当托盘安装于计算机系统中时，用于保持一个或多个数据存储装置的托盘包括支撑数据存储装置的一个或多个支撑部分和在数据存储装置下方建立一个或多个气体通道的一个或多个分隔部分。

根据一个实施方案，一种方法包括使空气移动进入计算机系统的硬盘驱动器下方的通道内、使硬盘驱动器上的产热部件产生的热量转移至通道内的空气、然后将空气从通道排出。

根据一个实施方案，系统包括机架、安装在机架中的一个或多个计算机系统以及安装在机架内的两个或更多个交流电(AC)风扇。AC风扇使空气移动通过安装在机架内的计算机系统。至少一个AC风扇可使空气移动通过安装在机架内的计算机系统中的至少两个。

根据一个实施方案，系统包括机架、安装在机架内的一个或多个计算机系统以及以一定角定向联结至机架的一个或多个风扇。风扇使空气移动通过安装在机架内的计算机系统。至少一个风扇可使空气移动通过安装在机架内的计算机系统中的至少两个。

根据一个实施方案，用于提供流经机架内的计算机系统的空气的系统包括安装在机架内的安装板和一个或多个风扇模块。风扇模块包括风扇底座和一个或多个风扇。安装板使风扇模块相对于机架以一定角度保持。

根据一个实施方案，方法包括将AC风扇联结至机架，如此AC风扇相对于机架处于一定角定向，以及操作AC风扇使空气移动通过机架内的计算机系统。

如此处所用，“进气侧”是系统或元件(诸如，服务器)中可接收进入系统或元件的空气的侧面。

如此处所用，“排气侧”是系统或元件(诸如，服务器)中可将空气从系统或元件中排出或排放的侧面。

如此处所用，“空气处理系统”指可为一个或多个系统或部件提供空气或使空气移动进入其内，或将空气从其中排出的系统。

如此处所用，“空气移动装置”包括可移动空气的任何装置、元件、系统或其组合。空气移动装置的示例包括风扇、鼓风机和压缩空气系统。

如此处所用，“通道”指与一个或多个机架相邻的间隔。

如此处所用，“环境”指(相对于系统或设备而言)系统或设施的至少一部分周围的空气。例如，就数据中心而言，环境空气可以是数据中心外部(例如，在数据中心的空气处理系统的进气口罩上或其附近)的空气。

如此处所用，“电缆”包括可承载一个或多个导体且在其长度的至少一部分之上具有柔性的任何电缆、导管或线。电缆可包括位于其一个或多个端部的连接器部分(诸如插头)。

如此处所用，“底盘”指支撑另一种元件或其它元件可安装于其上的结构或元件。底盘可具有任何形状或构造，包括框架、薄片、板、盒子、通道或其组合。计算机系统的底盘可以支撑电路板组件、电源单元、数据存储装置、风扇、电缆和计算机系统的其它部件。

如此处所用，“计算”包括任何可由计算机执行的操作，诸如计算、数据存储、数据检索或通信。

如此处所用，“计算机系统”包括各种计算机系统或其部件中的任何一个。计算机系统的一个示例是机架安装服务器。如此处所用，术语计算机并不局限于在本领域中被称为计算机的那些集成电路，而是广泛地指处理器、服务器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路以及其它可编程电路，且这些术语在文中可互换使用。在各个实施例中，存储器可包括，但不局限于，计算机可读介质，诸如随机存取存储器(RAM)。可替代地，也可使用只读存储型光盘(CD-ROM)、磁光盘(MOD)和/或数字化通用光盘(DVD)。此外，附加的输入通道可包括与操作者接口(诸如鼠标和键盘)相关联的计算机外围设备。可替代地，也可使用其它计算机外围设备，可包括例如扫描仪。此外，在该一些实施例中，附加的输出通道可包括操作者接口监视器和/或打印机。

如此处所用，“联结装置”包括可用于将一个元件或结构联结至一个或多个其它元件或结构的元件或元件组合。联结装置的示例包括支架、联动装置、连杆、铰链、轨道或其组合。

如此处所用，“数据中心”包括在其内执行计算机操作的任何设施或设施的任何部分。数据中心可包括专用于特定功能或服务多个功能的服务器。计算机操作的示例包括信息处理、通信、测试、模拟、电力分配和控制以及操作控制。

如此处所用，“数据中心模块”指包括或适合容纳和/或物理支撑可为数据中心提供计算资源的一个或多个计算机系统的模块。

如此处所用，“引导”空气包括将空气引导或导流至诸如空间内的区域或点。在各个实施例中，可通过创建高压区域、低压区域或二者的组合来使空气流动以引导空气。例如，可通过在底盘的底部创建低压区域来引导空气在底盘内向下移动。在一些实施例中，使用叶片、面板、板、挡板、管道或其它结构元件来引导空气。

如此处所用，“管道”包括能够引导、分离或导流流体(诸如空气)的任何装置、器件、元件或其部分。管道的示例包括布或织物管道、金属薄片管道、模制管道、管或管路。管道的通道的横截面形状可以是正方形、矩形、圆形或不规则形状，且管道的长度可以一致或变化。管道可以是分开生产的部件或与一个或多个其它部件(诸如框架)一体成型。

如此处所用，“模块”是物理上彼此联结的部件或部件的组合。模块可包括功能元件和系统，诸如计算机系统、电路板、机架、鼓风机、管道和配电单元以及结构元件，诸如底座、框架、外壳或容器。

如此处所用，“销”包括可被定位成将另一种元件限制或保持在期望位置或方位上的任何元件。合适的销可包括圆柱销、钉、螺纹螺栓、非螺纹螺栓、条、板、钩子、杆或螺钉。

如此处所用，“配电单元”指可用于分配电力的任何装置、模块、部件或其组合。配电单元的元件可嵌入单个部件或组件(诸如，容纳于公共外壳中的变压器和机架配电单元)内，或可分布于两个或更多个部件或组件(诸如，分别容纳于分开的外壳的变压器和机架配电单元，以及相关联的电缆等)之间。

如此处所用，“机架”指可容纳或物理支撑一个或多个计算机系统的机架、容器、框架或其它元件或元件的组合。

如此处所用，“机架配电单元”指可用于将电力分配至机架内各种部件的配电单元。机架配电单元可包括各种部件和元件，包括布线、母线、连接器和断路器。

如此处所用，“房间”指建筑物的房间或空间。如此处所用，“计算机机房”指计算机系统(诸如，机架安装服务器)可在其内运行的建筑物的房间。

如此处所用，“空间”指空间、区域或容积。

在一些实施例中，用于机架安装计算机系统的电连接和进气口设置在机架系统的公共端。图1图示了包括位于机架系统前端的电连接和进气孔的系统的一个实施方案。系统100包括机架102和计算机系统104。计算机系统104安装在机架102的前支柱106和后支柱108上。

