CN110099533B - 计算装置及应用其的机架服务器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种计算装置及应用其的机架服务器，该计算装置包括第一及第二壳体。第一壳体包括第一及第二组电连接端口。第一组电连接端口位于第一位置且位于第一定向。第二组电连接端口位于第二位置且位于第二定向，第二位置及第二定向与第一位置及第一定向不相同。第二壳体固定在计算装置内。第一壳体在计算装置内相对于第二壳体是可滑动的(slidable)，以允许存取第二组电连接端口。

Description

计算装置及应用其的机架服务器

技术领域

本发明涉及一种服务器装置，且特别是涉及一种具多个用于I/O端口的位置以提供更多功能的服务器装置。

背景技术

用于云端计算应用的出现增加了对异地(off-site)安装(即数据中心)的需求。这些数据中心存储数据，并运行可被远端连接计算机装置的使用者存取的应用程序。这种数据中心通常具有大量的服务器、交换机和存储装置来存储和管理数据，因此远端计算机使用者可便利的进行存取。典型地，数据中心具有物理机架结构并伴随电源和通信连接。机架(rack)在整个数据中心一个或多个房间内排列成行。每个机架都包含一个框架(frame)，此框架具有垂直定向的插槽或可以容纳多个装置(例如服务器、交换机和存储设备)的机箱。在现代数据的中心，这种机架结构中堆叠了许多这样的装置。例如，一些数据中心拥有数以万计的服务器并伴随存储装置和网络交换机。因此，典型的数据中心可能包括数百或数千个个别的机架，并包括数万甚至数十万个装置。

典型的机架10在图1中示出。机架10包括框架12，框架12具有设定数量的插槽，在此例中为20个插槽。框架12的顶部两个插槽容纳管理交换机(management switch)20和数据交换机(data switch)22。每个插槽具有相关电路板(未示出)以允许连接插槽中不同设备。从图1可以看出，管理交换机20和数据交换机22各自具有多个端口以允许连接到由框架12所容纳的其他设备。在此示例中，框架12的剩余18个插槽容纳同样的服务器24。服务器24具有管理端口26(management port)，管理端口26通过电缆28连接到管理交换机20上的一个端口。其他端口可以连接到数据交换机22(为了简洁，这些电缆已从图1中省略)。

从图1可知，由网络中的服务器24表示的节点对应于实际插槽的数量。随着性能需求的增加，安装在框架12内的服务器24的数量也将增加。如此，管理交换机20和数据交换机22将需要重新配置以适应这种增加的需求。

发明内容

为了提供对本技术的基本理解，以下呈现一个或多个实施例的简要概述。本概述不是本技术的所有预期实施例的广泛概述，且既非意图于识别所有示例的关键或重要元件，也非意图于描绘本技术的任何或全部方面的范围。本概述唯一目的是以简化形式呈现一个或多个示例的一些概念，作为随后呈现的更详细描述的序言。

提出一种计算装置。此计算装置包括第一和第二壳体。第一壳体可以包括单组电连接端口。在一些实施例中，第一壳体可以包括位于前侧的两组电连接端口，第一组电连接端口位于前侧，第二组电连接端口位于第一壳体内部以形成侧通道。侧通道可以配置为接收气流和电缆。第一组和第二组电连接端口之间的角度可以在90到180度之间。再者，在一些实施例中，第一壳体可以包括第一、第二和第三组电连接端口。第二和第三组电连接端口可以定位于第一壳体内部以形成侧通道。侧通道可以配置为接收气流和电缆。侧通道也可为第二及第三组电连接端口的存取位置。

在一些实施例中，第二和第三组电连接端口被定位以垂直于第一组电连接端口。换言之，第一电连接端口与第二电连接端口之间的角度可以是90度。在替代实施例中，第一组电连接端口和第二组电连接端口之间的角度可以在90度和180度之间。类似地，第一电连接端口和第三电连接端口之间的角度可以是90度。再者，第一组电连接端口和第二组电连接端口之间的角度可以在90度和180度之间。在一些实施例中，第一组电连接端口可以不是直的(straight)，例如，第一组电连接端口可以被定向为弯曲的。

