CN106997224A - 硬盘插箱及服务器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种硬盘插箱及服务器，其中，该硬盘插箱包括：硬盘背板，用于在所述硬盘插箱的一端固定连接硬盘，其中，所述硬盘背板的长度小于所述硬盘插箱的长度；支持折叠功能的线缆架组合，用于通过所述硬盘背板上的线缆接口为所述硬盘背板上的硬盘提供通信信号和电源信号。通过本发明，解决了相关技术中不能在硬盘插箱内对硬盘进行热插拔维护的问题。

Description

硬盘插箱及服务器

技术领域

本发明涉及服务器领域，具体而言，涉及一种硬盘插箱及服务器。

背景技术

天蝎服务器项目由百度、腾讯和阿里等公司联合制定的整机柜服务器规范，机柜高度分两种规格2100mm与2300mm，机柜深度1200mm，每单位(Unit，简称为U)高度定义为46.5mm。1U空间内可以实现计算型或存储型服务器，存储型服务器最大支持到12个3.5寸硬盘，要求每个硬盘可插拔热维护。1U高度内多个硬盘的放置需要利用机柜的深度空间，如果要做到每个硬盘热维护，需要所有硬盘在不断电的情况下都可以拉出到机架外部空间供人工更换操作。

针对相关技术中，服务器无法在不断电的情况下实现热维护的问题，目前尚未发现有效的解决方法。

发明内容

本发明提供了一种硬盘插箱及服务器，以至少解决相关技术中不能在硬盘插箱内对硬盘进行热插拔维护的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种硬盘插箱，包括：硬盘背板，用于在所述硬盘插箱的一端固定连接硬盘，其中，所述硬盘背板的长度小于所述硬盘插箱的长度；支持折叠功能的线缆架组合，用于通过所述硬盘背板上的线缆接口为所述硬盘背板上的硬盘提供通信信号和电源信号。

进一步地，所述支持折叠功能的线缆架组合还包括：通信线缆，用于通过所述线缆接口为所述硬盘提供通信信号；电线缆，用于为所述硬盘插箱提供电源；折叠架，用于承载所述通信线缆和所述电线缆，其中，所述折叠架在所述硬盘插箱内所述硬盘背板的另一端空间内可折弯或拉伸。

进一步地，所述通信线缆包括：串行SATA线缆，用于为所述硬盘提供硬盘信号和点灯信号；和/或串行连接小型计算机系统接口SAS线缆，用于为所述硬盘提供硬盘信号和点灯信号。

进一步地，所述线缆接口设置在两个硬盘之间。

进一步地，所述硬盘背板还包括：用于设置硬盘的硬盘插座、串行通用输入/输出SGPIO

解码电路、硬盘指示灯、高速信号驱动器。

根据本发明的另一个方面，提供了一种服务器，包括：上述硬盘插箱；主板插箱，与所述硬盘插箱连接，包括以下至少之一：中央处理器CPU、桥片、系统盘、内存。

进一步地，所述服务器还包括：转接板，通过转接器连接所述主板插箱和所述硬盘插箱，用于为所述主板插箱提供电源，以及为所述硬盘插箱和所述主板插箱之间提供通信连接。

进一步地，所述转接板还包括：总线和接口PCIE，用于通过SATA线缆和/或SAS线缆传输通信信号。

进一步地，所述总线和接口PCIE包括：主机总线适配器HBA卡、独立冗余磁盘阵列RAID卡。

进一步地，所述主板插箱还包括：串行SATA接口，用于通过SATA线缆传输通信信号。

通过本发明，采用硬盘背板，用于在所述硬盘插箱的一侧固定连接硬盘，其中，所述硬盘背板的长度小于所述硬盘插箱的长度；支持折叠功能的线缆架组合，用于通过所述硬盘背板上的线缆接口为所述硬盘背板上的硬盘提供通信信号和电源信号。解决了相关技术中不能在硬盘插箱内对硬盘进行热插拔维护的问题，实现了再不断电的情况下，对硬盘插箱内的硬盘进行维护，进而提高了硬盘维护的效益，提升了整个服务器的工作性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的硬盘插箱的结构框图；

图2是根据本发明实施例的硬盘插箱的可选结构框图一；

图3是根据本发明实施例的硬盘插箱的可选结构框图二；

图4是根据本发明实施例的服务器的结构框图；

图5是根据本发明实施例的服务器的可选结构框图一；

图6是根据本发明可选实施例的服务器设计步序示意图；

图7是根据本发明可选实施例的服务器的组成示意图；

图8是根据本发明可选实施例的服务器总体示意图；

图9是根据本发明可选实施例的硬盘插箱示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在本实施例中提供了一种硬盘插箱装置，可以设置在服务器中，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图1是根据本发明实施例的硬盘插箱的结构框图，如图1所示，该装置包括：硬盘背板10、支持折叠功能的线缆架组合12，其中，