每个计算机系统104包括底盘112、电路板组件114、电源单元116和硬盘驱动器118。在一些实施例中，电路板组件114是计算机系统104的母板。在某些实施例中，电源单元可为计算机系统中的两个或多个母板组件供电。在一些实施例中，每个计算机系统104是1机架单位(1U)高度。在一个实施例中，机架102是42U机架。

在计算机系统104的正面119，计算机系统104包括输入/输出面板120和通风孔122。电源单元116包括电源面板132。电源面板132包括输入电力插座134和进气孔136。

机架102包括底座140、支柱142和顶部面板144。支柱142包括前铰链元件146和后铰链元件148。在一些实施例中，机架102可包括位于机架102的任何或所有侧、前部和后部上的面板(为了清楚起见，机架102的右侧部面板在图1中已被部分省略)。

机架102包括后门160。后门160通过后铰链元件148联结至机架102。后门160包括风扇162。可使风扇162运行以提供流过计算机系统104的空气。在一个实施例中，风扇162在机架102内的计算机系统104的创建形成低压区域。空气可从机架102的前部被吸入，通过计算机系统104并通过风扇162排出机架102的后部。

机架102包括机架配电单元170。机架配电单元170安装在PDU支架172上。PDU支架172包括铰链174。PDU支架172在前铰接元件146处联结至机架支柱142。机架配电单元170包括PDU输出插座176。机架配电单元170可为计算机系统104供电。对于每个计算机系统104，电力电缆178中的一个可将机架配电单元170内的输出插座176中的一个与计算机系统的电源单元116上的输入插座134联结。

用于电力电缆以及机架配电单元和电源上的相应插座的电力连接器可以是各种连接器类型的任何一种。在一个实施例中，机架配电单元170具有IEC C13插座，且电源单元116具有IEC C14插座。

机架配电单元170可具有任何适当的电力特性。机架配电单元170的输出电压的示例包括100伏、110伏、208伏和230伏。在某些实施例中，机架配电单元170内的每个插座是输入机架配电单元的三相输入电力中的一相。

计算机系统104在机架102内为可机架安装的。例如，轨道可安装在底盘104的左侧和右侧以接合机架的左侧和右侧的相应轨道、滑道或凸缘上。在某些实施例中，轨道套件可安装在计算机系统的底盘的侧面上。

尽管为了清楚起见在图1中示出在机架102内只安装了四个计算机系统104，但是在各个实施例中，机架系统可具有任何数量的计算机系统。例如，机架102可在机架102内的每个1U位置支撑计算机系统。在一个实施例中，机架系统具有大约20个1U计算机系统。

图2图示了可安装在机架内的计算机系统的一个实施方案。计算机系统104包括顶盖177。顶盖177可在顶盖铰接179处枢转连接至底盘112。在图2中，顶盖177已被翻开使其远离顶盖铰链179上的闭合位置以暴露计算机系统104的内部部件。

电路板组件114包括电路板180、处理器182、DIMM插槽184和输入/输出连接器186。电路板组件114可包括各种其它半导体装置、电阻器和其它产热部件。电路板组件114与底盘112内的其它部件(硬盘驱动器、电源)和/或底盘112外部的部件一起可作为计算机系统彼此同步运行。例如，计算机系统100可以是文件服务器。

在图2所示的实施例中，计算机系统104包括一个电源单元和12个硬盘驱动器。然而，计算机系统可具有任何数量的硬盘驱动器、电源单元或其它部件。在某些实施例中，计算机系统可具有一个或多个内部风扇以促进空气流过计算机系统。例如，在某些实施例中，可沿计算机系统104的后边缘提供一排风扇。在某些实施例中，计算机系统可没有风扇和/或磁盘驱动器。在某些实施例中，电源可在计算机系统外部。例如，在某些实施例中，电路板组件114可从计算机系统104的外部的电源(诸如，机架层电源)接收电力，因此可以省略电源130。

散热器189安装在处理器142上。在计算机系统100的操作过程中，散热器189可将热量从处理器142转移至底盘112内部的空气。DIMM(为清楚起见未示出)可安装在任何或所有DIMM插槽184内。

当顶盖177处于工作位置(例如，翻过计算机系统104的前面板，诸如图2中所示)时，顶盖177可用作工作托盘。工作托盘可在维护操作过程中使用。例如，维修人员可将部件(诸如硬盘驱动器、电缆、和电路板组件)放置在顶盖177上。在一些实施例中，顶盖可包括结构加强件(诸如加强筋)来增加可放置在顶盖177上的材料的数量和重量。在某些实施例中，顶盖177包括纹理化表面或防滑表面元件或处理以在维护过程中帮助将工作材料(诸如，电缆)保持在适当位置。

当要将计算机系统104重新安装在机架102内时，可将顶盖177翻回至计算机系统104上的闭合位置。在一些实施例中，顶盖177包括确保顶盖位于计算机系统104上的闭合位置的锁销。

在一些实施例中，对机架系统进行了设置以便空气被从与计算机系统的输入/输出连接和电力连接相同的机架侧接收到机架内的计算机系统中。在一个实施例中，空气的一部分流入计算机系统的底盘的入口，且另一部分空气可流入计算机系统的电源单元。

在某些实施例中，服务器的所有连接均位于机架系统的冷通道上。将所有连接位于冷通道上可允许维护人员避免必须在热通道内进行任何操作。图3图示了其电力和数据连接位于一排机架的冷通道侧的数据中心的一个实施方案。数据中心190包括一排机架192、冷通道194和热通道196。排192包括机架102和计算机系统104。机架102中的每个都包括机架配电单元170和风扇162。冷通道194可提供用于冷却机架102内的计算机系统104的空气。风扇162可将空气从冷通道194吸入机架102，并通过计算机系统104，然后将空气从计算机系统排至热通道196。在一个实施例中，从冷通道进入服务器的空气约为35摄氏度。在一个实施例中，从服务器排至热通道的空气约为50至55摄氏度。

图4图示了在一个实施方案中空气流过计算机系统。计算机系统104的电源单元116包括电源外壳202、电源电路板组件204、风扇206和通气孔208。电源电路板组件204可从输入电力插座134接收电力，并向计算机系统104内的电气组件供电。风扇206可使空气移动通过电源外壳202，并穿过电源电路板组件204上的产热部件。

在一些实施例中，空气从计算机系统外部被吸入电源单元外壳，并被排入计算机系统的底盘。例如，如图4所图示，风扇206可通过通气孔136将空气从计算机系统104外部吸入电源外壳202，穿过电源电路板组件，并通过通气孔208将空气排入计算机系统104的底盘112内。

