CN108919898A - 一种兼具计算与模块化存储功能的密集io服务器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种兼具计算与模块化存储功能的密集IO服务器系统，机箱整体结构分为上下两层，上层为存储空间，用于设置存储模块；下层为计算单元以及扩展空间，用于设置主板及扩展板；所述机箱包括前面板、右面板、后面板、左面板、顶板和底板，前面板、右面板、后面板以及左面板围成机箱的箱体框，箱体框设置在底板的上，顶板盖附在箱体框上；存储模块包括前置存储模块、中置存储模块和后置存储模块；前置存储模块设置在机箱靠近左面板的位置，后置存储模块设置在机箱靠近右面板的位置，中置存储模块设置在前置存储模块和后置存储模块之间的位置；通过导风罩使中置存储模块与服务器主板CPU分层散热。

Description

一种兼具计算与模块化存储功能的密集IO服务器系统
技术领域
本发明涉及服务器架构设计技术领域，具体涉及一种兼具计算与模块化存储功能的密集IO服务器系统。
背景技术
随着云计算、大数据、深度学习等技术的成熟，公司企业业务快速向前发展，客户需要更大的存储空间存放一直累积增加的数据，同时需要更加灵活的平台架构，来适应多样化的应用场景。累积的存储和多变的架构需求，迫切需要超强多变的数据数据中心IT架构，能快速对硬件基础架构按需扩展、快速响应。
传统2U双路服务器的扩展性和适用性非常有限，存储架构的设计严重限制着自身的可扩展性，已远远无法满足客户成倍增加的数据存储需求，应用场景的多样性，很难在有限的空间内实现更多灵活多变的转换。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种兼具计算与模块化存储功能的密集IO服务器系统，以解决上述技术问题。
本发明的技术方案是：
一种兼具计算与模块化存储功能的密集IO服务器系统，包括密集节点系统和硬件架构，所述硬件架构包括机箱，所述密集节点系统设置在机箱内部，密集节点系包统括基础模组和可变模组，基础模组，用于实现服务器的供电、散热、管理和输出功能；
可变模组，用于设置计算密度和存储密度；
基础模组包括供电单元、主板管理单元和散热模块，可变模组包括主板计算单元和存储模块；
机箱整体结构分为上下两层，上层为存储空间，用于设置存储模块；下层为计算单元以及扩展空间，用于设置主板及扩展板；
所述机箱包括前面板、右面板、后面板、左面板、顶板和底板，前面板、右面板、后面板以及左面板围成机箱的箱体框，箱体框设置在底板的上，顶板盖附在箱体框上；
存储模块包括前置存储模块、中置存储模块和后置存储模块；前置存储模块设置在机箱靠近左面板的位置，后置存储模块设置在机箱靠近右面板的位置，中置存储模块设置在前置存储模块和后置存储模块之间的位置；通过导风罩使中置存储模块与服务器主板CPU分层散热；
主板设置在底板上，主板上设有若干计算单元，用于对数据进行分析处理；
散热模块设置在前置存储模块和中置存储模块之间位置，用于给服务器系统散热，并控制散热设备；
供电单元，设置在机箱靠近右面板和后面板的位置，用于给主板和存储模块供电。
优选地，中置存储模块包括托盘架和存储硬盘，所述存储硬盘设置在托盘架内；机箱前面板和后面板上均分别设有两个卡子，对应的托盘架的相应位置设置有卡扣，托盘架与机箱卡接，机箱与中置存储模块结构的结合处采用散热分层技术，通过导风罩使中置存储模块与服务器CPU分层散热，热量通过风冷系统直接吹往后端。解决系统中中置存储模块与CPU距离过近产生的热量大量传递使中置存储模块温度过高的问题。
托盘架上还设有硬盘接口连接器，用于连接到基础模组。