硬盘背板10，用于在硬盘插箱的一端固定连接硬盘，其中，硬盘背板的长度小于硬盘插箱的长度；

可选的，硬盘背板10可以设置在硬盘插箱的前端或者后端，用户在拉伸硬盘插箱时，可以插拔硬盘背板上设置的硬盘。硬盘背板可以包括一路或多路硬盘接口，用于承载硬盘阵列，硬盘固定连接在硬盘背板上，可以将硬盘背板紧贴在硬盘插箱的左侧立壁面上固定，可选的，一个硬盘背板内可以设置6个硬盘。

支持折叠功能的线缆架组合12，用于通过硬盘背板上的线缆接口为硬盘背板上的硬盘提供通信信号和电源信号。

支持折叠功能的线缆架组合12可以采用折弯结构件，使提供通信信号和电源信号的线缆长度最小化。

在本实施例中，硬盘插箱的空间可以包括一个空间和第二空间，分别设置硬盘背板10和支持折叠功能的线缆架组合12，同时使硬盘背板10在硬盘插箱内的长度小于硬盘插箱的长度，支持折叠功能的线缆架组合12可以设置在剩余的长度空间内，使得硬盘背板10可以通过支持折叠功能的线缆架组合12在硬盘插箱内外拉伸，在硬盘背板10上的硬盘需要进行热维护时，调节支持折叠功能的线缆架组合12，硬盘背板10就可以拉出箱体外，进行相应的插拔或者测试维护。

通过本实施例，采用硬盘背板，用于在硬盘插箱的一侧固定连接硬盘，其中，硬盘背板的长度小于硬盘插箱的长度；支持折叠功能的线缆架组合，用于通过硬盘背板上的线缆接口为硬盘背板上的硬盘提供通信信号和电源信号。解决了相关技术中不能在硬盘插箱内对硬盘进行热插拔维护的问题，实现了再不断电的情况下，对硬盘插箱内的硬盘进行维护，进而提高了硬盘维护的效益，提升了整个服务器的工作性能。

图2是根据本发明实施例的硬盘插箱的可选结构框图一，如图2所示，该装置除包括图1所示的所有设备外，支持折叠功能的线缆架组合12还包括：通信线缆20、电线缆22、折叠架24，其中，

通信线缆20，用于通过线缆接口为硬盘提供通信信号；

可选的，通信线缆20可以选用mini sas线缆，连接到硬盘背板上的硬盘，为其提供数据或控制通信信号的传输。每个mini sas线缆中可以传输4个硬盘的数据信号和点灯信号，在本实施例中，单位硬盘插箱内设置6个硬盘，故一个硬盘插箱可以设置两根mini sas线缆。

电线缆22，用于为硬盘插箱提供电源；电线缆可以通过硬盘背板为硬盘提供电源信号，也可以通过硬盘插箱整体为硬盘以及硬盘背板提供电源信号。

折叠架24，用于承载通信线缆和电线缆，其中，折叠架在硬盘插箱内硬盘背板的另一端空间内可折弯或拉伸。

可选的，每个硬盘插箱中两根mini sas线缆和1个折叠架捆绑在一起，其中1个minisas线缆实际传输4个硬盘信号，另一个传输2个硬盘信号。

图3是根据本发明实施例的硬盘插箱的可选结构框图二，如图3所示，该装置除包括图2所示的所有设备外，通信线缆20包括：

串行SATA线缆30，用于为硬盘提供硬盘信号和点灯信号；

串行连接小型计算机系统接口SAS线缆32，用于为硬盘提供硬盘信号和点灯信号。

SAS(Serial Attached SCSI)即串行连接小型计算机系统接口，小型计算机系统接口(Small Computer System Interface，简称为SCSI)，SAS是新一代的SCSI技术，和相关技术中的串行(Serial Advanced Technology Attachment，简称为SATA)接口相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连结线改善内部空间等。SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性，并且提供与SATA硬盘的兼容性。SATA是IDE标准的新一代，SAS是SCSI标准的新一代，都是串行传输，SAS接口可以兼容SATA，反之不行，SATA硬盘转速目前最高7200转，容量大，SAS硬盘目前转速最高15000转，性能强。