在各个实施例中，计算机系统包括符合工业认可标准的电源。在一些实施例中，用于计算机系统的电源具有符合工业认可标准的形状因数。在一个实施例中，电源单元具有标准的1U形状因数。电源和/或电源形状因数的其它标准的示例包括2U、3U、SFX、ATX、NLX、LPX或WTX。

在一些实施例中，对标准电源进行修改以使电源单元的气流反向。例如，在具有图4所示的形状因数的标准1U电源的现成配置中，风扇206可通过通气孔208将空气吸入电源外壳202，并通过通气孔136将空气排出电源外壳(即，将从计算机系统内部抽吸空气并将空气排至服务器前面板外部)。在一些实施例中，可使标准电源内的气流反向，以便风扇206通过通气孔136将空气吸入电源外壳202内，并通过通气孔208将空气排出电源外壳202(这导致了气流从计算机系统的外部进入其内部)。在一个实施例中，使气流反向可通过使风扇的布线与现有配置相反来实现。在另一个实施例中，使气流反向可通过翻转风扇的定向来实现，以便气流在与现有配置气流的流动方向相反的方向上流动。

在一些实施例中，电力路由装置的输入和输出电力规范可符合行业标准。在一个实施例中，电压和功能符合ATX标准。在各种其它实施例中，来自电力路由装置的输出可符合其它标准，诸如初级电源规范(Entry-Level Power Supply Specification)或EPS12V。

在一些实施例中，电源的输入电力插座和进气口位于计算机系统的公共端。例如，在图4所图示的实施例中，输入电力插座134和通气孔136位于电源面板132上。电源单元116定位于底盘112内，如此电源面板132便与计算机系统104的前部119上的输入/输出面板120对齐。

硬盘驱动器118安装在托盘222上。排出电源外壳202的空气可通过硬盘驱动器118下方的通道220流向计算机系统104的后部。从电路板组件114上方通过的空气可通过硬盘驱动器118下方的通道220流向计算机系统104的后部。通过硬盘驱动器118下方的通道220的空气可除去来自硬盘驱动器118内的产热部件(诸如控制部件和电机)的热量。空气可从计算机系统104的后部排出。托盘222包括边缘221。在一些实施例中，边缘221可阻挡底盘内的全部或部分空气从硬盘驱动器118上方通过。在一些实施例中，硬盘驱动器的壳可阻挡底盘内的全部或部分空气从硬盘驱动器上方通过。通过阻挡空气从硬盘驱动器上方通过，边缘221可重新引导空气流过硬盘驱动器118下方的通道220。

图5图示了计算机系统104的后视图。用于硬盘驱动器118的托盘222以及底盘112的侧部面板223和底部面板224限定出计算机系统104后部226的开口225。硬盘驱动器118下方的气流可通过开口225排出计算机系统。托盘222可保持在底盘112的上部突起226的下方。可通过螺钉227将托盘222从托盘222的后部固定。螺钉227可穿过托盘上的孔并螺入底盘112的后部突起228。

在一些实施例中，除去计算机系统外壳底部上的电路板组件下游的空气可增加在电路板组件上方的空气流动。图6图示了根据一个实施方案的空气流过计算机系统的示意性侧视图。空气可从电路板组件114上方流过到达电路板组件114的后部，在此处空气被吸至硬盘驱动器118下方。通过硬盘驱动器118下方的通道220除去流经接近底盘底部的电路板组件的下游的空气，如此通过提高气流在电路板组件114表面的流速和/或提高电路板上或附近的空气的湍流可增强穿过电路板组件的气流。

在一些实施例中，排出电源单元的空气可与用于冷却计算机系统外壳内的其它产热部件(诸如，中央处理机)的空气混合。图7是图示在一个实施方案中气流通过计算机系统的示意性俯视图。空气的一部分可通过通气孔136进入电源单元116并通过通气孔208被排入计算机系统104的底盘112。空气的第二部分可通过通气孔122进入计算机系统104并从电路板组件114上方通过。通过电源单元116并从电路板组件114上方通过的空气可在电源和电路板组件的下游混合。将来自电源单元116和电路板组件的空气混合可使流动穿过下游部件(诸如硬盘驱动器118)的空气的温度更均匀。例如，来自电源单元116的相对较热的空气可与接近电路板组件114后部的相对较冷的空气混合。在一些实施例中，用于电源单元116的电力电缆230可用作使排出电源单元116的空气的扩散器。在某些实施例中，计算机系统可包括用于混合空气的专用元件，诸如叶片。例如，叶片可设置在计算机系统104的底盘112的底部。

在以上描述的实施例中，从电源单元排出的空气与来自计算机系统的其它部件的空气混合。然而，在其它实施例中，可将来自电源的空气与计算机系统外壳内的其它空气分离。例如，在一个实施方案中，从电源单元116排出的空气可与底盘114内的其它空气分离，并在分开的管道内被移动至计算机系统104的后部。在某些实施例中，计算机系统可包括位于排出电源单元的空气和计算机系统外壳内的其它空气之间的阻挡件。在一些实施例中，计算机系统可包括用于冷却电源单元的专用风扇。专用风扇可用于增加从电源单元内的产热部件上方的气流。

在一些实施例中，一个或多个机架配电单元设置在机架的进气侧。机架配电单元可如用于机架内的服务器的电源的连接那样位于机架的同一端。再次参考图1，系统100包括位于机架102前面的机架102的左侧和右侧的机架配电单元170。

在一些实施例中，机架配电单元通过联结装置附着于机架上。在一些实施例中，联结装置允许机架配电单元在例如维护操作过程中移动或重新定位。图8图示了位于允许机架配电单元移动的联结装置上的机架配电单元的一个实施方案。

机架配电单元170包括机架PDU外壳240。机架配电单元170安装在支架172上。支架172可用作机架配电单元170的联结装置。支架172通过铰链242联结至机架102。可通过将按钮247接合在键孔插槽249内将机架配电单元170联结至支架172。

每个铰链242包括铰链元件243和铰链元件244。铰链元件244可位于铰链242的机架侧。铰链元件243可位于铰链242的支架侧。铰链元件243和铰链元件244可配合来在支架172和机架102之间形成铰链242。机架配电单元170可在铰链242上转动。

在一些实施例中，铰链元件244可以是标准现成机架的一部分。可选择支架172的铰链元件243的位置和尺寸来与标准现成机架的铰链元件243的位置和尺寸匹配。在某些实施例中，可将门从标准现成机架上拆除，然后换成一个或多个铰链安装的机架配电单元，诸如以上相对图8中所示。

在一些实施例中，用于安装机架配电单元的支架可以是可反转的，这样同一个支架可在机架两侧使用。例如，支架172可反转，这样支架172可用于将机架配电单元170联结在机架102两侧。

在某些实施例中，铰链元件243可由金属薄片制成，作为支架172整体的一部分。在其它实施例中，铰链元件243可由作为单独的零件而生产，然后通过例如铆钉、螺钉或焊接将其附接到支架172上。

