CN110007721B - 计算机服务器和主板组件 - Google Patents

Abstract

本公开总体上涉及一种计算机服务器和在其中使用的各种主板组件。计算机服务器包括：用于容纳计算机服务器的部件的机箱；主主板组件；以及耦合到主主板组件的扩展主板组件。主主板组件包括：主主板；设置在主主板上用于向主主板安装一个或多个主处理器和一个或多个主散热器的一个或多个主处理器插槽；以及设置在主主板上的一个或多个主主板连接器。扩展主板组件包括：扩展主板；设置在扩展主板上用于向扩展主板安装一个或多个扩展处理器和一个或多个扩展散热器的一个或多个扩展处理器插槽；以及设置在扩展主板上用于连接到主主板连接器的一个或多个扩展主板连接器。扩展处理器插槽和扩展主板连接器相对于主处理器插槽和主主板连接器反向定向；并且扩展处理器插槽从主处理器插槽偏移以形成用于容纳主散热器和扩展散热器的空间。

Description

计算机服务器和主板组件

技术领域

本公开总体上涉及计算机服务器和主板组件。更具体地，本公开描述了计算机服务器和在其中使用的各种主板组件的各种实施例。

背景技术

一些传统的计算机服务器具有单个主板组件，其具有用于单个处理器的单个插槽。如果需要更高的处理能力，一些计算机服务器为多个处理器提供多个插槽来处理增加的负载。图1A示出了传统的多插槽计算机服务器20，具体地是4插槽计算机服务器。4插槽计算机服务器20的一个示例是可装载或可安装在服务器机架中的2U机架安装设计的 ThinkSystem SR850 4插槽服务器。计算机服务器20包括主主板组件40和扩展主板组件60。计算机服务器20还包括用于冷却计算机服务器20的一组风扇22、用于提供计算机数据存储的一组存储设备24(例如，硬盘驱动器(HDD))和用于计算机服务器20的电源。

主主板组件40包括主主板42和设置在主主板42上用于向主主板42安装主处理器和散热器46的一对主处理器插槽44。主主板组件40还包括设置在主主板42上用于向主主板42安装主存储器设备50(例如，双列直插式存储器模块(DIMM))的一个或多个主存储器插槽48。类似地，扩展主板组件60包括扩展主板62、和设置在扩展主板62上用于向扩展主板62安装扩展处理器和散热器66的一对扩展处理器插槽64。扩展主板组件60还包括设置在扩展主板62上用于向扩展主板62安装主存储器设备70(例如，DIMM)的一个或多个扩展存储器插槽68。扩展主板组件60还包括用于将扩展主板组件60与主主板组件40耦合和去耦合的手柄72，如图1A所示。

主电源单元(PSU)26连接到主主板组件40并且向其供电，并且扩展PSU 28连接到扩展主板组件60并且向其供电。在一种配置中，在计算机服务器20中仅使用主主板组件40。在另一种配置中，在主计算机服务器20中使用主主板组件40和扩展主板组件60两者，特别是在需要更高处理能力的情况下，诸如以处理多线程负载。图1A示出了计算机服务器20被拆卸。具体地，扩展PSU 28与扩展主板组件60断开连接。手柄72然后被提起以将扩展主板组件60与主主板组件40去耦合。

图1B示出了主主板组件40和扩展主板组件60两者耦合在一起的计算机服务器20的横截面示意图。在图1B中可以看到，扩展散热器66堆叠在主散热器46之上。因为计算机服务器20由于其2U机架安装设计而具有高度限制，因此散热器46和66中的每个仅限于适合于2U机架安装设计中的堆叠性的1U形状因子。具体地，散热器46和66中的每个的高度必须小于1U，以便以堆叠的布置安装在计算机服务器20的内部空间中。

然而，如果需要更高的处理能力，则计算机服务器20中的四个处理器中的每个可能消耗更多的功率，导致更高的操作温度。对于每个处理器使用1U散热器46和66可能不足够有效对处理器散热，因为由散热器46和66的散热片提供的总表面积由于1U形状因子的高度限制而受到限制。处理器因此可能由于过载和低效的散热而过热，这可能会损害处理器的效率和寿命。