在一些实施例中，电连接端口包括I/O连接器。在一些实施例中，计算装置包括位于第一、第二和第三组电连接端口的通风孔。通风孔可以被配置为接收气流以冷却计算装置。

第一壳体还可以包括芯片组。在一些实施例中，两组电连接端口位于芯片组的对侧上。微处理器可以连接到芯片组。第二壳体也可以包括电源供应单元。再者，第二壳体可以包括风扇模块。在一些实施例中，计算装置还包括可延伸的电连接。可延伸的电连接可以被配置成将第二壳体上的电性组件连接到第一壳体上的微处理器。再者，可延伸的电连接可将第二壳体上的电源供应单元(PSU)连接到第一壳体的电路板(PCB)，以便为第一壳体上的组件提供电源。

此处揭露一种服务器机架。服务器机架包括多个连接至计算装置的服务器装置。如上所述，计算装置包含第一及第二壳体。第一壳体可包含单一组电连接端口。在一些实施例中，第一壳体可包含两组电连接端口位于不同侧上。再者，在一些实施例中，第一壳体可包含第一、第二、及第三组电连接端口。第二及第三组电连接端口可被定位于第一体的内部，以生成侧通道。侧通道可被配置以接收气流及电缆。侧通道也可为第二及第三组电连接端口的存取位置。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附的附图详细说明如下：

附图说明

为了说明可以获得本发明的上述和其它优点和特征的方式，将通过参考附图中示出的具体示例来呈现上述原理的更具体说明。这些附图仅描绘了本发明的示例性方面，因此不被认为是对其范围的限制。通过使用以下附图，并通过附加特征和细节来说明和解释原理。从以下范例性实施例并伴随参考附图，能对本发明及其优点和附图有更好的理解。这些附图仅描绘示范例性实施例，因此不被认为是对各种实施例或请求项的范围的限制。从以下范例性实施例并伴随参考附图，能对本发明及其优点和附图有更好的理解。这些附图仅描绘示范例性实施例，因此不被认为是对各种实施例或请求项的范围的限制。

图1为现有的示例多个服务器装置所连接的管理交换机及数据交换机的数据中心的设备机架的示意图；

图2A为现有的示例不具有外盖以示出内部组件的计算装置的平面示意图；

图2B为现有的示例具有外盖的计算装置的平面示意图；

图3为本发明一个或多个实施例的示例具有外盖的由多个侧通道实现的计算装置的平面示意图；

图4为本发明一个或多个实施例的示例不具有外盖以示出内部组件的图3的计算装置的平面示意图；

图5为本发明一个或多个实施例的示例为在安装模式中以示出存取至侧通道的图3的计算装置的平面示意图；

图6为本发明一个或多个实施例的示例为不具有外盖以示出内部组件的图5的计算装置的平面示意图。

符号说明

10：机架

12：框架

20：管理交换机

22：数据交换机

24：服务器

26：管理端口

28、255、260：电缆

100、200：交换机

102、202：前部

104、204：后部

106、206：顶部

108、208：底部

110：第一侧面

112：第二侧面

114、116、216、220、230、274：开口

118、218、228：I/O连接器

120：发热电子硬件组件

121：可旋转拉杆

122：散热器

124：面板

210：第一侧

212：第二侧

214：通道

245：电源供应单元

250：风扇模块

265：I/O接口270、275：连接器

450：第一部分

460：第二部分

600：芯片组

A、B、A’、B’：箭头

具体实施方式

本发明将参考附图作说明，其中在所有附图中使用相同的附图标记来表示相似或相等的元件。附图并未按比例绘制，且它们仅用于说明本发明。下面参照用于说明的示例应用以描述本发明的几个方面。应理解的是，所阐述的许多具体细节、关系和方法是用以提供对本发明的全面理解。然而，相关领域的具有通常知识者将容易认识到，可以在没有一个或多个具体细节或者采用其他方法的情况下实践本发明。在其他情况下，公知的结构或操作未被详细示出以避免模糊本发明。本发明不限制在所示的行为或事件的顺序，一些行为可能以不同的顺序发生，及/或与其他行为或事件同时发生。再者，并非所有示出的行为或事件都需要被用来实施根据本发明的方法。

