CN108874711B - 一种优化散热的硬盘背板系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种优化散热的硬盘背板系统,包括主板卡和扩展板卡,所述主板卡和扩展板卡分别连接服务器主板;所述主板卡用于与服务器主板间的控制信号及硬盘数据的交互,所示扩展板卡用于与服务器主板间的硬盘数据的交互;所述扩展板卡通过对插连接器连接所述主板卡。本发明中实施例主板卡上设置有高密连接器、NVME固态硬盘连接器、I2C转换器以及CPLD等主要器件,扩展板卡上只设置高密连接器和NVME固态硬盘连接器,扩展板卡通过对插连接器从主板卡上获取控制信号,通过将一块硬盘背板分为两块,增加了应硬盘的通风面积,能够提高散热效率。
Description
技术领域
本发明涉及硬盘背板技术领域,特别是涉及一种优化散热的硬盘背板系统。
背景技术
在存储领域,服务器节点空间基本上被硬盘占据,散热一直是重点需要解决的问题,随着NVME固态硬盘在服务器节点的广泛应用,2.5寸的NVME固态硬盘和普通的2.5寸SATA硬盘在空间的占用上是一致的,但是由于NVME固态硬盘的高性能致使其发热量也远大于传统的2.5寸SATA硬盘,因此需要加大散热的能力。
现有技术中,增强散热能力有两种方式:第一种是通过加大风扇的散热能力,第二种是通过增加通风面积。目前服务器上,为方便进行硬盘的维护,硬盘是作为上下两层放置,将所有元器件集中在一块硬盘背板上垂直摆放在机箱内部,其中间有用于散热通风的散热孔。
然而,加大风扇的散热能力会增加服务器的整体功耗,而将硬盘最为上下两层进行设置时其中间的散热孔比较小,不能满足NVME固态硬盘等大功率硬盘的散热要求,因此,两种方法的散热效率都较低。
发明内容
本发明实施例中提供了一种优化散热的硬盘背板系统,以解决现有技术中散热效率低的问题。
为了解决上述技术问题,本发明实施例公开了如下技术方案:
本发明提供了一种优化散热的硬盘背板系统,包括主板卡和扩展板卡,所述主板卡和扩展板卡分别连接服务器主板;所述主板卡以及扩展板卡分别与服务器主板进行硬盘数据交互,所述主板卡还与所述服务器主板进行控制信号交互,所述扩展板卡通过对插连接器与所述主板卡进行控制信号交互。
优选地,所述主板卡包括多个高密口连接器、多个NVME固态硬盘连接器、CPLD、多个LED以及I2C扩展芯片,其中,所述高密口连接器输入端连接服务器主板、输出端连接所述NVME固态硬盘连接器;所述NVME固态硬盘连接器输出端连接所述CPLD的输入端;所述CPLD的输入端连接服务器主板、输出端分别连接所述对插连接器的输入端和LED;所述12C扩展芯片的输入端连接服务器主板、输出端分别连接所述NVME固态硬盘连接器以及对插连接器。
优选地,所述CPLD以及12C扩展芯片的输入端通过12C连接器连接服务器主板,且共用一组12C总线。
优选地,所述扩展板卡包括多个高密口连接器、多个NVME固态硬盘连接器以及多个LED,其中,所述高密口连接器输入端连接服务器主板、输出端连接所述NVME固态硬盘连接器;所述对插连接器的输出端连接所述LED;所述对插连接器与所述NVME固态硬盘连接器双向通信连接。
优选地,所述主板卡还包括电源转换器,所述电源转换器通过电源输入连接器连接电源,所述电源转换器将P12V转换为P3.3V为主板卡和扩展板卡供电。
优选地,所述对插连接器包括MOLEX0465572545芯片。
优选地,所述对插连接器面积较大的侧面所在的延伸方向与散热风向平行。
优选地,所述高密口连接器包括FCI10112633-10LF芯片。
优选地,所述主板卡和扩展板卡上的高密口连接器、NVME固态硬盘连接器以及LED设置数量均相等。
由以上技术方案可见,本发明中包括通过对插连接器连接的主板卡和扩展板卡,主板卡上设置有高密连接器、NVME固态硬盘连接器、I2C转换器以及CPLD等主要器件,用于与服务器主板间的控制信号及硬盘数据的交互,扩展板卡上只设置高密连接器和NVME固态硬盘连接器,用于与服务器主板间的硬盘数据的交互,扩展板卡通过对插连接器从主板卡上获取控制信号,通过将一块硬盘背板分为两块,增加了应硬盘的通风面积,能够提高散热效率。
附图说明
了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种优化散热的硬盘背板系统的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种主板卡的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的一种扩展板卡的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的另一种主板卡的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,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,所描述的实施例仅仅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,都应当属于本发明保护的范围。