本公开公开了一种用于解决或减轻至少一个上述问题的计算机服务器和在其中使用的各种主板组件。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种计算机服务器，其包括：用于容纳计算机服务器的部件的机箱；主主板组件；以及耦合到主主主板组件的扩展主板组件。主主板组件包括主主板；设置在主主板上用于向主主板安装一个或多个主处理器和一个或多个主散热器的一个或多个主处理器插槽；以及设置在主主板上的一个或多个主主板连接器。扩展主板组件包括：扩展主板；设置在扩展主板上用于向扩展主板安装一个或多个扩展处理器和一个或多个扩展散热器的一个或多个扩展处理器插槽；以及设置在扩展主板上用于连接到主主板连接器的一个或多个扩展主板连接器。扩展处理器插槽和扩展主板连接器相对于主处理器插槽和主主板连接器反向定向；并且扩展处理器插槽从主处理器插槽偏移以形成用于容纳主散热器和扩展散热器的空间。

根据本公开的第二方面，提供了一种主主板组件，其包括：主主板；设置在主主板上用于向主主板安装一个或多个主处理器和一个或多个主散热器的一个或多个主处理器插槽；以及设置在主主板上用于支持扩展主板组件到主主板组件的耦合的一个或多个主主板连接器，扩展主板组件包括扩展主板。主处理器插槽被布置为使得在主主板上邻近于每个主处理器插槽形成有空间；并且该空间被布置用于容纳设置在扩展主板上的一个或多个扩展散热器，扩展主板相对于主主板反向定向。

根据本公开的第三方面，提供了一种扩展主板组件，其包括：扩展主板；设置在扩展主板上用于向扩展主板安装一个或多个扩展处理器和一个或多个扩展散热器的一个或多个扩展处理器插槽；以及设置在扩展主板上用于支持扩展主板组件到包括主主板的主主板组件的耦合的一个或多个扩展主板连接器。扩展处理器插槽和扩展主板连接器设置在扩展主板的一侧上，使得扩展主板相对于主主板反向定向用于上述耦合。

本公开的一个或多个方面的优点在于，上述空间允许容纳更大的散热器以实现更有效的冷却。较大的散热器提供了更多的总表面积，从而改善了对安装到处理器插槽的处理器的散热。因此，散热更有效，特别是当处理器消耗更多的功率诸如以处理多线程负载时。这又提高了处理器的效率和寿命。

因此，本文中公开了根据本公开的计算机服务器和在其中使用的各种主板组件。本发明的各种特征将从以下仅通过非限制性示例对本公开的实施例的详细描述以及附图而变得更加明显。

附图说明

图1A是传统计算机服务器的分解图。

图1B是传统计算机服务器的横截面图。

图2A是根据本公开的实施例的计算机服务器的分解图。

图2B是根据本公开的实施例的计算机服务器的透视图。

图2C是根据本公开的实施例的计算机服务器的俯视图。

图3A和图3B是根据本公开的一些实施例的计算机服务器的横截面图。

图4A和图4B是根据本公开的一些其他实施例的计算机服务器的横截面图。

图5A至图5C是根据本公开的实施例的与扩展主板组件组装的计算机服务器的图。

图6A是根据本公开的实施例的计算机服务器的俯视图。

图6B是根据本公开的实施例的计算机服务器的中平面横截面图。

具体实施方式

在本公开中，在对应的描述性材料中给定元件的描述或者特定图中的特定元件编号或对其的引用的考虑或使用可以涵盖在另一图或与之相关联的描述性材料中标识的相同、等同或类似元件或元件编号。除非另外指明，否则在图或相关联的文本中使用“/”应当理解为是指“和/或”。为了简洁和清楚起见，根据附图，本公开的实施例的描述涉及计算机服务器和在其中使用的各种主板组件。虽然将结合本文中提供的实施例描述本公开的各方面，但是应当理解，它们并非意在将本公开限制于这些实施例。相反，本公开旨在涵盖被包括在由所附权利要求限定的本公开的范围内的本文中描述的实施例的替代、修改和等同物。此外，在下面的详细描述中，阐述了具体细节以提供对本公开的透彻理解。然而，本领域普通技术人员(即技术人员)将认识到，本公开可以在没有具体细节的情况下和/或使用由特定实施例的各方面的组合产生的多个细节来实践。在很多情况下，没有详细描述已知的系统、方法、程序和部件，以免不必要地模糊本公开的实施例的各方面。