机架配电单元170可包括任何数量的插座。例如，参考图1，机架102的左侧和右侧上的每个机架配电单元170可包括21个插座。机架配电单元170可通过电缆241接收输入的电力。机架配电单元170中的插座176中的每个可通过电力电缆178中的一个联结至机架102内的不同计算机系统104(在图8中，为了清楚起见只示出了一个这种连接的电力电缆178)。

图9是图示其机架配电单元处于正常位置的机架系统的一个实施方案的示意性俯视图。图10是图示其机架配电单元处于维护位置的机架系统的一个实施方案的示意性俯视图。系统100包括机架102、计算机系统104和机架配电单元170。机架配电单元170通过支架172联结至机架102。当机架配电单元170处于正常位置时(例如，如图9中所示)，机架配电单元170和/或支架172可位于计算机系统102的安装/拆除路径248。可使机架配电单元170重新位于维护位置(例如，如图10中所示)上。随着机架配电单元170在支架172上相对于机架102旋转，电力电缆178可相对于铰链的旋转轴展开。由于机架配电单元170上的插座会转动远离计算机系统104，因此电力电缆178的展开和/或解绕可减小或消除电力电缆178的张力。

由于机架配电单元170处于维护位置，可将机架102内的任何计算机系统104安装在机架102内或从机架104内拆除。例如，当机架配电单元170处于维护位置时，可将计算机系统104’从机架102中滑出。

在一些实施例中，机架配电单元设置在机架的两端均。机架配电单元可相对于机架移动以帮助接近机架内的服务器。

在一些实施例中，可移动机架配电单元设置在冷-冷机架系统的两端。图11图示了具有其机架配电单元位于机架两端的一排冷-冷机架系统的数据中心的一个实施方案的示意性俯视图。图12图示了图11中所示的数据中心的示意性端视图。数据中心250包括计算机机房251、底层地板室252和集气室253。计算机机房251包括处于同一排255的冷-冷机架系统254。在一个实施例中，冷-冷机架系统254是由Rackable Systems有限公司制造的半深度服务器。排255将冷通道256分开。

每个冷-冷机架系统254包括机架257和半深度服务器258。服务器258可以是任何高度，包括1U、2U或3U。在每个冷-冷机架系统254中，中间栏259设置或形成在半深度服务器258的前叠层和半深度服务器258的后层叠之间的间隔内。可通过将空气吸入机架系统254的正面和背面，并将从中间栏259中除去空气通过机架257的顶部来冷却冷-冷机架系统254中的服务器258。

为了从服务器258除去热量，可操作空气处理系统来使空气通过通道地板通气孔260从底层地板252流动至计算机机房251。来自通道底板通气孔260的空气可从冷通道256进入冷-冷机架系统254。在一个实施例中，机架内的空气流每个机架每一侧每分钟为约450立方英尺。空气从机架系统254的正面和背面流过半深度服务器258至中间栏259。中间栏279内的空气通过机架257顶部流出。

冷-冷机架系统254包括机架配电单元170。机架配电单元170联结至冷-冷机架系统254的机架102的支架172上。机架配电单元170和支架172可与上文中相对于图8描述的那些类似。支架172可在机架配电单元170和机架102之间提供铰链连接。可旋转机架配电单元170(例如，由维护人员执行)以提供对服务器258的接近。

来自冷通道256的空气在通过服务器258之前可先穿过机架配电单元170。冷空气在机架配电单元170的区域内循环可降低配电单元170发生故障(例如，由于机架配电单元内的断路器过热而导致的故障)的风险。

电力电缆(为了清楚起见，在图11和12中未示出)可将服务器258内的电源单元116上的输入电力插座连接至机架配电单元170内的电力输出插座。图13是图示其机架配电单元170处于闭合位置的机架系统254中的一个的电力连接的示意性俯视图。图14是图示机架配电单元170处于打开位置的机架系统254中的一个的电力连接的示意性俯视图。当机架配电单元170处于打开位置时，可将机架系统254内的任何服务器从机架系统254上拆除(如图11所图示的那样)。

图15图示了其两个配电单元位于单个支架上的机架系统的实施方案。两个机架配电单元170联结至支架264。支架264联结至机架102。机架配电单元170中的每个可包括一系列电力插座。在一个实施例中，每个机架配电单元170包括21个插座。

在图8至图10所示的实施例中，支架172联结机架配电单元以相对于机架围绕铰链242旋转运动。然而，联结装置可联结机架配电单元以相对于机架做其它类型运动。图16是图示包括通过联动装置联结至机架的机架配电单元的机架系统的实施方案的示意图。机架系统100包括联动装置266。联动装置266将机架配电单元170联结至机架102。联动装置266包括链接267和铰链268。机架配电单元170可在联动装置266上重新定位以提供对计算机系统104的接近。

在某些实施例中，可联结机架配电单元以便相对于机架平移。图17是图示包括处于滑动装置的机架配电单元的机架系统的实施方案的示意图。机架系统100包括滑动联轴器272。滑动联轴器包括板273和轨道274。机架配电单元170可以联结在轨道274上。机架配电单元170可在轨道274上沿箭头方向滑动以提供对计算机系统104的接近。

图18图示了包括前机架配电单元和机架门的机架系统的实施方案。机架配电单元170通过支架275联结至机架102。在一些实施例中，支架275通过一个或多个铰链连接至机架102。门276可联结至支架276。在某些实施例中，支架275可使用标准现成机架上的铰链元件。在某些实施例中，支架275和门276可代替现成机架的标准机架门。

图19图示了用于计算机系统中的硬盘驱动器的托盘的一个实施方案。托盘222包括底座280和夹条282。夹条282可将硬盘驱动器118(为了清楚起见在图19中未示出)保持在底座280上的适当位置。

托盘222的底座280包括硬盘支撑板281、立板283和外围框架277。立板283可使硬盘驱动器与计算机系统的底盘(诸如，底盘112)的底部隔开。当托盘222安装在底盘内时，可在立板283之间限定出空气通道220。

支撑板281包括开口279。开口281可促进热量从硬盘驱动器内的产热部件转移至移动通过空气通道220的空气。在某些实施例中，散热器可设置在硬盘驱动器的底面以促进热量转移至空气通道220。在一些实施例中，散热器设置在托盘222上。在其它实施例中，散热器可附着于托盘内的硬盘驱动器上。

托盘222包括底座280上的衬垫286。衬垫286可保护硬盘驱动器118免受振动和/或冲回荷载。在一个实施例中，衬垫286由聚合材料制成。

在一些实施例中，托盘的分隔元件和磁盘驱动器支撑元件可一体成形。例如，在图19所图示的实施例中，支撑板281、立板283和外围框架284可形成一个整体件。在一个实施例中，支撑板281和立板283由金属薄片一体成形。在其它实施例中，支撑板281和立板283为分开的零件，其可通过紧固件、焊接、粘合剂或其它方式彼此联结。在各个实施例中，托盘的支撑部分和/或分隔部分可包括轨道、管、杆、条或任何其它结构元件。