一般而言，此处所揭露的标的一个实施方式涉及具有多个用于I/O端口的位置的计算装置，以提供增加的功能。在一个或多个实施例中，计算装置包括第一和第二壳体。第一壳体包括第一、第二和第三组电连接端口。第二和第三组电连接端口被位定以垂直于第一组电连接端口。第二壳体固定在计算装置内。第一壳体相对于计算装置内的第二壳体是可滑动的(slidable)，以允许存取第二和第三组电连接端口。

图2A绘示现有的交换机(switch)100的平面图。交换机100可以是堆叠在机座(chassis)(未示出)中，并由其支撑的多个交换机的其中一个。例如，交换机100可作为图1的框架12内的管理交换机20或数据交换机22。交换机100包括前部102、后部104、顶部106、底部108、第一侧面110和第二侧面112。交换机100不包括外盖，因为当交换机100安装在机底中时，机座可以作为外盖。在图2B的另一个实施例中，交换机100包括外盖，外盖围绕前部102、后部104、顶部106、底部108、第一侧110和第二侧112的任何组合。

参考图2A，交换机100的前部102包括多个开口114(例如，通气孔)，气流A可以流过开口114以冷却交换机100。前部102例如还包括多个开口116以对应I/O连接器118。

在一些实施例中，交换机100包括任何数量的组件，例如包括I/O连接器118、多个发热电子硬件组件120(heat generating electrical hardware components)、多个风扇(未示出)、与风扇对应的多个挡板(baffle)(未示出)、以及其他热管理组件(例如热管)。I/O连接器118、多个发热电子硬件组件120、多个风扇、多个挡板、其他热管理组件或其组合，可以由交换机100所支撑及/或附接到交换机100。可以通过使用黏合剂、螺钉、螺母/螺栓组合、卡扣(snap)、配压合件(mated press fitting)、其他附接装置、或其组合，使各种组件或其组合被附接到底部108。交换机100可以包括不同的、额外的或更少的组件。例如，交换机100可以包括可操作以将交换机100锁定在机座中的一个或多个可旋转拉杆121。

I/O连接器118可以是任何数量的I/O连接器118，包括例如RJ45连接器、SFP连接器、QSFP连接器、或OSFP连接器。I/O连接器118可以仅用于输入、仅用于输出、或者用于输入和输出连接。

多个发热电子硬件组件120可以通过散热器122以帮助将热量从多个发热电子硬件组件120传递到周围空气。多个发热电子硬件组件120可以包括例如处理器、电路、晶体管、存储装置、电源供应器、变压器、芯片、集成电路或其他电子元件。

风扇拉动或推动(例如，仰赖于多个风扇定位于交换机100内的方向)空气进入或离开多个开口114。在一个实施例中，空气通过多个开口114沿箭头A的方向被拉动以进入交换机100。至少一部分的空气在背部104处从交换机100中被推动离开，如箭头B所示。在另一个实施例中，当空气在后部104处被拉动进入交换机100，并通过在前部102处的多个开口114被推动而离开交换机100。

交换机100的前部102可以由面板(faceplate)124形成。面板124包括用于气流A的多个开口114和用于I/O连接器118的多个开口116。

多个开口114被提供以用于热量管理目的。仰赖于I/O连接器118的数量、以及为I/O连接器118所提供的开口116的尺寸，可能留下很少空间用于放置多个开口114。因此，多个开口114的数量和I/O连接器118的数量之间存在一种折衷(tradeoff)的作法。例如，面板124内存在的I/O连接器118越多，面板124内用于通气孔的可用空间就越少。相反地，可以提供更多的通气孔，如图2A所示，但会损失I/O连接器118的空间。另外，增加的表面积允许组件之间更大的间隔，此作法也可以促进冷却。