优选地，密集节点系统为均衡型密集节点系统，所述均衡型密集节点系统包括计算单元、中置存储模块和IO模块，其中，中置存储模块包括4块3.5寸硬盘，IO模块为8xPCIeIO模块，计算单元包括两个处理器CPU和十六个内存。
优选地，所述密集节点系统为模块化存储型密集系统，该系统可设置20块3.5寸存储硬盘，其中，中置存储模块包括4块3.5寸硬盘，后置硬盘模块包括4块3.5寸硬盘，前置存储模块包括12块3.5寸硬盘。
优选地，后置存储模块包括3.5x2或3.5x4存储硬盘，最高达420T存储扩展，前置模块包括24xNVMe全闪模块或24xSAS/SATA通用存储硬盘。本系统可实现全闪存场景配置，帮助用户进行高速数据分析，提供强大的计算性能。
优选地，该系统支持10个标准PCIe+1个OCP网络，支持强化异构模块，其中，机箱靠近右面板的位置还设有4xGPU异构模块、8xPCIe IO模块或4x3.5存储硬盘；机箱前面板位置还设有2xPCIe内置IO模块和4x3.5内置存储硬盘。
优选地，前置存储模块包括多个硬盘安置位，与每个硬盘安置位安置有硬盘组件；硬盘安置位设有支架；硬盘组件包括底部的托盘和设置在托盘上的硬盘；托盘为镂空状，托盘与支架滑动连接。托盘还包括卡扣按钮和拉柄，所述卡扣按钮和拉柄外露于机箱的左侧面，拉柄与卡扣按钮卡合并在卡扣按钮按下时向外弹出。
优选地，供电单元包括PSU电源和供电中板；
供电中板上设有PSU接口和单节点接口；存储模块和主板分别通过单节点接口与供电中板连接；PSU电源直接插接在供电中板的PSU接口上，用于给系统主板和存储模块供电。
优选地，单节点接口包括取电接口和信号接口；取电接口端设有热拔插功能单元，热拔插功能单元与取电接口连接，用来实现带电拔插维护。
全部采用3.5寸硬盘扩展时，中置硬盘模块满配可以增加4块3.5寸硬盘，后置硬盘模块可以增加4块3.5寸硬盘，加上传统服务器前置12块3.5寸大硬盘的存储容量，本系统最高可达20块3.5寸存储硬盘的容量，以当前单盘3.5寸硬盘容量达到12T计算，本系统最高可达240T的存储容量，再配合板载M.2存储容量，将存储容量在现有电子制造条件下可以将2U机箱体积内硬盘存储容量极限运用。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：本系统采用独有的空间分层技术，打破传统服务器设计边界，将系统分为基础组件和可变组件两部分：在存储模块部分，构建了1套标准，3种组合，在实现全闪存配置的基础上，实现了38块普通硬盘的扩展，可在2U空间内支持高达240T的存储容量，轻松满足大容量存储的要求；相比传统2U服务器提升了31%;在IO部分，引入了标准OCP模块，通过灵活配置可以实现4个GPU的扩展，以及存储模块和IO模块的融合，大大提升系统应用场景的多样性。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为一种兼具计算与模块化存储功能的密集IO服务器系统结构示意图；
图2为一种兼具计算与模块化存储功能的密集IO服务器系统结构示意图；
图3为中置存储模块托盘架结构示意图；
图4为前置存储模块托盘结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。
如图1-图4所示，
实施例一
一种兼具计算与模块化存储功能的密集IO服务器系统，包括密集节点系统和硬件架构，所述硬件架构包括机箱1，所述密集节点系统设置在机箱1内部，密集节点系包统括基础模组和可变模组，基础模组，用于实现服务器的供电、散热、管理和输出功能；
可变模组，用于设置计算密度和存储密度；
基础模组包括供电单元7、主板管理单元和散热模块5，可变模组包括主板计算单元和存储模块；
机箱1整体结构分为上下两层，上层为存储空间，用于设置存储模块；下层为计算单元以及扩展空间，用于设置主板及扩展板；