参见图1,为本发明实施例提供的一种优化散热的硬盘背板系统的结构示意图,如图1所示,本发明实施例提供的优化散热的硬盘背板系统,包括主板卡、扩展板卡和对插连接器。
所述主板卡和扩展板卡分别连接服务器主板;所述主板卡以及扩展板卡分别与服务器主板进行硬盘数据交互,所述主板卡还与所述服务器主板进行控制信号交互,所述扩展板卡通过对插连接器与所述主板卡进行控制信号交互。
主板卡与扩展板卡均与服务器主板连接,但是,主板卡既可以实现与服务器主板间的硬盘数据交互也可以实现控制信号的交互,而扩展板卡只可以实现与服务器主板间的硬盘数据交互,且主板卡和扩展板卡在与服务器主板进行硬盘数据交互时只能实现各搭载的硬盘与服务器主板之间的数据交互,例如,主板卡搭载4个硬板,扩展板卡搭载4个硬盘,则主板卡在与服务器主板进行硬盘数据交互时只能用主板卡搭载的4个硬盘中的数据与服务器主板进行数据交互而不同使用扩展板卡上搭载硬盘中的数据,同理,扩展板卡在与服务器主板进行硬盘数据交互时只能用扩展板卡搭载的4个硬盘中的数据与服务器主板进行数据交互而不同使用主板卡上搭载硬盘中的数据,又因为只有主板卡才能与服务器主板进行控制信号的交互,因此,当服务器主板需要对扩展板卡上的数据进控制时,需要先有主板卡获取控制信号,然后通过对插连接器将控制信号发送给扩展板卡。
参见图2。为本发明实施例提供的一种主板卡的结构示意图,如图2所示,所述主板卡包括多个高密口连接器、多个NVME固态硬盘连接器、CPLD、多个LED以及I2C扩展芯片。
所述高密口连接器输入端连接服务器主板、输出端连接所述NVME固态硬盘连接器;所述NVME固态硬盘连接器输出端连接所述CPLD的输入端;所述CPLD的输入端连接服务器主板、输出端分别连接所述对插连接器的输入端和LED;所述12C扩展芯片的输入端连接服务器主板、输出端分别连接所述NVME固态硬盘连接器以及对插连接器。
因为主板卡需要与服务器主板实现硬盘数据的交互,因此必须在主板卡上搭载固态硬盘,从而在主板卡上设置了多个NVME固态硬盘连接器用来与固态硬盘连接,为了实现硬盘数据与服务器主板的交互,又设置有多个高密口连接器,将高密口连接器的输入端与服务器主板连接、输出端与NVME固态硬盘连接器连接,从而实现硬盘数据由服务器主板到高密口连接器到NVME固态硬盘连接器到固态硬盘的传递。本发明实施例中,高密口连接器采用FCI10112633-10LF芯片。
因为主板卡还需要实现与服务器主板间的控制信号的交互,因此,在主板卡上设置了CPLD以及I2C扩展芯片,CPLD和I2C扩展芯片分别从服务器主板获取控制信号,为了减少连线,CPLD与I2C扩展芯片共用一组I2C总线,在通过分时复用来实现信号的传递,对于I2C总线上传输的信号,每组信号会标记一个地址,以区分是发送给CPLD还是I2C扩展芯片。I2C将扩展后的I2C信号发送给每一个NVME固态硬盘连接器,因为扩展板卡不能接受服务器主板的控制信号,因此由I2C扩展芯片扩展后的I2C信号可以通过对插连接器发送给扩展板卡上的NVME固态硬盘连接器。当硬盘需要进行点灯操作时,会通过NVME固态硬盘连接器向CPLD发送IFDETE_N信号,CPLD经过解析之后将控制信号发送给LED对LED进行控制,而对于扩展板卡,当扩展板卡上的硬盘需要进行点灯时,需要经过对插连接器将IFDETE_N信号发送给位于主板卡上的CPLD,CPLD经过解析之后再将控制信号通过对插连接器发送回扩展板卡。本发明实施例中,I2C扩展芯片采用PCA9548APWR芯片,CPLD采用LCMX02-640HC-4TG100C芯片。
参见图3,为本发明实施例提供的一种扩展板卡的结构示意图,如图3所示,所述扩展板卡包括多个高密口连接器、多个NVME固态硬盘连接器以及多个LED。
所述扩展板卡包括多个高密口连接器、多个NVME固态硬盘连接器以及多个LED,其中,所述高密口连接器输入端连接服务器主板、输出端连接所述NVME固态硬盘连接器;所述对插连接器的输出端连接所述LED;所述对插连接器与所述NVME固态硬盘连接器双向通信连接。
因为扩展板卡只与服务器主板之间实现硬盘数据交互,因此,扩展板卡上只设置多个高密口连接器、多个NVME固态硬盘连接器以及多个LED,虽然高密连接器的输入端与NVME固态硬盘连接器之前的连接关系及硬盘数据交互方式与主板卡相似,但当扩展板卡上的硬盘需要进行点灯时,NVME固态硬盘连接器的输出端却不与CPLD连接,而是与对插连接器连接,通过对插连接器连接至主板卡的CPLD,然后再将CPLD的输出信号通过对插连接器连接至扩展板卡上的LED,因为扩展板卡上的硬盘不仅要与向主板卡发送点灯信号还需要接受主板卡发送的I2C信号,因此,NVME固态硬盘连接器与对插连接器之前为双向通信连接。