在本实施例中，可以由串行SATA线缆30或串行SAS线缆32单独为硬盘提供硬盘信号和点灯信号，也可以组合使用。

在根据本实施例的一个可选实施方式中，线缆接口设置在两个硬盘之间。由于硬盘背板较长，而minisas信号在PCB上的传输衰减比较大，如果minisas接口全部放置在硬盘背板的后端入口处，则到前端硬盘的信号质量无法满足。将深度方向上的6个硬盘每2个硬盘之间放置1个minisas接口实现了到左右硬盘的信号在PCB上走线长度最短，并且在接口处放置驱动器应对长距离走线带来的衰减。同时依靠结构留出线缆在硬盘之间的绑扎固定和操作空间完成整个硬盘插箱设计。

可选的，硬盘背板还包括：用于设置硬盘的硬盘插座、串行通用输入/输出(SerialGeneral Purpose Input/Output，简称为SGPIO)解码电路、硬盘指示灯、高速信号驱动器。

硬盘插箱由硬盘背板提供多路硬盘接口，承载硬盘阵列，其中，硬盘背板提供硬盘插座、SGPIO解码电路、硬盘指示灯、高速信号驱动器等。硬盘插座用于插入硬盘，SGPIO解码电路用于为硬盘信号，包括数据信号和控制信息等，提供编码解码，硬盘指示灯用于输出硬盘或者硬盘背板的信号，如报警信号，工作信号，硬盘插箱插拔信号灯，高速信号驱动器用于驱动硬盘信号的高速传输和处理。

在本实施例中提供了一种服务器，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图4是根据本发明实施例的服务器的结构框图，如图4所示，该装置包括：硬盘插箱40、主板插箱42，其中，

硬盘插箱40；

主板插箱42，与硬盘插箱连接，包括以下至少之一：中央处理器CPU、桥片、系统盘、内存。

在本实施例中，服务器可以是设置了控制设备和存储设备的综合性服务器，在此以天蝎服务器为例进行举例说明，可选的，在一个服务器中，可以设置两个硬盘插箱40和一个主板插箱42，两个硬盘插箱40并列设置在服务器一侧，主板插箱42设置在另一侧。中央处理器CPU、桥片、系统盘、内存为主板的通用配置。

图5是根据本发明实施例的服务器的可选结构框图一，如图5所示，该装置除了包括图4所示的设备外，还包括：转接板50，通过转接器连接主板插箱和硬盘插箱，用于为主板插箱提供电源，以及为硬盘插箱和主板插箱之间提供通信连接。

可选的，可以将服务器的最左侧插箱设计成带intel处理器的主板插箱，后端通过连接器和转接板50相连，主板插箱不可热插拔，但可以冷插拔便于维护。设计一个转接板固定在服务器盒体内主板插箱的后端，该转接板通过连接器和主板插箱互连，在转接板上放置总线和接口标准(Peripheral Component Interface Express简称为PCIE)插槽，用于灵活配置主机总线适配器(Host Bus Adapter，简称为HBA)卡或独立冗余磁盘阵列(Redundant of Independent Disks，简称为RAID)卡分别对应后端连接的SATA或SAS接口。SATA和SAS接口分别连接SATA线缆和SAS线缆，该转接板除了为主板插箱提供电源，还从主板插箱接入CPU小系统的SATA信号，通过转接板和PCIE卡上HBA卡和RAID卡的组合，可以提供最大6SAS+6SATA，12SATA，12SAS接口的灵活配置。可选的，主板插箱还可以自带SATA接口，使用主板自带SATA接口可以节约成本，SAS也可以支持或不支持RAID。

下面结合根据本申请的可选实施例，对上述实施例中的服务器以及硬盘插箱进行具体详细的说明：

在本可选实施例中，服务器为天蝎服务器，可以将天蝎规范要求的538mm宽度*46.5mm高度(1U)*850mm深度的盒体空间在宽度方向上进行三等分成三个插箱，每个插箱宽度约178mm。将最左侧插箱设计成带intel处理器的主板插箱，后端通过连接器和转接板相连。转接板固定在1U盒体内主板插箱的后端，通过连接器和主板插箱互连，在转接板上放置PCIE插槽，用于配置HBA卡或RAID卡对后端出SATA或SAS接口。将中间插箱和右侧插箱设计成硬盘插箱，每个硬盘插箱可独立插拔。设计一个600mm长(深度方向)*40mm宽的硬盘背板，将硬盘背板紧贴在硬盘插箱的左侧立壁面上固定。这样在850mm深的1U盒体中硬盘插箱安装后后端还有250mm的空间用于放置折叠架和线缆。设计一个折叠架并将minisas线缆捆绑在折叠架上，该线缆两端出minisas接头，线缆随折叠架一起折弯或拉伸。将该折叠架和线缆作为一个整体固定在硬盘插箱后端的250mm空间内。将线缆其中一端接头连接到主板插箱后端转接卡的接口上，另一端连接到硬盘插箱中的硬盘背板的minisas接口上。通过以上实现1U空间内存储型服务器设计和硬盘热拔插维护功能设计。