所述机箱1包括前面板1.3、右面板1.2、后面板1.1、左面板1.4、顶板和底板，前面板1.3、右面板1.2、后面板1.1以及左面板1.4围成机箱1的箱体框，箱体框设置在底板的上，顶板盖附在箱体框上；
存储模块包括前置存储模块2、中置存储模块3和后置存储模块4；前置存储模块3设置在机箱1靠近左面板1.4的位置，后置存储模块4设置在机箱1靠近右面板1.2的位置，中置存储模块3设置在前置存储模块2和后置存储模块4之间的位置；通过导风罩6使中置存储模块3与服务器主板CPU9.2分层散热；
主板设置在底板上，主板上设有若干计算单元9，用于对数据进行分析处理；
散热模块5设置在前置存储模块2和中置存储模块3之间位置，用于给服务器系统散热，并控制散热设备；
供电单元7，设置在机箱1靠近右面板1.2和后面板1.1的位置，用于给主板和存储模块供电。
中置存储模块3包括托盘架3.1和存储硬盘，所述存储硬盘设置在托盘架3.1内；机箱前面板1.3和后面板1.1上均分别设有两个卡子，对应的托盘架3.1的相应位置设置有卡扣3.2，托盘架3.1与机箱1卡接，机箱1与中置存储模块3结构的结合处采用散热分层技术，通过导风罩6使中置存储模块3与服务器CPU9.2分层散热，热量通过风冷系统直接吹往后端。解决系统中中置存储模块3与CPU9.2距离过近产生的热量大量传递使中置存储模块3温度过高的问题。
托盘架3.1上还设有硬盘接口连接器3.3，用于连接到基础模组。
所述密集节点系统为模块化存储型密集系统，该系统可设置20块3.5寸存储硬盘，其中，中置存储模块包括4块3.5寸硬盘，后置硬盘模块包括4块3.5寸硬盘，前置存储模块包括12块3.5寸硬盘。
后置存储模块4包括3.5x2或3.5x4存储硬盘，最高达420T存储扩展，前置存储模块2包括24xNVMe全闪模块或24xSAS/SATA通用存储硬盘。本系统可实现全闪存场景配置，帮助用户进行高速数据分析，提供强大的计算性能。
该系统支持10个标准PCIe+1个OCP网络，支持强化异构模块，其中，机箱靠近右面板1.2的位置还设有4x3.5存储硬盘；机箱前面板1.3位置还设有2xPCIe内置IO模块和4x3.5内置存储硬盘。
前置存储模块2包括多个硬盘安置位，与每个硬盘安置位安置有硬盘组件；硬盘安置位设有支架；硬盘组件包括底部的托盘13和设置在托盘13上的硬盘；托盘13为镂空状，方便散热，托盘13与支架滑动连接。
托盘13还包括卡扣按钮21和拉柄8，所述卡扣按钮21和拉柄8外露于机箱1的左面板，拉柄8与卡扣按钮21卡合，并在卡扣按钮,8按下时向外弹出。
供电单元7包括PSU电源和供电中板；
供电中板上设有PSU接口和单节点接口；存储模块和主板分别通过单节点接口与供电中板连接；PSU电源直接插接在供电中板的PSU接口上，用于给系统主板和存储模块供电。
单节点接口包括取电接口和信号接口；取电接口端设有热拔插功能单元，热拔插功能单元与取电接口连接，用来实现带电拔插维护。
全部采用3.5寸硬盘扩展时，中置硬盘模块满配可以增加4块3.5寸硬盘，后置硬盘模块可以增加4块3.5寸硬盘，加上传统服务器前置12块3.5寸大硬盘的存储容量，本系统最高可达20块3.5寸存储硬盘的容量，以当前单盘3.5寸硬盘容量达到12T计算，本系统最高可达240T的存储容量，再配合板载M.2存储容量，将存储容量在现有电子制造条件下可以将2U机箱体积内硬盘存储容量极限运用。
实施例二
一种兼具计算与模块化存储功能的密集IO服务器系统，包括密集节点系统和硬件架构，所述硬件架构包括机箱1，所述密集节点系统设置在机箱1内部，密集节点系包统括基础模组和可变模组，基础模组，用于实现服务器的供电、散热、管理和输出功能；