图20图示了从托盘底座升高位置处的夹条的一个实施方案。夹条282通过销284枢转联结至底座280。夹条282包括臂287和横构件288。横构件288包括通道289和翼290。通道289和翼290可在横构件288的每一侧组合形成倒帽形部分。翼290可与硬盘驱动器的边缘啮合以将硬盘驱动器保存在托盘222内。

图21图示了用于硬盘驱动器的托盘的一个实施方案的侧视图。在图21中，锁定条282处于底座280上的闭合位置(为了清楚起见已省略硬盘驱动器)。

图22图示了相邻磁盘驱动器上的锁定条的剖面。夹条282的翼290中的每个可接触硬盘驱动器118中的一个的顶部表面。夹条282的翼290和硬盘驱动器的顶部表面之间的接触可使硬盘驱动器保持在托盘222内。对于一些硬盘驱动器118，硬盘驱动器的一个边缘由托盘222框架上的突起285中的一个保持，硬盘驱动器的相对边缘由翼290中的一个保持，如图4所示。

在一些实施例中，夹条282可被弹性偏压，如此翼290可下压在硬盘驱动器上。例如，在某些实施例中，托盘222可包括位于夹条282和底座280之间的枢转连接处的扭转弹簧。扭转弹簧可弹性偏压夹条282使其与硬盘驱动器118接触。

在另一个实施例中，扭转弹簧可弹性偏压夹条使其远离底座280(例如，以帮助拆除硬盘驱动器)。

图23图示了其夹条处于打开位置以允许从托盘拆除硬盘驱动器的托盘。可升高夹条282以允许安装或拆除硬盘驱动器118。

在一些实施例中，用于下压磁盘驱动器的元件可用作硬盘驱动器的携带手柄，或其内安装有托盘的计算机系统的携带手柄。例如，用户可抓住夹条282来携带硬盘驱动器118。在一些实施例中，托盘222不用工具安装，因此不需要工具来安装托盘222，或将硬盘驱动器安装至托盘或从托盘上拆除硬盘驱动器。

图24图示了用于硬盘驱动器托盘的锁定机构的一个实施方案。夹条282包括销291和销安装支架292。销安装支架292联结至通道289底部的夹条282。销291被设置为在销安装支架292内滑动。夹条282包括用于销291的通孔293。

当夹条282下降至硬盘驱动器118上的闭合位置时，销291和通孔293可与托盘222的底座280上的孔294对齐。销291可进入孔294内。在某些实施例中，销291可受弹簧压力啮合在底座280上的孔294内。销291在底座280上的孔内啮合可使夹条282保持在硬盘驱动器118上的锁定位置。

虽然在图24中，夹条282与销291锁在一起，但是在各个实施例中，用于硬盘驱动器的托盘组件包括其它锁定机构和锁定元件。锁定机构和锁定元件的示例包括螺钉、凸轮、楔子、弹簧(例如，板簧)和制动机构。在某些实施例中，硬盘驱动器可通过硬盘驱动器和托盘之间的过盈配合联结在托盘组件内。

虽然在以上描述的实施例中，托盘用于将硬盘驱动器安装在升高位置，但是在各个实施例中，计算机系统可包括安装在升高位置的各种数据存储装置中的任何一种。

尽管在以上描述的实施例中，所有硬盘驱动器均安装在托盘上，但是在各个实施例中，可使用其它安装元件将硬盘驱动器或其它数据存储装置安装在底盘上。例如，硬盘驱动器可安装在支撑驱动器并将驱动器升高至底盘底部之上的方管上。

在一些实施例中，托盘可为底盘内的部件(诸如，硬盘驱动器)提供结构加强。再次参考图5，立板283A、283B和283C可与底盘112的底部面板296联结。在一些实施例中，立板283A、283B和283C可置于底部面板224上。在其它实施例中，立板283A、283B和283C可通过诸如螺钉、焊接或其它附着方式附着于底部面板224上。底盘112的侧部面板223和/或上部突出226可与托盘222的外围框架277联结。托盘222的元件和底盘112可组合形成用于硬盘驱动器118的盒状部分安装。例如，底部面板296、立板283A和283C以及支撑板281可组合形成矩形盒状部分。盒状部分可减小底盘变形，诸如底部面板224下沉，如果直接将硬盘驱动器118安装在底盘112的底部面板224上可发生下沉。

在一些实施例中，机架系统包括位于机架内的计算机系统外部的机架安装风扇。机架安装风扇可提供通过计算机系统的空气流。例如，在图1中图示的实施例中，系统100包括风扇162。

图25图示了机架系统的一个实施方案的后视图。系统100包括机架102和后门160。后门160与机架102在铰链148上联结。风扇模块300与后门160联结，且由其支撑。

图26图示了用于机架的风扇模块的一个实施方案。风扇模块300包括一个或多个风扇302和外壳304。外壳304包括手柄305。

风扇模块300可安装在面板的门上(例如，参见图25和图27中所示的后门160)。风扇302可在机架102内提供气流。

在一些实施例中，风扇302为交流电(AC)风扇。在一个实施例中，风扇302的额定输入电压为约100V-120V。在一个实施例中，风扇302的额定输入电压为约230V。风扇302可从机架层配电单元(诸如，以上相对图1描述的机架配电单元170)中接收电力。在一些实施例中，机架内的风扇模块300是可热插拔的。在一些实施例中，每个风扇模块300均设有手动电源开关。

在一个实施例中，每个风扇302均以每分钟50至100立方英尺的流速运转。在一个实施例中，每个风扇302均以每分钟约200立方英尺的流速运转。

图27图示了用于支撑机架系统内的风扇的门的一个实施方案。门160包括风扇模块插槽320。风扇模块插槽320包括引导件322、开口324和盲配连接器330。当风扇模块安装在门160上时，每个引导件322可与一个风扇模块300上的互补通道接合。当风扇模块安装在门160上时，每个盲配连接器330可与一个风扇模块300上的互补连接器联结。在一些实施例中，盲配连接器330可通过电缆束(为了清楚起见图27中未示出)接收电力。在一些实施例中，电缆束可从机架配电单元(诸如，机架配电单元170)内的电力输出插座为插座330中的每个提供电力。

风扇302中的每个可为机架102内的一个以上的计算机系统提供气流。例如，如图1中所图示，机架104可包括每个均可为1U高度的计算机系统102。在一些实施例中，风扇300组合以在机架的后部建立低压区域。