在本公开的代表性或示例性实施例中，存在如图2A至图2C所示的计算机服务器100。计算机服务器100包括用于容纳计算机服务器100的各种部件的机箱102。机箱102是用于装载或安装诸如一个或多个主板组件等部件的标准化框架或外壳。计算机服务器100包括可安装/安装到机箱102的主主板组件200、以及可耦合/耦合到主主板组件200的扩展主板组件300。具体地，图2A示出了主主板组件200和扩展主板组件300分离的计算机服务器100。图2B和图2C示出了主主板组件200和扩展主板组件300耦合在一起的计算机服务器100。计算机服务器20具有2U机架安装设计并且可装载或可安装在服务器机架中。计算机服务器100还包括安装在机箱102前部并且位于主主板组件200前方的一组风扇104和一组存储设备106。风扇104被配置用于生成朝向主主板组件200和扩展主板组件300的气流以支持对其处理器的散热。存储设备106(例如，硬盘驱动器(HDD)和固态驱动器(SSD))为计算机服务器100提供计算机数据存储。

主主板组件200包括用于安装主主板组件200的各种部件的主主板202。主主板202包括设置在其上的一个或多个主处理器插槽204和一个或多个主存储器插槽206。每个主处理器插槽204被配置用于向主处理器插槽204安装主处理器和主散热器208。特别地，主散热器208直接耦合到主处理器以支持其冷却。每个主存储器插槽206被配置用于向主存储器插槽206安装主存储器设备210。主主板组件200还包括设置在主主板202上用于支持扩展主板组件300到主主板组件200的耦合的一个或多个主主板连接器212。特别地，每个主处理器插槽204与主主板连接器212配对。

扩展主板组件300包括用于安装扩展主板组件300的各种部件的扩展主板302。扩展主板302包括设置在其上的一个或多个扩展处理器插槽304和一个或多个扩展存储器插槽306。每个扩展处理器插槽304被配置用于向扩展处理器插槽304安装扩展处理器和扩展散热器308。特别地，扩展散热器308直接耦合到扩展处理器以支持其冷却。每个扩展存储器插槽306被配置用于向扩展存储器插槽306安装扩展存储器设备310。扩展主板组件300还包括设置在扩展主板302上用于支持扩展主板组件300到主主板组件200的耦合的一个或多个扩展主板连接器312。特别地，每个扩展处理器插槽304与扩展主板连接器312配对。

为了支持扩展主板组件300到主主板组件200的上述耦合，每个主主板连接器212可连接到扩展主板连接器312，并且每个扩展主板连接器312可连接到主主板连接器212。主主板连接器212和扩展主板连接器312的对可连接以形成诸如 QuickPathInterconnect(快速路径互连)(QPI)或/> UltraPath Interconnect(超级路径互连)(UPI)等点对点处理器互连。本领域技术人员应当理解，主主板连接器212的数目与扩展主板连接器312的数目相同。

本领域技术人员应当理解，每个主处理器和扩展处理器可以是单核或多核，诸如来自 Xeon处理器可扩展家族的单核或多核。此外，每个主存储器设备和扩展存储器设备可以是动态随机存取存储器(DRAM)类型，诸如双列直插式存储器模块(DIMM)。

在一些实施例中，主主板组件200包括安装到主处理器插槽204的主处理器和主散热器208，并且还包括安装到主存储器插槽206的主存储器设备210。另外，扩展主板组件300包括安装到扩展处理器插槽304的扩展处理器和扩展散热器308，并且还包括安装到扩展存储器插槽306的扩展存储器设备310。在一个实施例中，计算机服务器100包括具有两个主散热器208的两个主处理器、以及具有两个扩展散热器308的两个扩展处理器。计算机服务器100可以被称为2+2配置的4插槽或4处理器计算机服务器。在另一实施例中，计算机服务器100可以包括一个主处理器和一个扩展处理器，即1+1配置的2插槽或2处理器计算机服务器。更一般地，计算机服务器100是N+N配置(N为正整数)的2N插槽计算机服务器，其中在主主板组件200中有N个主处理器插槽204，而在扩展主板组件300中有N个扩展处理器插槽304。