天蝎服务器包括：服务器盒体、主板插箱、转接板、PCIE/SAS卡、硬盘插箱、硬盘背板、电源线缆、MINISAS线缆、折叠架，具体如下：

服务器盒体为天蝎规范的538mm宽度*46.5mm高度(1U)*850mm深度的大盒体，内部空间用于实现不同型号的服务器，整个盒体从机架取电。

主板插箱为通用服务器设计，包括CPU、桥片、系统盘、内存等；

转接板一方面为主板插箱提供电源，另一方面承载PCIE/SAS卡；

硬盘插箱由硬盘背板提供多路硬盘接口，承载硬盘阵列；

硬盘背板提供硬盘插座、SGPIO解码电路、硬盘指示灯、高速信号驱动器等；

电源线缆从机框内部取电为硬盘插箱提供电源；

SATA/SAS线缆为硬盘插箱提供多路硬盘信号及点灯信号；

折叠架用于承载上述线缆，保证线缆的灵活运动。

通过本实施例，实现了在天蝎机架内1U空间内的存储服务器设计和硬盘热拔插维护功能设计。

图6是根据本发明可选实施例的服务器设计步序示意图，如图6所示，包括：

S601、将天蝎规范要求的538mm宽度*46.5mm高度(1U)*850mm深度的盒体空间在宽度方向上进行三等分成三个插箱，每个插箱宽度约178mm。

S602、将最左侧插箱设计成带intel处理器的主板插箱，后端通过连接器和转接板相连，主板插箱不可热插拔，但可以冷插拔便于维护。

S603、设计一个转接板固定在1U盒体内主板插箱的后端，该转接板通过连接器和主板插箱互连，在转接板上放置PCIE插槽，用于灵活配置HBA卡或RAID卡对后端出SATA或SAS接口。该转接板除了为主板插箱提供电源，还从主板插箱接入CPU小系统的SATA信号，通过转接板和PCIE卡的组合，可以提供最大6SAS+6SATA，12SATA，12SAS接口的灵活配置，使用主板自带SATA可以节约成本，SAS也可以支持或不支持RAID。

S604、将中间插箱和右侧插箱设计成硬盘插箱，每个插箱放置6个硬盘，共12个硬盘。每个硬盘插箱可独立插拔。

S605、设计一个600mm长(深度方向)*40mm宽的硬盘背板，将硬盘背板紧贴在硬盘插箱的左侧立壁面上固定。这样在850mm深的1U盒体中硬盘插箱安装后后端还有250mm的空间用于放置折叠架和线缆。

S606、设计一个折叠架并将minisas线缆捆绑在折叠架上，该线缆两端出minisas接头，线缆随折叠架一起折弯或拉伸。将该折叠架和线缆作为一个整体固定在步骤5中后端的250mm空间内。

S607、每个minisas线缆中可以传输4个硬盘的数据信号和点灯信号，因此两个硬盘插箱要实现独立插拔需要4根minisas线缆和2个折叠架，每个硬盘插箱2根minisas线缆和1个折叠架捆绑在一起，其中1个minisas线缆实际传输4个硬盘信号，另一个传输2个硬盘信号。

S608、由于硬盘背板有600mm长度，而mini sas信号在PCB上的传输衰减比较大，如果mini sas接口全部放置在硬盘背板的后端入口处，则到前端硬盘的信号质量无法满足。将深度方向上的6个硬盘每2个硬盘之间放置1个mini sas接口实现了到左右硬盘的信号在PCB上走线长度最短，并且在接口处放置驱动器应对长距离走线带来的衰减。同时依靠结构留出线缆在硬盘之间的绑扎固定和操作空间完成整个硬盘插箱设计。

S609、将线缆其中一端接头连接到步骤3中的主板插箱后端转接卡的接口上，另一端连接到步骤4和5中硬盘插箱中的硬盘背板的mini sas接口上。至此完成整个1U盒体内各单元的设计和相互连接，实现1U空间内存储型服务器和硬盘热拔插功能设计。

