CN103593015A - 一种集中安装pcie卡的装置 - Google Patents

Abstract

一种集中安装PCIE卡的装置，包括背板、设置在背板上的PCIE卡槽和PCIE接插件、与背板连接的独立电源以及PCIE转接卡，所述PCIE卡槽通过PCIE总线与所述PCIE接插件连接，所述PCIE接插件通过PCIE线缆与PCIE转接卡连接，本装置实现计算机系统和PCIE卡的分离供电，可以任意支持高功耗的PCIE卡，不再受限于计算机系统电源的限制，并可以使用多个电源设计，解决了供电的难题。

Description

一种集中安装PCIE卡的装置

技术领域：

本发明涉及一种安装PCIE卡的装置。

背景技术：

PCIE bus总线技术现在已被广泛应用到计算机系统中，最近intel公司推出了最新一代Xeon CPU，它的一个非常重要的特色就是把PCIE bus集成到CPU内部,而不像以前那样需要借助于桥片组引出PCIE bus，可见PCIE bus技术的重要性和PCIE bus生命周期的长远性。目前使用PCIE bus最常用的方法就是在PC机、服务器等计算机系统的PCIE槽上插入PCIE卡，或者采用LOM(Locate On Motherboard)方式把PCIE卡上相关的电路放置到主板上。这种方式存在如下缺点：1、电源功耗大，电源设计困难；PCIE卡和其所在的PC、服务器等计算机系统共用一个电源，增加了电源设计的负担。例如在机架服务器领域，特别是对于1U、2U（1U=4.445cm）服务器，对于一个高性能的两路SMP架构的服务器，功耗可以达到400W，如果插入一个高性能的功耗达300W的GPU加速卡的话，功耗可以达到700W。而且对于这样的系统，往往只允许插入一个电源，所以设计一款能支持700W功耗的电源还是具有非常大的挑战性，而且价格比较昂贵。如果支持2块以上的GPU加速卡的话，电源的设计会更加困难。2、散热问题难于解决；在计算机系统中，CPU、内存和chipsets是主要的发热器件，如果插入大功率PCIE卡的话，PCIE卡也是一个主要的发热源。对于目前绝大多数系统，PCIE卡的位置是处在整个系统出风口的位置，周围温度比较高，散热环境恶劣，增加了散热设计的难题。3、PCIE卡的尺寸受限；PCIE卡标准分为半高半长、全高半长、全高全长等，目前高性能的PCIE卡，特别是GPU卡的尺寸都接近于全高全长，而大多数计算机系统一是限制于成本的缘故，二是受限于行业标准的缘故，很难专为PCIE卡预留这样宽阔的空间。这样存在一个PCIE卡高性能和空间相互制约的问题。4、PCIE卡的数量受限；为了追求计算机系统更高的性能，人们希望插入越来越多的PCIE卡，但目前计算机系统由于受限于功耗、散热和机构等方面的因素，往往只能插入1块，少数情况下插入2块PCIE卡，而插入更多的PCIE卡的情况很少见。

发明内容：

本发明目的提供一种独立放置PCIE卡的设备，支持更多的PCIE卡，实现目前计算机系统更高的IO吞吐能力和更高的计算性能。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种集中安装PCIE卡的装置，包括背板、设置在背板上的PCIE卡槽和PCIE接插件、与背板连接的独立电源以及PCIE转接卡，所述PCIE卡槽通过PCIE总线与所述PCIE接插件连接，所述PCIE接插件通过PCIE线缆与PCIE转接卡连接。

进一步的，背板上设有PCIE交换芯片，至少一个所述PCIE卡槽通过PCIE交换芯片与所述PCIE接插件连接。

进一步的，所述PCIE转接卡上设有金手指。

进一步的，所述PCIE卡槽适用于半高半长、全高半长或者全高全长的PCIE卡插入。

进一步的，所述PCIE卡槽的接口包括PCIE4X、PCIE8X或PCIE16X。

进一步的，所述PCIE交换芯片为PEX8647。

进一步的，所述背板上设有风扇组。

进一步的，所述风扇组内设有自动控制电路，所述自动控制电路控制风扇组的风扇转速。

进一步的，所述风扇组设置在所述PCIE卡槽与所述PCIE交换芯片之间。

由于采用了上述技术方案，本发明得到的有益效果是：

1、本装置实现计算机系统和PCIE卡的分离供电，可以任意支持高功耗的PCIE卡，不再受限于计算机系统电源的限制，并可以使用多个电源设计，解决了供电的难题。

2、本装置拥有独立的散热系统——风扇组，可以根据实际运行功耗的大小设计散热方案，并实现对风扇自动的调速，解决了大功率PCIE卡的散热难题，并相应减轻了所要使用PCIE卡的计算机系统的散热压力。

3、本装置背板可拥有多个PCIE槽，PCIE槽的数量、PCIE信号宽度（例如是PCIE8X，还是PCIE16X）根据具体的设计需求而定，可以支持任意规格的PCIE卡，包括标准尺寸的PCIE卡和用户任意定做的PCIE卡。

4、PCIE卡可以灵活的移动和拆卸，本专利的装置可以灵活的移动，需要时移动到所要使用的计算系统旁边进行连接，不需要时可以移走，十分的灵活。

5、本装置的多个PCIE卡槽可以通过一个PCIE交换芯片与一个PCIE接插件连接，实现了PCIE switch（交换）功能，使一个计算机系统可以拥有多块PCIE卡。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的侧视图；