在本发明实施例中,所述对插连接器包括MOLEX0465572545芯片,因为MOLEX0465572545芯片有宽面也有窄面,因此,在设置时,因为主板卡和扩展板卡要与服务器主板连接,因此,连接位置固定,从而就需要注意MOLEX0465572545芯片的设置方向,时对插连接器面积较大的侧面(宽面)所在的延伸方向与散热风向平行,避免宽面挡风影响散热效果。
参见图4,为本发明实施例提供的另一种主板卡的结构示意图,如图4所示,所述主板卡还包括电源转换器和电源输入连接器。
所述电源转换器通过电源输入连接器连接电源,所述电源转换器将P12V转换为P3.3V为主板卡和扩展板卡供电。
为了更进一步的提高散热效率,所述主板卡和扩展板卡上的高密口连接器、NVME固态硬盘连接器以及LED设置数量均相等,例如,对于普通的8口硬盘背板,将其设计为主板卡连接扩展板卡的形式时,主板卡和扩展板卡上各设置4个硬盘,则对应的主板卡和扩展板卡上的高密口连接器、NVME固态硬盘连接器以及LED设置数量均为4个,同样的,如果需要设置12口硬盘背板则主板卡和扩展板卡上的高密口连接器、NVME固态硬盘连接器以及LED设置数量均为6个。
本发明中包括通过对插连接器连接的主板卡和扩展板卡,主板卡上设置有高密连接器、NVME固态硬盘连接器、I2C转换器以及CPLD等主要器件,用于与服务器主板间的控制信号及硬盘数据的交互,扩展板卡上只设置高密连接器和NVME固态硬盘连接器,用于与服务器主板间的硬盘数据的交互,扩展板卡通过对插连接器从主板卡上获取控制信号,通过将一块硬盘背板分为两块,增加了应硬盘的通风面积,能够提高散热效率。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (3)
1.一种优化散热的硬盘背板系统,其特征在于,包括主板卡和扩展板卡,所述主板卡和扩展板卡分别连接服务器主板;所述主板卡以及扩展板卡分别与服务器主板进行硬盘数据交互,所述主板卡还与所述服务器主板进行控制信号交互,所述扩展板卡通过对插连接器与所述主板卡进行控制信号交互,
所述主板卡包括多个高密口连接器、多个NVME固态硬盘连接器、CPLD、多个LED以及I2C扩展芯片,其中,所述高密口连接器输入端连接服务器主板、输出端连接所述NVME固态硬盘连接器;所述NVME固态硬盘连接器输出端连接所述CPLD的输入端;所述CPLD的输入端连接服务器主板、输出端分别连接所述对插连接器的输入端LED;所I2C扩展芯片的输入端连接服务器主板、输出端分别连接所述NVME固态硬盘连接器以及对插连接器;
所述CPLD以及I2C扩展芯片的输入端通过I2C连接器连接服务器主板,且共用一组I2C总线,通过分时复用来实现信号的传递,对于I2C总线上传输的信号,每组信号会标记一个地址,以区分是发送给CPLD还是I2C扩展芯片,I2C将扩展后的I2C信号发送给每一个NVME固态硬盘连接器,因为扩展板卡不能接受服务器主板的控制信号,因此由I2C扩展芯片扩展后的I2C信号可以通过对插连接器发送给扩展板卡上的NVME固态硬盘连接器;当硬盘需要进行点灯操作时,通过NVME固态硬盘连接器向CPLD发送IFDETE_N信号,CPLD经过解析之后将控制信号发送给LED对LED进行控制,而对于扩展板卡,当扩展板卡上的硬盘需要进行点灯时,经过对插连接器将IFDETE_N信号发送给位于主板卡上的CPLD,CPLD经过解析之后再将控制信号通过对插连接器发送回扩展板卡;
所述扩展板卡包括多个高密口连接器、多个NVME固态硬盘连接器以及多个LED,其中,所述高密口连接器输入端连接服务器主板、输出端连接所述NVME固态硬盘连接器;所述对插连接器的输出端连接所述LED;所述对插连接器与所述NVME固态硬盘连接器双向通信连接;
所述主板卡还包括电源转换器,所述电源转换器通过电源输入连接器连接电源,所述电源转换器将P12V转换为P3.3V为主板卡和扩展板卡供电;
所述对插连接器包括MOLEX0465572545芯片,所述对插连接器面积较大的侧面所在的延伸方向与散热风向平行。
2.根据权利要求1所述的硬盘背板系统,其特征在于,所述高密口连接器包括FCI10112633-10LF芯片。
3.根据权利要求1所述的硬盘背板系统,其特征在于,所述主板卡和扩展板卡上的高密口连接器、NVME固态硬盘连接器以及LED设置数量均相等。
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