CN104267782A - 一种低功耗的18盘位云盘节点装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低功耗的18盘位云盘节点装置，涉及云盘、云存储、云计算和大数据装备领域，本发明云盘机柜的单节点内最大可以配置18块3.5寸的Sata硬盘，在受限于Rack节点的有限面积及空间下、从存储功能扩展角度实现了单节点内硬盘数量的最大化配置。云盘节点主要由托盘、主板、硬盘背板、二级电源板、电源线、硬盘等部分组成。其中主板上设计6个硬盘Sata接口；硬盘背板设计有12个Sata接口，共实现Rack机柜单节点内18块硬盘的最大化配置；节点主板设计采用Intel桌面级的Avoton处理器，功耗低。

Description

一种低功耗的18盘位云盘节点装置
技术领域
本发明涉及云盘、云存储、云计算和大数据装备领域，尤其涉及一种低功耗的18盘位云盘节点装置。 
背景技术
随着互联网、云计算、大数据的快速发展，无论是个人还是企业都会产生越来越多的数据。比如：电影、照片、文档、学习资料等。在个人硬盘或者存储空间有限的情况下，越来越多的个人和企业习惯把一些资料存放于网盘上。而且，也有越来越多的互联网企业已经免费或者是有偿的提供网络存储服务。如：百度云盘、阿里云盘、360云盘等，云盘的硬件装置是需要大量的存储硬盘作支撑。因此，当单块硬盘容量一定时，如何在有限的节点空间内布置更多的硬盘，才能够为用户提供更大的存储空间和更好的存储服务。基于企业级处理器设计的主板结构尺寸较大，压缩了节点内布置硬盘的空间，无法实现单节点18块硬盘的布局。
发明内容
本发明提出一种在单节点内布局18块 3.5寸Sata硬盘的装置，可以有效满足互联网企业的云盘需求，为用户提供更大的网络存储空间，同时，采用低功耗的avoton处理器，为用户节省大量的电费。
本文提出的云盘装置为一个云盘机柜系统，在该机柜系统中，集成有多个节点。单节点内最大可以配置18块3.5寸的Sata硬盘，在受限于Rack节点的有限面积及空间下，从存储功能扩展角度实现单节点内硬盘数量的最大化配置。云盘节点主要由：托盘、主板、硬盘背板、二级电源板、电源线、硬盘等部分组成。其中，在主板上集成6个硬盘Sata接口；硬盘背板集成有12个Sata 接口，共实现Rack机柜单节点内18块硬盘的最大化配置；节点主板设计采用Intel 桌面级的Avoton处理器，功耗低。
硬盘背板设计的12个SATA接口，除Sata connector外，其他元器件均设置在背面；
    板载IO设备主要有双光口万兆、BMC管理网口、VGA、RJ45、USB*2、1条PCIEX4 Slot；
    二级电源板主要功能通过皇冠夹从机柜两条铜排取12V电压，再通过转换生成P12V_STBY、P12V_HDD、P5V_HDD分别给主板、硬盘提供电压；
    供电转接线采用24Pin，其中：12Pin传输电源，另外12Pin传输I2C信号，线长1.4m，用于抽出托盘带电维护硬盘时能够满足系统不断电；硬盘在托盘内平铺，其中主板上接6块，背板上接12块。
本发明的有益效果是：
在于云盘机柜的单节点内最大可以配置18块3.5寸的Sata硬盘，在受限于Rack节点的有限面积及空间下、从存储功能扩展角度实现了单节点内硬盘数量的最大化配置；
云盘节点主要由托盘、主板、硬盘背板、二级电源板、电源线、硬盘等部分组成。其中：主板上集成6个硬盘Sata接口；硬盘背板设计有12个Sata 接口，共实现Rack机柜单节点内18块硬盘的最大化配置；
节点主板设计采用Intel 桌面级的Avoton处理器，功耗低。  
附图说明
图1所示为18盘位节点结构图。
图2是18盘位硬件实现原理框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明做进一步地详细描述。
一种低功耗的单节点支持18块硬盘的云盘装置。
1）、如图1所示，介绍云盘节点主要由主板、硬盘背板、二级电源板、电源线、硬盘、托盘等部分组成。其中，主板设计尺寸180X325MM，CPU采用低功耗Avoton处理器，onboard设计，内存使用低功耗UDIMM，两Channel共支持4条内存扩展。
2）、板载IO设备主要有双光口万兆、BMC管理网口、VGA、RJ45、USB*2、1条PCIEX4 Slot等。
3）、硬盘背板设计为12个SATA接口，除Sata connector外，其他元器件均在背面，便于正面铺置硬盘，主板跟背板之间采用PCIEX8的slot 连接，既传输PCIE高速信号，又通过背板给主板供电。
4）、二级电源板主要功能通过皇冠夹从机柜两条铜排取12V电压，再通过转换生成P12V_STBY、P12V_HDD、P5V_HDD分别给主板、硬盘提供电压。同时；二级电源板还起到整个节点功耗监控作用。
5）、供电转接线采用24Pin，其中：12Pin传输电源，另外12Pin传输I2C信号，线长1.4m，用于抽出托盘带电维护硬盘时能够满足系统不断电。硬盘在托盘内平铺，其中主板上接6块，背板上接12块。上述部分构成整个节点装置的主要部件。
6）、如图2所示，为18盘位节点装置的硬件实现原理框图。CPU型号选用Intel Avoton系列C2750，其自带的直连Sata 接口有6个，无法满足18块硬盘的扩展。因此，本发明选用4个Lane实现，另外12块硬盘的扩展。但是，C2750的Lane控制器最小单位是X4，无法配置成X1。因此，还需要用PCIE Switch将1个PCIEX4转化为4个PCIEX1。
7）、在本发明中，使用的PCIE switch芯片型号为PI7C9X2G608。4对PCIEX1仍然无法直接接硬盘，需要通过协议转换芯片，把PCIIEX1转化为SATA协议。PCIE X1转SATA控制器芯片为4Port 的88SE9215A0 ，一组PCIEX1信号输入，最多可挂4个Sata硬盘，为充分利用PCIEX4的速率，并没有使用三个PCIE转SATA控制器，而是4个PCIEX1 各挂一颗88SE9215A0，然后每个88SE9215A0再挂3块硬盘。
8）、上述方法在原理上实现：在单节点内18块3.5寸Sata云盘的布局。经过测试，单节点在Idle状态下功耗只有120W，运行压力yes+dd时功耗约145瓦。
本发明提出一种低功耗的单节点支持18块硬盘的云盘装置。实现在有限的机柜空间内，布署多个存储节点，实现存储硬盘数量的最大化配置，同时，节点主板采用桌面级avoton处理器芯片实现对存储系统的控制管理，大大降低了机柜系统的功耗。从而，实现一种大容量低功耗的存储机柜系统。