图3A示出了扩展主板组件300耦合到主主板组件200的计算机服务器100的横截面示意图。图3B示出了扩展主板组件300耦合到主主板组件200的计算机服务器100的横截面示意图。在各种实施例中，扩展主板302相对于主主板202反向定向。具体地，扩展处理器插槽304、扩展存储器插槽306和扩展主板连接器312相对于主处理器插槽204、主存储器插槽206和主主板连接器212反向定向。反向定向支持扩展主板连接器312和主主板连接器212之间的直接连接。

此外，扩展处理器插槽304从主处理器插槽204偏移，以在主主板202上形成空间214，并且在扩展主板302上形成空间314。在一个实施例中，扩展处理器插槽304通过被定位在主处理器插槽204前方并且朝向计算机服务器200的前面来偏移。在另一实施例中，扩展处理器插槽304可以通过被定位在主处理器插槽204后方并且朝向计算机服务器200的后面来偏移。

形成在主主板202上的空间214和形成在扩展主板304上的空间314分别被布置用于容纳扩展散热器308和主散热器208。在主主板组件200中，主处理器插槽204和主存储器插槽206被布置为使得在主主板202上邻近于每个主处理器插槽204形成有空间214。空间214被布置用于容纳被设置在扩展主板302上的扩展散热器308。类似地，在扩展主板组件300中，扩展处理器插槽304和扩展存储器插槽306被布置为使得在扩展主板302上邻近于每个扩展处理器插槽304形成有空间314。空间314被布置用于容纳被设置在主主板202上的主散热器208。

在根据本公开的各种实施例的扩展主板组件300中，扩展处理器插槽304、扩展存储器插槽306和扩展主板连接器312设置在扩展主板302的一侧或内侧316。扩展主板302相对于主主板202反向定向，用于扩展主板组件300到主主板组件200的上述耦合。具体地，主主板202处于竖直定向，其中主散热器208从主主板202向上延伸。扩展主板302相对于主主板202的竖直定向处于反向定向，其中扩展散热器308从扩展主板302向下延伸。扩展主板302的反向定向使得扩展散热器308能够被容纳在形成在主主板202上的空间214中，并且类似地，使得主散热器208能够被容纳在形成在扩展主板302上的空间314中。

参考图3B，扩展主板组件300相对于主主板200反向定向，使得扩展主板组件300的内侧316面向主主板200。主散热器208和扩展散热器308被容纳在相应的空间314和214中，使得每个散热器208/308延伸通过计算机服务器100的中平面108。中平面108平行于主主板202并且位于主主板202与扩展主板302之间的中间。当主主板组件200安装到机箱102时，每个主散热器208延伸通过与中平面108共面的主主板组件200的中平面。另外，在扩展主板组件组件300耦合到主主板组件200时，每个扩展散热器308延伸通过中平面108。因此，在空间214和314能够容纳散热器208和308的情况下，散热器208和308可延伸通过中平面108。

有利的是，较大的散热器208和308可以与处理器一起安装到处理器插槽204和304用于从其散热。由于不存在堆叠布置，即扩展散热器308没有堆叠在主散热器208上方，所以散热器208不限于1U形状因子。因此，散热器208和308可以具有较大的2U形状因子，其延伸通过计算机服务器100的中平面108并且占据计算机服务器100的较大的内部空间。较大的散热器208和308的散热片提供更多的总表面积，这改善了对处理器的散热。因此，散热更有效，特别是当处理器消耗更多的功率诸如以处理多线程负载时。这又提高了处理器的效率和寿命。

在一个实施例中，散热器208和308中的每个具有2U形状因子，其具有与图3A和图3B所示的相同的立方体形状。主处理器插槽204和扩展处理器插槽304偏移至少立方体形状的长度，使得散热器208和308可以完全容纳在空间214和314中。在另一实施例中，散热器208和308中的每个是如图4A和图4B所示的L形状。每个散热器208和308具有基座部分208a/308a和垂直延伸部分208b/208b。主处理器插槽204和扩展处理器插槽304偏移L形状的长度的部分。这样，散热器208和308的竖直延伸部分208b和308b可以容纳在空间214和314中，并且扩展散热器308的基座部分308a定位在主散热器208的基座部分208a上方并且与之交叠。