在图1和图25所示的实施例中，系统包括从机架顶部至底部隔开的三排，每排包括两个风扇。然而，在各个实施例中，系统可具有任何数量的风扇。在一些实施例中，系统的每排具有三个或更多风扇。在一些实施例中，系统的每排只有一个风扇。

在一些实施例中，系统的机架安装风扇可多出一个，为N+l。例如，在图1和图25所示的实施例中，如果六个风扇中的一个发生故障，则剩下五个风扇可为系统提供足够的冷却。

在一些实施例中，风扇以与垂直方向成一定角度安装在机架内。例如，如图1所图示，风扇162以与垂直方向成一定角度安装。在某些实施例中，风扇在机架上的角度选择为可在层叠计算机系统的后部产生相对均匀的低压区域。在一个实施例中，风扇与垂直方向成约45度角。在另一个实施例中，风扇以接近水平的角度安装(例如，与垂直方向成大于80度角)。风扇在机架上的角度可相同或不同。

图28图示了风扇模块300的后视图。后部面板332包括连接器334。连接器334可与安装面板上的互补连接器(诸如，机架门160上的连接器330)联结。通道335可设置在风扇模块300的两侧。当风扇模块300安装在机架门160上时，通道335可与机架门160的风扇模块插槽320内的引导件322接合。

图29图示了包括安装通道的风扇模块的侧视图。为了安装风扇模块300，安装通道335可接合在图27中所示的一对引导件322上。栓系螺钉337可螺入风扇模块插槽320的螺纹孔336内。在其它实施例中，各种其它机构可用于将风扇模块联结至机架。这样的机构可包括，例如锁销、凸轮或夹子。在一个实施例中，系统包括用于将风扇模块联结至机架的可按锁销机构。可用一只手操作锁销机构以将风扇模块锁到机架上或从机架上拆除。

在一些实施例中，机架安装风扇的角度可以调整。图30图示了安装可调整的风扇的一个实施方案。系统338包括风扇模块340。风扇模块340可旋转地联结在风扇模块安装件342上。风扇模块安装件342安装在机架345的后面板344上。风扇模块340包括风扇346。

风扇模块340可以可旋转地联结至风扇模块安装件344。风扇模块340在枢转连接件348处联结至风扇模块安装件342。可通过旋转在枢转连接件348上的风扇模块340来调整风扇模块340的角度。

机架345包括安装在屋顶364上的屋顶风扇模块360。屋顶风扇模块360的风扇362可与后面板344中的一个或多个风扇340一起运转以在机架的后部提供低压区域。在一个实施例中，机架包括机架屋顶上的一排风扇以及机架后门上自上而下隔开的两排风扇。

图31图示了调整至直角的可调整风扇。在一个实施例中，锁定机构350被松开以允许调整风扇模块340的角度。风扇模块340可在枢转连接件348上旋转至直角。一旦风扇模块340处于适当位置，可操作锁定机构350以将风扇模块340锁定在期望角度。

在一些实施例中，系统可包括变速风扇。在某些实施例中，可自动控制电源开关和/或风扇的速度。可对风扇进行单独控制，或对两个或两个以上风扇的风扇组进行控制。在一些实施例中，基于传感器数据(例如，机架内的温度传感器)控制风扇。

在一些实施例中，可通过控制系统控制机架系统的一个或多个风扇。例如，参考图3，机架192A包括控制系统380。控制系统380可联结至风扇162。在某些实施例中，控制系统包括至少一个可编程逻辑控制器。PLC可接收对机架内条件的测量结果或数据中心内的其它位置的测量结果。PLC可接收对应于空气流速、温度、压力、湿度或各种其它操作或环境条件的数据。

在一个实施例中，PLC从测量机架内的气流的气流传感器中的一个中接收数据。视主要操作条件而定，PLC可以基于传感器数据控制诸如风扇转速的参数。在另一个实施例中，PLC从测量机架内的温度和/或数据中心内的其它位置温度的一个或多个温度传感器中接收数据。在某些实施例中，视主要操作条件而定，PLC可调制断开和闭合位置之间的气流调节器以调制气流。

在一些实施例中，PLC可以从机架配电单元内的热传感器中接收数据。在某些实施例中，PLC可控制机架配电单元内的转换。

在某些实施例中，可使风扇的角度调整自动化。例如，风扇模块340相对于机架102的角度可由联结至风扇模块的执行机构控制。执行机构可由PLC控制来调整风扇模块340的角度。

在一些实施例中，系统可包括风扇故障检测装置。在一个实施例中，风扇模块300中的每个均设有霍耳效应传感器。霍耳效应传感器可向控制系统提供风扇未运转的信号。

在一些实施例中，机架系统的一个或多个风扇可设有如果通过风扇的气流速率下降至预定阈值以下则可自动切断通过风扇的气流的装置。例如，参考图25，风扇模块300′可包括放气窗370。如果通过风扇模块300′的气流低于预定水平，则放气窗370可自动关闭。例如，如果风扇模块300′发生故障，则放气窗370可自动关闭以切断通过风扇的气流。在风扇模块300′发生故障时，则自动切断通过机架安装风扇的气流可减少空气回流至机架102内。在一些实施例中，机架上的所有风扇模块可包括用于在风扇发生故障时切断气流的放气窗。

在某些实施例中，可代替机架安装风扇，或除了机架安装风扇之外，使用计算机系统内部的风扇来提供通过机架内的计算机系统的气流。例如，可在机架内的每个计算机系统的底盘的后部(例如，在图1中所示的硬盘驱动器118的下游)设置一系列风扇。在某些实施例中，用于机架内的计算机系统的气流可由机架外部的空气处理系统产生。

在一些实施例中，机架内的风扇的电力系统可包括备用电源。例如在主机架配电单元发生故障时，可启用备用电源。在一些实施例中，当主机架配电单元发生故障时，供应至机架上的风扇的电力可自动从主机架配电单元转换至储备电源机架配电单元。

再次参考图3，数据中心190包括风扇配电系统378。风扇配电系统378包括自动转换开关390、主电力电缆392、储备电源电缆394和风扇电力电缆396。在正常操作过程中，风扇162可从机架192的左侧上的主机架配电单元170A中接收电力。来自主机架配电单元170A的电力可通过主电力电缆392、自动转换开关390和风扇电力电缆396供应。在机架配电单元170A(或主机架配电单元170A上游的主电力系统内)发生故障时，自动转换开关390可自动转换至储备电源。在储备电源模式下，储备机架配电单元170B可通过储备电源电缆394、自动转换开关390和风扇电力电缆396向风扇162供电。在一些实施例中，主机架配电单元170A和储备机架配电单元170B中的每个均可移动地联结至机架，诸如以上相对图1描述的机架配电单元170。

自动转换开关390可放置或安装在各种合适位置的任何一处。在一个实施例中，自动转换开关390安装在机架的屋顶上。在另一个实施例中，自动转换开关390安装在机架的后门上。