Claims (4)

1.一种低功耗的18盘位云盘节点装置，其特征在于 
云盘节点主要由托盘、主板、硬盘背板、二级电源板、电源线、硬盘部分组成；其中，在主板上集成6个硬盘Sata接口；硬盘背板集成有12个Sata 接口，节点主板设计采用Intel 节点主板设计采用Intel 桌面级的Avoton处理器；
硬盘背板设计的12个SATA接口，除Sata connector外，其他元器件均设置在背面；
    板载IO设备主要有双光口万兆、BMC管理网口、VGA、RJ45、USB*2、1条PCIEX4 Slot；
    二级电源板主要功能通过皇冠夹从机柜两条铜排取12V电压，再通过转换生成P12V_STBY、P12V_HDD、P5V_HDD分别给主板、硬盘提供电压；
    供电转接线采用24Pin，其中：12Pin传输电源，另外12Pin传输I2C信号，线长1.4m，用于抽出托盘带电维护硬盘时能够满足系统不断电；硬盘在托盘内平铺，其中主板上接6块，背板上接12块。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于CPU型号选用Intel Avoton系列C2750，其自带的直连Sata 接口有6个 ，再选用4个Lane实现另外12块硬盘的扩展；并用PCIE Switch将1个PCIEX4转化为4个PCIEX1。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于使用的PCIE switch芯片型号为PI7C9X2G608，通过协议转换芯片，把PCIIEX1转化为SATA协议；PCIE X1转SATA控制器芯片为4Port的88SE9215A0，4个PCIEX1各挂一颗88SE9215A0，然后每个88SE9215A0再挂3块硬盘。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于主板跟背板之间采用PCIEX8的slot 连接，既传输PCIE高速信号，又通过背板给主板供电。
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