在一些实施例中，计算机服务器100还包括安装到机箱102用于向主主板组件200供电的主电源单元(PSU)110。主PSU 110包括用于连接到主电源插座216的主电源连接器112，主电源插座216安装到主主板202或与其集成。计算机服务器100还包括安装到机箱102用于向扩展主板组件300供电的扩展PSU 114。扩展PSU 114包括用于连接到设置在扩展主板302的内侧316上的扩展电源插座318的扩展电源连接器116。

主PSU 110以竖直定向安装到机箱102，其中主电源连接器112定位为更靠近主主板202以支持连接到主电源插座216。在一个实施例中，由于扩展主板302的反向定向，扩展PSU 114以相对于主PSU110的反向定向被安装到机箱102。在该反向定向上，扩展电源连接器116被定位为更靠近扩展主板302以支持连接到扩展电源插座318。具体地，在该反向定向上，扩展电源连接器116直接可连接到扩展电源插座318。

当安装到机箱102时，扩展PSU 114的反向定向可能看起来不合适，并且一些用户可能发现它是违反直觉的。在另一实施例中，扩展PSU 114可以像主PSU 110一样以竖直定向安装到机箱102。然而，扩展电源连接器116定位为更远离扩展主板302，并且不是直接可连接到扩展电源插座318。计算机服务器100还可以包括用于中介扩展电源连接器116与扩展电源插座318之间的电力连接的插入器部件，例如，电力插入卡。

图5A示出了扩展主板组件300到计算机服务器100的主主板组件200的上述耦合。扩展主板组件300可以包括用于将扩展主板302安装到其的扩展托盘或机箱320。扩展主板组件300还可以包括安装到扩展托盘320用于支持上述耦合的手柄322。扩展主板302被安装到扩展托盘320，使得在与图5A所示的反向定向上，扩展主板302的内侧316面朝下，并且散热器308向下延伸。

手柄322从平行于扩展主板302的位置和垂直于扩展主板302的另一位置可移动。手柄322具有可转动以在两个位置之间移动手柄322的枢转臂324并且可锁定在任一位置中。在如图5B所示的上述耦合之后，手柄322处于其中手柄322垂直于扩展主板302的第一位置中。在第一位置中，手柄322在扩展主板302的背侧上定位到内侧316。这支持扩展主板组件300在向下的方向上到主主板组件200的上述耦合。如图5C所示，手柄322从第一位置移动到第二位置。在第二位置中，手柄322平行于扩展主板302。此外，手柄322可以适当地锁定在第二位置中。

图6A和图6B分别提供了来自计算机服务器100的中平面108的俯视图和横截面视图的附加说明。

在上述各种实施例中，计算机服务器100是具有两个主处理器和两个扩展处理器的4插槽计算机服务器。与传统的4插槽计算机服务器相比，主散热器208和扩展散热器308具有更大的2U形状因子，用于改进对处理器的散热，同时保持计算机服务器100的2U机架安装设计。因此存在对处理器的更有效的冷却，这提高了处理器的效率和寿命。应当理解，替代地，计算机服务器100可以是2插槽或8插槽。更一般地，计算机服务器100是以N+N配置的2N插槽计算机服务器，其中N是正整数。

在前面的详细描述中，参考所提供的附图来描述与计算机服务器和在其中使用的各种主板组件相关的本公开的实施例。本文中的各种实施例的描述并非旨在执行或仅限于本公开的具体或特定表示，而仅仅是为了说明本公开的非限制性实例。虽然本文中仅公开了本公开的一些实施例，但是鉴于本公开，本领域普通技术人员将很清楚，可以在不脱离本公开的范围的情况下对所公开的实施例进行各种改变和/或修改。因此，本公开的范围以及以下权利要求的范围不限于本文中描述的实施例。

Claims (18)