其中，1背板，2PCIE卡槽，3PCIE接插件，4PCIE转接卡，5PCIE线缆，6独立电源，7PCIE交换芯片，8风扇组。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1和图2所示的实施例，一种集中安装PCIE卡的装置，包括背板1、设置在背板1上的PCIE卡槽2和PCIE接插件3、与背板1连接的独立电源6以及PCIE转接卡4，PCIE卡槽2通过PCIE总线与PCIE接插件3连接，PCIE接插件3通过PCIE线缆5与PCIE转接卡4连接；背板1上设有多个PCIE卡槽2，能够支持标准半高半长（半高：68.90mm，半长：16.70mm）、或者全高半长（全高：111.15mm，半长：16.70mm）、或者全高全长（全高：111.15mm，半长：312mm）的PCIE卡插入，在背板上还设计有PCIE交换芯片7，PCIE交换芯片7的作用是可以把上行接口的一条PCIE bus分成多条PCIE bus分别与多个PCIE卡槽2连接，实现上行接口所连接的PCIE设备可以连接多个PCIE卡，在图1中只示例了一分二的情况，例如PCIE交换芯片7可以采用PLX公司的PEX8647，实现上行接口是PCIE16X bus，下行接口是2个PCIE16X bus。当然可以使用其他PCIE交换芯片7实现一分三、一分四等情况，并可以实现上行或者下行接口是PCIE1X，PCIE4X,PCIE8X，PCIE16X等形式。背板1上设有的PCIE卡槽2，在具体的设计中需要根据背板1的大小合理的设置PCIE卡槽2的个数，PCIE卡槽2可以设计为PCIE4X，PCIE8X，PCIE16X等形式。本装置中的PCIE线缆5一端用于连接背板1上的PCIE接插件3，即PCIE交换芯片7提供的PCIE上行接口，另一端用于连接PCIE转接卡4，PCIE线缆5可以采用PCIE16X形式，或者采用PCIE8X形式。PCIE转接卡4是一个带金手指的PCIE卡，插在服务器或者PC等计算机设备的PCIE槽上，实现其PCIE bus信号转接外引到PCIE卡槽2上；PCIE转接卡4只实现PCIE bus信号外引的作用，上面可以没有任何器件，或者放置一些增强PCIE信号驱动能力的芯片，整块卡的发热量极低，减轻所要插入机器的散热负担。本装置设有独立的供电系统，在背板1上设有插座，与独立电源6连接，独立电源6为本装置单独供电。本装置还设有独立的散热系统，散热系统是指在背板1上设置的风扇组8，风扇组8设置在PCIE卡槽2与PCIE交换芯片7之间，同时给PCIE卡、PCIE交换芯片7进行散热；在图1中示意了N个风扇，风扇个数、大小需要根据系统设计的目标来确定，风扇组8中的风扇内设有自动控制电路，自动控制电路控制风扇组8的风扇转速，可以根据系统实际运行的功耗自动灵活的调节风扇转速。

以图1所示的设备来阐述装置具体的工作方法。

假设一台服务器有1个PCIE槽，把1个PCIE转接卡4插入该PCIE槽中，该PCIE槽通过PCIE线缆5与设置在背板1上的1个PCIE接插件3连接，该PCIE接插件3通过PCIE交换芯片7与2个PCIE卡槽2连接，2个PCIE卡槽2分别插入所要求使用的PCIE卡；于是一台服务器可以同时使用2个PCIE卡，与原先服务器只能使用本身1个PCIE卡的情况相比，PCIE卡数量增加了1倍，如果采用一分四的PCIE交换芯片设计，那PCIE卡使用数量可以是原先的4倍。可以看出本专利设计的PCIE设备装置，大大增强系统IO吞吐能力和计算性能。

最后应该说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种集中安装PCIE卡的装置，其特征在于：包括背板（1）、设置在背板（1）上的PCIE卡槽（2）和PCIE接插件（3）、与背板（1）连接的独立电源（6）以及PCIE转接卡（4），所述PCIE卡槽（2）通过PCIE总线与所述PCIE接插件（3）连接，所述PCIE接插件（3）通过PCIE线缆（5）与PCIE转接卡（4）连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述背板（1）上设有PCIE交换芯片（7），至少一个所述PCIE卡槽（2）通过PCIE交换芯片（7）与所述PCIE接插件（3）连接。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述PCIE转接卡（4）上设有金手指。

4.如权利要求1任一所述的装置，其特征在于：所述PCIE卡槽（2）适用于半高半长、全高半长或者全高全长的PCIE卡插入。

5.如权利要求1任一所述的装置，其特征在于：所述PCIE卡槽（2）包括PCIE4X、PCIE8X或PCIE16X。

6.如权利要求1任一所述的装置，其特征在于：所述PCIE交换芯片（7）为PEX8647。

7.如权利要求1-6任一所述的装置，其特征在于：所述背板（1）上设有风扇组（8）。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：所述风扇组（8）内设有自动控制电路，所述自动控制电路控制风扇组（8）的风扇转速。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于：所述风扇组（8）设置在所述PCIE卡槽（2）与所述PCIE交换芯片（7）之间。

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