图32图示了根据一个实施方案的冷却机架可安装计算机系统内的部件的方法。在400，为机架安装计算机系统内的产热部件提供了空气移动装置。空气移动装置可以是例如电源单元内的风扇和/或安装在机架中的风扇。在一些实施例中，空气移动装置是电源单元内的内部风扇，其已被改进为使电源单元内的气流方向相反。

在402，空气从机架安装计算机系统外部被吸入电源单元的电源外壳。在404，空气从电源外壳被排出至机架安装计算机系统的外壳内。

在一个实施方案中，可移动机架内的机架配电单元以允许对机架内的计算机系统接近，以便可对计算机系统进行重新配置或维护。图33图示了包括移动机架配电单元以接近机架内的计算机系统的重新配置或维护操作的一个实施方案。在410，在机架配电单元保持联结至机架的同时，安装在机架内的机架配电单元从工作位置被移动至维护位置。例如，可在通过铰链联结至机架的支架上旋转机架配电单元。移动机架配电单元可使机架配电单元离开机架内的计算机系统的安装/拆除路径。

在412，在机架配电单元处于维护位置的同时，机架内的计算机系统被部分地安装或拆除。在一些实施例中，计算机系统完全从机架拆除，且由另一种计算机系统代替。在一些实施例中，在计算机系统部分安装在机架内(例如，滑出机架但仍在轨道上)的同时，对计算机系统进行重新配置或维护。例如，可拆除计算机系统上的封盖，且可替换电路板组件、电源单元或硬盘驱动器。无论是哪种情况，在414，一旦计算机系统已被放置在其完全安装的位置或被替换，则机架配电单元可返回至其工作位置。

在一个实施方案中，冷却机架内的计算机系统的方法包括引导机架可安装计算机系统内的硬盘驱动器下方的空气。图34图示了根据一个实施方案的通过使驱动器下方的空气流动来冷却硬盘驱动器的方法。在420，空气被吸入机架安装底盘计算机系统的底盘内。在422，进入底盘的空气可从电路板组件上方流过和/或通过电源单元的外壳。在424，空气被引入计算机系统的硬盘驱动器下方的通道。在一些实施例中，空气被向下引入通道。在一些实施例中，通过底盘的所有空气或空气的一部分被阻挡从硬盘驱动器上方通过。阻挡空气通过可迫使更多空气在硬盘驱动器下方流动和/或增加硬盘驱动器下方气流的速度。

在426，来自硬盘驱动器上的产热部件的热量可转移至硬盘驱动器下方通道内的空气。在428，空气被从通道除去。

在一些实施例中，引导硬盘驱动器下方的空气包括将空气向下吸入硬盘驱动器下方的通道。例如，在图6所示的实施例中，空气可被向下吸入底盘104内。在一些实施例中，空气被抽吸通过机架后部的机架安装风扇，诸如图1中所示的风扇162。

在一个实施方案中，一种冷却机架安装计算机系统的方法包括使用可使空气移动通过多个安装在机架内的计算机系统的机架安装AC风扇。图35图示了根据一个实施方案使用机架安装风扇来冷却计算机系统的方法。在430，AC风扇联结至机架。在一些实施例中，风扇以相对于机架的一定角定向联结至机架。

在432，对AC风扇进行操作以使空气移动通过机架内的计算机系统，如此AC风扇中的至少一个使空气移动通过安装在机架内的多个计算机系统。例如，单个风扇可使空气移动通过机架内的两个或更多位置上的机架安装计算机系统(例如，装载在机架内的另一个的顶部上的一个的两个或更多服务器)。

在434，检测出风扇中的一个发生故障。在436，对发生故障的风扇进行热插拔。在热插拔过程中，容纳发生故障风扇的风扇模块被拆除并替换。在拆除和代替的过程中，电力可维持在风扇模块的位置和/或机架上的其它风扇。

在以上描述的各个实施例中，机架配电单元安装在支架上靠近机架系统端部的位置。然而，在各个实施例中，机架配电单元可安装在机架的任何部分。例如，机架配电单元可安装在靠近机架中部的铰链支架上。

虽然在以上描述的实施例中，一些计算机系统的高度被描述为1U，但是在各个实施例中，计算机系统的高度可以是2U、3U或任何其它高度或尺寸。

虽然已经很详细地描述了上述实施例，但是一旦充分理解了上述公开，很多变化和修改对本领域的技术人员将会很明显。意图是以下的权利要求被理解为涵盖所有这种变化和修改。

条款1.一种计算机系统，其包括：

被配置为安装在机架中的底盘；

联结至底盘的一个或多个硬盘驱动器；和

位于硬盘驱动器中的至少一个下方的一个或多个空气通道，其中，空气通道中的至少一个包括一个或多个进气口和一个或多个排气口，其中，进气口中的至少一个被配置为将至少一部分空气向下引入通道中的至少一个，其中，至少一个通道被配置为允许空气从至少一个进气口移动至排气口中的至少一个。

条款2.根据条款1所述的计算机系统，其还包括被配置为使空气移动通过一个或多个空气通道中的至少一个的一个或多个空气移动装置。

条款3.根据条款2所述的计算机系统，其中，空气移动装置中的至少一个位于计算机系统的外部。

条款4.根据条款2所述的计算机系统，其中，空气移动装置中的至少一个位于计算机系统内。

条款5.根据条款1所述的计算机系统，其中，计算机系统是高度约为1U的服务器。

条款6.根据条款1所述的计算机系统，其中，底盘包括一个或多个底盘进气口和一个或多个底盘排气口，其中，一个或多个空气通道的一个或多个进气口中的至少一个与一个或多个底盘进气口流体连通，且一个或多个通道的所述排气口中的至少一个与底盘排气口中的至少一个流体连通。

条款7.根据条款1所述的计算机系统，其中，硬盘驱动器中的至少两个并排设置在底盘内。

条款8.根据条款1所述的计算机系统，其中，计算机系统为机架式，其中，一个或多个硬盘驱动器设置在一个或多个硬盘驱动器排内，其中，所述排中的至少一个包括4个硬盘驱动器。

条款9.根据条款1所述的计算机系统，其中，硬盘驱动器下方的一个或多个空气通道中的至少一个至少部分地位于底盘上的一个或多个电源单元的下游。

条款10.根据条款1所述的计算机系统，其中，硬盘驱动器下方的一个或多个空气通道中的至少一个至少部分地位于底盘上的一个或多个电路板组件的下游。

条款11.根据条款10所述的计算机系统，其中，设置了空气通道，如此计算机系统内的至少一部分空气可从底盘上的一个或多个电路板组件上方通过，然后进入硬盘驱动器下方的空气通道该至少其中之一。