1.一种计算机服务器，包括：

机箱，用于容纳所述计算机服务器的部件；

主主板组件，包括：

主主板；

一个或多个主处理器插槽，被设置在所述主主板上用于向所述主主板安装一个或多个主处理器和一个或多个主散热器；以及

一个或多个主主板连接器，被设置在所述主主板上；以及扩展主板组件，被耦合到所述主主板组件，所述扩展主板组件包括：

扩展主板；

一个或多个扩展处理器插槽，被设置在所述扩展主板上用于向所述扩展主板安装一个或多个扩展处理器和一个或多个扩展散热器；以及

一个或多个扩展主板连接器，被设置在所述扩展主板上用于连接到所述主主板连接器，

其中所述扩展处理器插槽和所述扩展主板连接器相对于所述主处理器插槽和所述主主板连接器被反向定向；以及

其中所述扩展处理器插槽从所述主处理器插槽偏移以形成用于容纳所述主散热器和所述扩展散热器的空间。

2.根据权利要求1所述的计算机服务器，还包括：

被安装到所述主处理器插槽的所述主处理器和所述主散热器；以及

被安装到所述扩展处理器插槽的所述扩展处理器和所述扩展散热器。

3.根据权利要求2所述的计算机服务器，其中所述主散热器和所述扩展散热器被容纳在相应的所述空间中，使得所述主散热器和所述扩展散热器中的每个延伸通过所述计算机服务器的中平面。

4.根据权利要求1所述的计算机服务器，还包括被安装到所述机箱的主电源单元和扩展电源单元。

5.根据权利要求4所述的计算机服务器，其中所述扩展主板组件还包括用于连接到所述扩展电源单元的扩展电源连接器的扩展电源插座。

6.根据权利要求5所述的计算机服务器，其中所述扩展电源单元相对于所述主电源单元被反向定向，使得所述扩展电源连接器直接可连接到所述扩展电源插座。

7.根据权利要求1所述的计算机服务器，其中每个扩展主板连接器被连接到主主板连接器以形成点对点处理器互连。

8.一种主主板组件，包括：

主主板；

一个或多个主处理器插槽，被设置在所述主主板上用于向所述主主板安装一个或多个主处理器和一个或多个主散热器；以及

一个或多个主主板连接器，被设置在所述主主板上用于支持扩展主板组件到所述主主板组件的耦合，所述扩展主板组件包括扩展主板，

其中所述主处理器插槽被布置为使得在所述主主板上邻近于每个主处理器插槽形成有空间；以及

其中所述空间被布置用于容纳被设置在所述扩展主板上的一个或多个扩展散热器，所述扩展主板相对于所述主主板被反向定向。

9.根据权利要求8所述的主主板组件，还包括被安装到所述主处理器插槽的所述主处理器和所述主散热器。

10.根据权利要求9所述的主主板组件，其中每个主散热器延伸通过所述主主板组件的中平面。

11.根据权利要求8所述的主主板组件，其中每个主处理器插槽与主主板连接器配对。

12.根据权利要求11所述的主主板组件，其中每个主主板连接器可连接到被设置在所述扩展主板上的扩展主板连接器以形成点对点处理器互连。

13.一种扩展主板组件，包括：

扩展主板；

一个或多个扩展处理器插槽，被设置在所述扩展主板上用于向所述扩展主板安装一个或多个扩展处理器和一个或多个扩展散热器；以及

一个或多个扩展主板连接器，被设置在所述扩展主板上用于支持所述扩展主板组件到包括主主板的主主板组件的耦合，

其中所述扩展处理器插槽和所述扩展主板连接器被设置在所述扩展主板的一侧上，使得所述扩展主板相对于所述主主板被反向定向用于所述耦合，

其中所述扩展处理器插槽被布置为使得在所述扩展主板上邻近于每个扩展处理器插槽形成有空间，

其中所述空间被布置用于容纳被设置在所述主主板上的一个或多个主散热器。

14.根据权利要求13所述的扩展主板组件，还包括用于支持所述耦合的手柄，所述手柄在平行于所述扩展主板的位置与垂直于所述扩展主板的另一位置之间可移动。

15.根据权利要求13所述的扩展主板组件，还包括被安装到所述扩展处理器插槽的所述扩展处理器和所述扩展散热器。

16.根据权利要求15所述的扩展主板组件，其中每个扩展散热器可延伸通过所述主主板组件的中平面。

17.根据权利要求13所述的扩展主板组件，其中每个扩展处理器插槽与扩展主板连接器配对。

18.根据权利要求17所述的扩展主板组件，其中每个扩展主板连接器可连接到被设置在所述主主板上的主主板连接器以形成点对点处理器互连。