可变模组，用于设置计算密度和存储密度；
基础模组包括供电单元7、主板管理单元和散热模块5，可变模组包括主板计算单元和存储模块；
机箱1整体结构分为上下两层，上层为存储空间，用于设置存储模块；下层为计算单元以及扩展空间，用于设置主板及扩展板；
所述机箱1包括前面板1.3、右面板1.2、后面板1.1、左面板1.4、顶板和底板，前面板1.3、右面板1.2、后面板1.1以及左面板1.4围成机箱1的箱体框，箱体框设置在底板的上，顶板盖附在箱体框上；
存储模块包括前置存储模块2、中置存储模块3和后置存储模块4；前置存储模块3设置在机箱1靠近左面板1.4的位置，后置存储模块4设置在机箱1靠近右面板1.2的位置，中置存储模块3设置在前置存储模块2和后置存储模块4之间的位置；通过导风罩6使中置存储模块3与服务器主板CPU9.2分层散热；
主板设置在底板上，主板上设有若干计算单元9，用于对数据进行分析处理；
散热模块5设置在前置存储模块2和中置存储模块3之间位置，用于给服务器系统散热，并控制散热设备；
供电单元7，设置在机箱1靠近右面板1.2和后面板1.1的位置，用于给主板和存储模块供电。
中置存储模块3包括托盘架3.1和存储硬盘，所述存储硬盘设置在托盘架3.1内；机箱前面板1.3和后面板1.1上均分别设有两个卡子，对应的托盘架3.1的相应位置设置有卡扣3.2，托盘架3.1与机箱1卡接，机箱1与中置存储模块3结构的结合处采用散热分层技术，通过导风罩6使中置存储模块3与服务器CPU9.2分层散热，热量通过风冷系统直接吹往后端。解决系统中中置存储模块3与CPU9.2距离过近产生的热量大量传递使中置存储模块3温度过高的问题。
托盘架3.1上还设有硬盘接口连接器3.3，用于连接到基础模组。
密集节点系统为均衡型密集节点系统，所述均衡型密集节点系统包括计算单元、中置存储模块和IO模块，其中，中置存储模块包括4块3.5寸硬盘，IO模块为8xPCIe IO模块，计算单元包括两个处理器CPU9.2和十六个内存9.1。
后置存储模块4包括3.5x2或3.5x4存储硬盘，最高达420T存储扩展，前置存储模块2包括24xNVMe全闪模块或24xSAS/SATA通用存储硬盘。本系统可实现全闪存场景配置，帮助用户进行高速数据分析，提供强大的计算性能。
该系统支持10个标准PCIe+1个OCP网络，支持强化异构模块，其中，机箱靠近右面板1.2的位置还设有8xPCIe IO模块；机箱前面板1.3位置还设有2xPCIe内置IO模块和4x3.5内置存储硬盘。
前置存储模块2包括多个硬盘安置位，与每个硬盘安置位安置有硬盘组件；硬盘安置位设有支架；硬盘组件包括底部的托盘13和设置在托盘13上的硬盘；托盘13为镂空状，方便散热，托盘13与支架滑动连接。
托盘13还包括卡扣按钮21和拉柄8，所述卡扣按钮21和拉柄8外露于机箱1的左面板，拉柄8与卡扣按钮21卡合，并在卡扣按钮,8按下时向外弹出。
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”、“第三”“第四”等（如果存在）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。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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 (9)

1.一种兼具计算与模块化存储功能的密集IO服务器系统，其特征在于，包括密集节点系统和硬件架构，所述硬件架构包括机箱，所述密集节点系统设置在机箱内部，密集节点系包统括基础模组和可变模组，基础模组，用于实现服务器的供电、散热、管理和输出功能；