图7是根据本发明可选实施例的服务器的组成示意图，如图7所示，包括：服务器盒体、主板插箱、转接板、PCIE/SAS卡、硬盘插箱、硬盘背板、电源线缆、MINISAS线缆、折叠架等，具体如下：

1U盒体(服务器盒体)为天蝎规范的538mm宽度*46.5mm高度(1U)*850mm深度的大盒体，内部空间用于实现不同型号的服务器，整个盒体从后端机架上的CLIPBUS取电，盒体内部天蝎规范要求的电源接入设计。图8是根据本发明可选实施例的服务器总体示意图，如图8所示，包括一个主板插箱和两个硬盘插箱，图8中示意为插箱拨出的状态。

主板插箱为通用服务器设计，包括CPU、桥片、系统盘、内存等，主板插箱后端通过电源连接器和信号连接器和转接板对接，在做存储型服务器时不可热拔插，但可以下电后再拔插用于更换维修等。

转接板一方面为主板插箱提供电源，从机架电源接入单元取电通过电源连接器为主板插箱供电，另一方面承载PCIE/SAS卡，通过信号连接器从主板接入PCIE和SATA信号，将PCIE信号送入PCIE插槽，将SATA信号通过两个mini sas插座在转接板上直接出。

硬盘插箱由硬盘背板、6个3.5寸硬盘、硬盘固定结构件，线缆固定结构件、硬盘点灯结构件等组成。图9是根据本发明可选实施例的硬盘插箱示意图，如图9所示，硬盘设置在硬盘插箱内，可以实现热插拔。

硬盘背板为长条形结构，提供6个硬盘插座、2个mini sas接口、SGPIO解码电路、硬盘指示灯、高速信号驱动器等，硬盘背板的设计为该方案实现的关键因素。

电源线缆从机框内部取电为硬盘插箱提供电源；

SATA/SAS线缆为硬盘插箱提供多路硬盘信号及点灯信号；

折叠架用于承载上述线缆，保证线缆的灵活运动。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述模块分别位于多个处理器中。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硬盘插箱，其特征在于，包括：

硬盘背板，用于在所述硬盘插箱的一端固定连接硬盘，其中，所述硬盘背板的长度小于所述硬盘插箱的长度；

支持折叠功能的线缆架组合，用于通过所述硬盘背板上的线缆接口为所述硬盘背板上的硬盘提供通信信号和电源信号。

2.根据权利要求1所述的硬盘插箱，其特征在于，所述支持折叠功能的线缆架组合还包括：

通信线缆，用于通过所述线缆接口为所述硬盘提供通信信号；

电线缆，用于为所述硬盘插箱提供电源；

折叠架，用于承载所述通信线缆和所述电线缆，其中，所述折叠架在所述硬盘插箱内所述硬盘背板的另一端空间内可折弯或拉伸。

3.根据权利要求2所述的硬盘插箱，其特征在于，所述通信线缆包括：

串行SATA线缆，用于为所述硬盘提供硬盘信号和点灯信号；和/或

串行连接小型计算机系统接口SAS线缆，用于为所述硬盘提供硬盘信号和点灯信号。

4.根据权利要求1所述的硬盘插箱，其特征在于，所述线缆接口设置在两个硬盘之间。

5.根据权利要求1所述的硬盘插箱，其特征在于，所述硬盘背板还包括：用于设置硬盘的硬盘插座、串行通用输入/输出SGPIO解码电路、硬盘指示灯、高速信号驱动器。

6.一种服务器，其特征在于，包括：

权利要求1至权利要求5任一所述的硬盘插箱；

主板插箱，与所述硬盘插箱连接，包括以下至少之一：中央处理器CPU、桥片、系统盘、内存。

7.根据权利要求6所述的服务器，其特征在于，所述服务器还包括：

转接板，通过转接器连接所述主板插箱和所述硬盘插箱，用于为所述主板插箱提供电源，以及为所述硬盘插箱和所述主板插箱之间提供通信连接。

8.根据权利要求7所述的服务器，其特征在于，所述转接板还包括：总线和接口PCIE，用于通过SATA线缆和/或SAS线缆传输通信信号。

9.根据权利要求8所述的服务器，其特征在于，所述总线和接口PCIE包括：主机总线适配器HBA卡、独立冗余磁盘阵列RAID卡。

10.根据权利要求6所述的服务器，其特征在于，所述主板插箱还包括：串行SATA接口，用于通过SATA线缆传输通信信号。