条款12.根据条款1所述的计算机系统，其中，硬盘驱动器下方的一个或多个空气通道中的至少一个被配置为接收来自电源单元和来自至少一个通道上游的至少一个电路板组件的空气的混合物。

条款13.根据条款1所述的计算机系统，其还包括托盘，其中，一个或多个硬盘驱动器中的至少两个安装在托盘上，其中，托盘被配置为将硬盘驱动器中的至少一个与底盘的底部隔开以限定出空气通道中的至少一个。

条款14.根据条款1所述的计算机系统，其还包括被配置为将空气引导至一个或多个硬盘驱动器下方的至少一个空气引导元件。

条款15.根据条款1所述的计算机系统，其还包括被配置为改变一个或多个硬盘驱动器下方的空气通道中的至少一个上游的气流的至少一个叶片。

条款16.一种用于保持机架可安装计算机系统的机架安装底盘内的一个或多个数据存储装置的托盘，其包括：

一个或多个支撑部分，其被配置为支撑一个或多个数据存储装置中的至少一个的至少一部分；和

一个或多个分隔部分，其被配置为当托盘安装在机架安装底盘内时，在底盘内的数据存储装置中的至少一个下方建立至少一个空气通道。

条款17.根据条款16所述的托盘，其中，数据存储装置中的至少一个为硬盘驱动器。

条款18.根据条款16所述的托盘，其还包括数据存储装置中的至少一个和通道中的至少一个之间的至少一个开口。

条款19.根据条款16所述的托盘，其中，托盘的至少一部分被配置为与底盘联结以形成用于支撑数据存储装置中的至少一个的盒状部分结构。

条款20.根据条款16所述的托盘，其还包括一个或多个夹条，其中，夹条中的至少一个被配置为至少部分地下压所述数据存储装置中的至少一个。

条款21.根据条款20所述的托盘，其中，所述一个或多个夹条中的至少一个被弹性偏压以下压所述数据存储装置中的至少一个。

条款22.根据条款20所述的托盘，其中，当托盘安装在计算机系统内时，一个或多个夹条中的至少一个可作为手柄操作来携带计算机系统。

条款23.一种方法，其包括：

将空气引入计算机系统的机架安装底盘内的一个或多个硬盘驱动器下方的一个或多个通道；

允许来自所述硬盘驱动器中的至少一个上的产热部件的热量的至少一部分转移至所述通道中的至少一个内的空气；以及

从所述通道中的至少一个中除去至少一部分空气。

条款24.根据条款23所述的方法，其还包括在使空气移动进入硬盘驱动器下方的一个或多个通道内之前，使至少一部分空气在计算机系统内的至少一个电路板组件上的至少一个产热部件上方移动。

条款25.根据条款23所述的方法，其中，硬盘驱动器中的至少一个至少部分位于计算机系统的外壳内，其中，使空气移动进入计算机系统的一个或多个硬盘驱动器下方的一个或多个通道包括使空气移动进入外壳。

条款26.根据条款23所述的方法，其中，使空气移动进入计算机系统的一个或多个硬盘驱动器下方的一个或多个通道包括向下引导空气进入通道中的至少一个。

条款27.根据条款23所述的方法，其中，将空气引入计算机系统的一个或多个硬盘驱动器下方的一个或多个通道包括阻挡外壳内的至少一部分空气从硬盘驱动器中的至少一个上方流过。

Claims

1.一种计算机系统，其包括：

被配置为安装在机架中的底盘，所述底盘包括在所述底盘一端上的一个或多个底盘进气口和在所述底盘的另一端上的一个或多个底盘排气口；

联结至所述底盘的一个或多个电路板组件；

联结至所述底盘的一个或多个硬盘驱动器；

位于所述硬盘驱动器中的至少一个下方的一个或多个空气通道，其中，所述空气通道中的至少一个包括一个或多个进气口和一个或多个排气口，其中，所述进气口中的至少一个被配置为将至少一部分空气向下引入所述通道中的至少一个中，其中，所述至少一个通道被配置为允许空气从所述至少一个进气口移动至所述排气口中的至少一个；和

被配置为使空气移动通过所述一个或多个空气通道中的至少一个的一个或多个空气移动装置，

其中，所述硬盘驱动器下方的所述一个或多个空气通道中的至少一个至少部分地位于所述底盘上的所述一个或多个电路板组件的下游，

其中，所述空气通道被定位为使得在所述计算机系统中的空气的至少一部分通过在所述底盘的一端上的所述底盘进气口流入，在所述底盘上的所述一个或多个电路板组件中的至少一个的上方流动并通过，流动进入在所述至少一个硬盘驱动器下方的所述空气通道中的至少一个，并且通过在所述底盘的另一端上的所述底盘排气口流出。

2.根据权利要求1所述的计算机系统，其中，至少一个所述空气移动装置在所述计算机系统的外部。

3.根据权利要求1所述的计算机系统，其中，所述硬盘驱动器的至少两个并排设置在所述底盘内。

4.根据权利要求1所述的计算机系统，其中，所述硬盘驱动器下方的所述一个或多个空气通道中的至少一个被配置为接收来自电源单元和来自所述至少一个通道上游的至少一个电路板组件的空气的混合物。

5.根据权利要求1所述的计算机系统，其还包括托盘，其中，所述一个或多个硬盘驱动器中的至少两个安装在所述托盘上，其中，所述托盘被配置为将所述硬盘驱动器中的至少一个与所述底盘的底部隔开以限定出所述空气通道中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的计算机系统，其还包括被配置为将空气引导至所述一个或多个硬盘驱动器下方的至少一个空气引导元件。

7.根据权利要求1所述的计算机系统，其还包括被配置为改变所述一个或多个硬盘驱动器下方的所述空气通道中的至少一个上游的气流的至少一个叶片。

8.一种冷却计算机系统的方法，其包括：

提供空气移动装置，所述空气移动装置被配置为使空气移动通过计算机系统的机架安装底盘内的一个或多个硬盘驱动器下方的一个或多个空气通道中的至少一个；

使空气移动通过在用于计算机系统的机架安装底盘的一端上的一个或多个进气口，并且在所述机架安装底盘中的一个或多个电路板组件上的产热部件上方流动并通过；

在所述一个或多个电路板组件中的至少一个的下游的一点处，将已经移动通过所述一个或多个电路板组件的空气的至少一部分引入所述计算机系统的机架安装底盘内的一个或多个硬盘驱动器下方的一个或多个通道；

从所述通道中的至少一个中除去至少一部分空气。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，使空气移动进入所述计算机系统的所述一个或多个硬盘驱动器下方的一个或多个通道包括将空气向下引入所述通道中的至少一个。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述硬盘驱动器中的至少一个硬盘驱动器至少部分地位于所述计算机系统的外壳内，其中，使空气移动进入计算机系统的一个或多个硬盘驱动器下方的一个或多个通道包括使空气移动进入所述外壳。