可变模组，用于设置计算密度和存储密度；
基础模组包括供电单元、主板管理单元和散热模块，可变模组包括主板计算单元和存储模块；
机箱整体结构分为上下两层，上层为存储空间，用于设置存储模块；下层为计算单元以及扩展空间，用于设置主板及扩展板；
所述机箱包括前面板、右面板、后面板、左面板、顶板和底板，前面板、右面板、后面板以及左面板围成机箱的箱体框，箱体框设置在底板的上，顶板盖附在箱体框上；
存储模块包括前置存储模块、中置存储模块和后置存储模块；前置存储模块设置在机箱靠近左面板的位置，后置存储模块设置在机箱靠近右面板的位置，中置存储模块设置在前置存储模块和后置存储模块之间的位置；通过导风罩使中置存储模块与服务器主板CPU分层散热；
主板设置在底板上，主板上设有若干计算单元，用于对数据进行分析处理；
散热模块设置在前置存储模块和中置存储模块之间位置，用于给服务器系统散热，并控制散热设备；
供电单元，设置在机箱靠近左面板的位置，用于给主板和存储模块供电。
2.根据权利要求1所述的一种兼具计算与模块化存储功能的密集IO服务器系统，其特征在于，中置存储模块包括托盘架和存储硬盘，所述存储硬盘设置在托盘架内；机箱前面板和后面板上分别设有两个卡子，对应的托盘架的相应位置设置有卡扣，托盘架与机箱的卡接，机箱与中置存储模块结构的结合处采用散热分层技术，通过导风罩使中置存储模块与服务器CPU分层散热，热量通过风冷系统直接吹往后端。
3.根据权利要求2所述的一种兼具计算与模块化存储功能的密集IO服务器系统，其特征在于，密集节点系统为均衡型密集节点系统，所述均衡型密集节点系统包括计算单元、中置存储模块和IO模块，其中，中置存储模块包括4块3.5寸硬盘，IO模块为8xPCIe IO模块，计算单元包括两个处理器和十六个内存。
4.根据权利要求2所述的一种兼具计算与模块化存储功能的密集IO服务器系统，其特征在于，所述密集节点系统为模块化存储型密集系统，该系统可设置20块3.5寸存储硬盘，其中，中置存储模块包括4块3.5寸硬盘，后置硬盘模块包括4块3.5寸硬盘，前置存储模块包括12块3.5寸硬盘。
5.根据权利要求2所述的一种兼具计算与模块化存储功能的密集IO服务器系统，其特征在于，后置存储模块包括3.5x2或3.5x4存储硬盘，前置模块包括24xNVMe全闪模块或24xSAS/SATA通用存储硬盘。
6.根据权利要求3或4所述的一种兼具计算与模块化存储功能的密集IO服务器系统，其特征在于，该系统支持10个标准PCIe+1个OCP网络，其中，机箱靠近右面板的位置还设有4xGPU异构模块、8xPCIe IO模块或4x3.5存储硬盘；机箱前面板位置还设有2xPCIe内置IO模块和4x3.5内置存储硬盘。
7.根据权利要求6所述的一种兼具计算与模块化存储功能的密集IO服务器系统，其特征在于，前置存储模块包括多个硬盘安置位，与每个硬盘安置位安置有硬盘组件；硬盘安置位设有支架；硬盘组件包括底部的托盘和设置在托盘上的硬盘；托盘为镂空状，托盘与支架滑动连接。
8.根据权利要求1所述的一种兼具计算与模块化存储功能的密集IO服务器系统，其特征在于，供电单元包括PSU电源和供电中板；
供电中板上设有PSU接口和单节点接口；存储模块和主板分别通过单节点接口与供电中板连接；PSU电源直接插接在供电中板的PSU接口上，用于给系统主板和存储模块供电。
9.根据权利要求8所述的一种兼具计算与模块化存储功能的密集IO服务器系统，其特征在于，单节点接口包括取电接口和信号接口；取电接口端设有热拔插功能单元，热拔插功能单元与取电接口连接，用来实现带电拔插维护。
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