CN106919533B - 4u高密度存储型服务器 - Google Patents

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    • G06F15/161Computing infrastructure, e.g. computer clusters, blade chassis or hardware partitioning

Abstract

本发明涉及一种4U高密度存储型服务器,在4U的物理空间内由4个24盘位存储模组和2个2盘位存储模组组成,一共可支持100块3.5寸物理磁盘,达到目前业界最高的存储密度水平,包括计算模组、供电模组、集中管理模组、散热模组和存储模组,供电模组为计算模组、集中管理模组、散热模组和存储模组供电,集中管理模组分别连接存储模组和散热模组,计算模组连接存储模组,其中:所述存储模组包括四个第一存储模组和两个第二存储模组,每个第一存储模组包括24个存盘位,形成24盘位存储模组,每个第二存储模组包括2个存盘位,形成2盘位存储模组;所述第一存储模组和第二存储模组通过磁盘扩展单元连接计算模组和集中管理模组。

Description

4U高密度存储型服务器
技术领域
本发明涉及服务器技术领域,特别是一种4U高密度存储型服务器。
背景技术
在现今网际网路的广泛发展,以及复杂研究的推行之下,服务器所扮演的角色也就越趋重要。服务器提供了高效能的运算能力,可以处理网际网路上信息的传输,或者加快复杂研究的模拟过程。甚至于3D制图中心或者特殊设备上的安全装置,都可发现服务器的踪影,借由服务器的高运算能力来提升整体工作效率。随着信息技术的发展,对数据存储的需求越来越大,一方面,可通过研制出更大容量的硬盘以满足需求,另一方面,可通过研制出支持更多硬盘数量的存储设备,现阶段,通常使用一种4U存储服务器来存储大数据。
在这种4U存储服务器中,服务器机箱设计遵循EIA(ElectronicIndustriesAssociation,电子工业协会)规定的服务器机箱外部尺寸设计标准,即该4U服务器的高度为17.78cm,宽度为48.26cm。这种遵循EIA规定的4U存储服务器,限定了4U存储服务器机箱外部尺寸的大小,在外部尺寸固定的情况下,其内部的服务器组件大小以及安装位置的不合理,严重影响了4U服务器内可安装硬盘的空间,4U存储服务器的存储容量较小。目前随着数据容量的增长及对数据存储速度的要求,传统的存储服务器系统目前一般能支持36或78个3.5存盘位,已经无法满足目前应用对大容量数据增长的需求。
发明内容
鉴于此,本发明提供一种4U高密度存储型服务器,在4U的物理空间内由4个24盘位存储模组和2个2盘位存储模组组成,一共可支持100块3.5寸物理磁盘,达到目前业界最高的存储密度水平。
为了达到上述目的,本发明是通过以下技术方案实现的:
一种4U高密度存储型服务器,包括计算模组、供电模组、集中管理模组、散热模组和存储模组,供电模组为计算模组、集中管理模组、散热模组和存储模组供电,集中管理模组分别连接存储模组和散热模组,计算模组连接存储模组,其中: 所述存储模组包括四个第一存储模组和两个第二存储模组,每个第一存储模组包括24个存盘位,形成24盘位存储模组,每个第二存储模组包括2个存盘位,形成2盘位存储模组;所述第一存储模组和第二存储模组通过磁盘扩展单元连接计算模组和集中管理模组。
进一步地,所述存储模组之间采用分布式存储架构。
进一步地,所述磁盘扩展单元的数量为四个,分别对应四个第一存储模组。
进一步地,所述磁盘扩展单元为36端口的磁盘扩展单元,其中上行的4个数据端口连接计算模组,用于接收计算模组的操作指令;下行的26个数据端口的其中24个端口连接第一存储模组,另外2个数据端口连接第二存储模组;磁盘扩展单元还设有管理端口,管理端口连接集中管理模组,用于向集中管理模组发送存储模组运行信息。
进一步地,所述集中管理模组包括管理单元和控制单元,管理单元通过控制单元分别连接供电模组、散热模组和磁盘扩展单元的管理端口。
进一步地,所述计算模组包括计算单元、网络单元和存储控制单元,网络单元连接计算单元,计算单元连接两个存储控制单元,其中: 网络单元负责计算模组的通信,计算单元负责存储指令及核心运算数据的处理,每个存储控制单元连接两个第一存储模组和一个第二存储模组。
进一步地,所述供电模组包括两个供电单元。
进一步地,所述散热模组包括四组风扇单元,风扇单元均与集中管理模组连接。
本发明的有益效果是:
1.本发明提供一种4U高密度存储型服务器,采用在4U空间内支持100个3.5寸盘的高密度存储型服务器架构,通过设计双磁盘控制器和分布式、并行存储的存储架构,每个控制器的数据端口分别与分布式存储模组连接,使系统中的每个存储模组均处于并行且同一级别,充分保证磁盘数据性能的平均;同时在存储架构的可靠性上,由于数据被平均分配到并行的多个存储模组中,各存储模组间可以通过磁盘控制器组建多极RAID阵列,保证整体数据的冗余性;
2.进一步地,在存储服务架构中首次采用中置磁盘读些控制器和四向分布式存储模组的设计,较传统前置磁盘加后置控制器的架构,在固定4U的空间内可以最大程度利用空间放置更多的存储设备,最终实现目前业界最高100块3.5存盘的高密度架构设计。
附图说明
图1为本发明总体结构示意图;
图2为本发明系统组织架构示意图;
图3为本发明管理系统示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
依照以下的附图详细说明关于本发明的示例性实施例。
图中序号所代表的含义为:1-第一存储模组,2-第二存储模组,3-散热模组,4-计算模组,5-集中管理模组,6-供电模组。
以下结合具体情况说明本发明的示例性实施例:
请参考图1,图1为本发明总体结构示意图;本发明提供一种4U高密度存储型服务器,包括计算模组4、供电模组6、集中管理模组5、散热模组3和存储模组,供电模组6为计算模组4、集中管理模组5、散热模组3和存储模组供电,集中管理模组5分别连接存储模组和散热模组3,计算模组4连接存储模组,其中: 所述存储模组包括四个第一存储模组1和两个第二存储模组2,每个第一存储模1组包括24个存盘位,形成24盘位存储模组,每个第二存储模2组包括2个存盘位,形成2盘位存储模组;所述第一存储模组1和第二存储模组2通过磁盘扩展单元连接计算模组4和集中管理模组5。
请参考图1、图2和图3,本发明实施例提供一种4U高密度存储型服务器,包括计算模组4、供电模组6、集中管理模组5、散热模组3和存储模组,供电模组6为计算模组4、集中管理模组5、散热模组3和存储模组供电,集中管理模组5分别连接存储模组和散热模组3,计算模组4连接存储模组,其中: 所述存储模组包括四个第一存储模组1和两个第二存储模组2,每个第一存储模1组包括24个存盘位,形成24盘位存储模组,每个第二存储模2组包括2个存盘位,形成2盘位存储模组;所述第一存储模组1和第二存储模组2通过磁盘扩展单元连接计算模组4和集中管理模组5。
进一步地,所述存储模组之间采用分布式存储架构。
进一步地,所述磁盘扩展单元的数量为四个,分别对应四个第一存储模组1。
进一步地,所述磁盘扩展单元为36端口的磁盘扩展单元,其中上行的4个数据端口连接计算模组4,用于接收计算模组4的操作指令;下行的26个数据端口的其中24个端口连接第一存储模组1,另外2个数据端口连接第二存储模组2;磁盘扩展单元还设有管理端口,管理端口连接集中管理模组5,用于向集中管理模组5发送存储模组运行信息。
进一步地,所述集中管理模组5包括管理单元和控制单元,管理单元通过控制单元分别连接供电模组6、散热模组3和磁盘扩展单元的管理端口。
进一步地,所述计算模组4包括计算单元、网络单元和存储控制单元,网络单元连接计算单元,计算单元连接两个存储控制单元,其中: 网络单元负责计算模组4的通信,计算单元负责存储指令及核心运算数据的处理,每个存储控制单元连接两个第一存储模组1和一个第二存储模组2。
进一步地,所述供电模组6包括两个供电单元。
进一步地,所述散热模组3包括四组风扇单元,风扇单元均与集中管理模组5连接。
本实施例提供了一种在4U空间内支持100个3.5寸盘的高密度存储型服务器架构设计,整个架构包括计算模组、供电模组、集中管理模组、散热模组和存储模组。
其中计算模组负责存储指令及核心运算数据的处理,在计算模组中,包括计算单元、网络单元、存储控制单元,存储控制单元分成独立的两组,通过SAS信号通道分别与存储模组进行连接,每个存储控制单元连接两个24盘位存储模组和一个2盘位存储模组,可支持50个3.5存盘位,两个存储单元一共可支持100个3.5存盘位。
本发明的服务器中有两个供电模组,主要为系统中的各模组提供供电支持,保证各模组的正常运行。散热模组中由4组散热风扇组成,均与集中管理模组通过I2C总线进行连接,通过集中管理模组上的管理单元分析系统中各散热传感器时时的数据,来调整散热风扇的转速来保证整个系统运行在正常的温度空间内。
存储模组是用来具体存放高密度存储服务器中的物理数据,存储模组根据支持的存储盘位不同共分为24盘位存储模组和2盘位存储模组2中,整个系统由4个24盘位存储模组和2个2盘位存储模组组成,在4U的物理空间内一共可支持100块3.5寸物理磁盘,达到目前业界最高的存储密度水平。每个24盘位存储模组中均设计有1个36端口的磁盘扩展单元,其中上行4个数据端口用来连接计算模组中的存储控制单元,接收存储控制单元传来针对存储磁盘的操作指令,包括具体对磁盘数据的定位与读/写操作;下行的26个数据端口中,有24个端口连接其模组内部的24个3.5存物理磁盘,剩余的2个数据端口用来连接一个2盘位存储模组;管理端口均通过I2C总线连接到集中管理模组,集中管理模组可以得知各存储模组中硬盘的在线状态以及逻辑运行状态的情况,包括RAID状态情况、是否有掉盘问题的存在。
请参考图3,图3为本发明管理系统示意图;集中管理模组是整个系统的管理核心,采用CPLD复杂可编程逻辑器件作为整个模组的管理核心,CPLD即Complex ProgrammableLogic Device,集中管理模组通过UART串行总线与计算模组、存储模组、供电模组和风扇模组进行连接。通过串行总线集中管理模组可以得知各存储模组中硬盘的在线状态以及逻辑运行状态的情况;分析系统中各散热传感器时时的数据,来调整散热风扇的转速来保证整个系统运行在正常的温度空间内;获取系统的供电及电源负载使用情况。在计算模组上还设计有BMC单元,BMC即Board Management Controller,BMC单元用来获取计算模组自身的运行状态,包括主要电子器件的供电和温度情况、磁盘控制单元的状态等,同时将信息通过串行总线传递给集中管理模组上的CPLD单元。
整个系统在4U的空间前部设计2个24盘位存储模组、1个2盘位存储模组和1个计算模组;系统中部是2个风扇模组和集中管理模组;系统后部是2个24盘位存储模组、1个2盘位存储模组、2个风扇模组和2个供电模组。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种高密服务器硬盘背板进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种4U高密度存储型服务器,其特征在于,包括计算模组、供电模组、集中管理模组、散热模组和存储模组,供电模组为计算模组、集中管理模组、散热模组和存储模组供电,集中管理模组分别连接存储模组和散热模组,计算模组连接存储模组,其中:所述存储模组包括四个第一存储模组和两个第二存储模组,每个第一存储模组包括24个存盘位,所述24个存盘位的排列方式为6*4阵列分布,形成24盘位存储模组,每个第二存储模组包括2个存盘位,形成2盘位存储模组;一个存盘位用于放置一个3.5寸HDD;所述第一存储模组和第二存储模组通过磁盘扩展单元连接计算模组和集中管理模组;
所述磁盘扩展单元的数量为四个,分别对应四个第一存储模组;所述磁盘扩展单元为36端口的磁盘扩展单元,其中上行的4个数据端口连接计算模组,用于接收计算模组的操作指令;下行的26个数据端口的其中24个端口连接第一存储模组,另外2个数据端口连接第二存储模组;磁盘扩展单元还设有管理端口,管理端口连接集中管理模组,用于向集中管理模组发送存储模组运行信息,所述模组运行消息包括RAID状态情况、是否存在掉盘;
所述计算模组包括计算单元、网络单元和存储控制单元,网络单元连接计算单元,计算单元连接两个存储控制单元,其中:网络单元负责计算模组的通信,计算单元负责存储指令及核心运算数据的处理,每个存储控制单元连接两个第一存储模组和一个第二存储模组;
散热模组包括四组风扇单元,风扇单元均与集中管理模组连接,通过集中管理模组上的管理单元分析系统中各散热传感器实 时的数据,来调整散热风扇的转速来保证整个系统运行在正常的温度空间内;
集中管理模组采用CPLD复杂可编程逻辑器件;
系统在存储服务架构中采用中置磁盘读写控制器和四向分布式存储模组,整个系统在4U的空间前部设计2个第一存储模组、1个第二存储模组和1个计算模组;系统中部是2个散热模组和集中管理模组;系统后部是2个第一存储模组、1个第二存储模组、2个散热模组和2个供电模组。
2.根据权利要求1所述的4U高密度存储型服务器,其特征在于,所述存储模组之间采用分布式存储架构。
3.根据权利要求1所述的4U高密度存储型服务器,其特征在于,所述集中管理模组包括管理单元和控制单元,管理单元通过控制单元分别连接供电模组、散热模组和磁盘扩展单元的管理端口。
4.根据权利要求1所述的4U高密度存储型服务器,其特征在于,所述供电模组包括两个供电单元。
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