对于高功率消耗的交换机或线路卡，在交换机操作期间一个或多个发热电子硬件组件的温度可能会太高，而没有足够的气流通过交换机或线路卡来冷却发热电子硬件组件。交换机或线路卡可能无法正常运行及/或可能在这种高温下当机(shut down)。如果开口114制造得太大及/或位置太靠近，开口114可能导致电磁干扰及/或结构完整性的问题。

图3绘示交换机200的一个实施例的平面图。交换机200包括前部202、后部204、顶部206、第一侧210和第二侧212。交换机200的前部202可以包括多个用于冷却交换机200的空气流过的开口216(例如通气孔)。前部202还包括用于对应的I/O连接器218的多个开口220。用于对应I/O连接器218的多个开口220和多个开口216可以置中(center)于交换机200的前部202上。I/O连接器218可以是任何数量的I/O连接器，包括例如RJ45连接器、SFP连接器、QSFP连接器或OSFP连接器。I/O连接器218可以仅用于输入、仅用于输出、或者用于输入和输出连接。

交换机200的前部202还可以包括位于多个开口216和开口220的左侧上的第一侧通道214。再者，交换机200的前部202可以包括位于多个开口216及开口220的右侧上的第二侧通道208。第一和第二侧通道214和208是用于对应的I/O连接器(未示出)的第二和第三组多个开口的存取路径。第一和第二侧通道214和208可以允许电缆容纳(house)至I/O连接器。再者，第一和第二侧通道214和208可以允许额外的气流到达额外的I/O连接器。这将在下面作更详细的讨论。

图4绘示没有外盖以示出内部组件的交换机200的一个实施例的平面图。交换机200包括第一部分450和第二部分460。第一部分450容纳多个开口216，气流A’通过开口216进入前部202以冷却交换机200。第一部分450还包括多个开口220，用于相应的I/O连接器218。在一些实施例中，交换机200可以包括三十二个开口220和三十二个对应的I/O连接器218。

在一些实施例中，第一部分450可以单独容纳单组I/O连接器218。在替代实施例中，第一部分450可以包括两组电连接端口定位于计算装置(如交换机200)的对侧上。例如，第一部分450可以包括一组I/O连接器218和第一组连接器270。第一组连接器270可以包括用于对应的I/O连接器(未示出)的多个开口。替代地，第一部分450可以包括一组I/O连接器218和第二组连接器275。第二组连接器275可以包括用于I/O连接器228的多个开口230。

再者，在一些实施例中，第一部分450可以包括第一、第二和第三组电连接端口。例如，第一部分450可以包括I/O连接器218以及第一组连接器270和第二组连接器275。第一组连接器270和第二组连接器275可以包括I/O连接器228。

第一组连接器270和第二组连接器275可以定位于第一部分450内以形成侧通道。第一部分450可以包括通向第一组连接器270的第一侧通道214。第一部分450可以包括通向第二组连接器275的第二侧通道208。

在一些实施例中，I/O连接器218与第一组连接器270之间的角度可以是90度。在替代实施例中，I/O连接器218与第一组连接器270之间的角度可以在90度与180度之间。类似地，I/O连接器218和第二组连接器275之间的角度可以是90度。再者，I/O连接器218和第二组连接器275之间的角度可以在90度与180度之间。在一些实施例中，I/O连接器218可以不是直的，例如，I/O连接器218可以被定向为弯曲的。

在一些示例中，第一组I/O连接器228可以包括八个I/O连接器。相应地，第二组I/O连接器228也可以包括八个I/O连接器。类似于I/O连接器218，I/O连接器228可以是任何数量的I/O连接器，包括例如RJ45连接器、SFP连接器、QSFP连接器或OSFP连接器。I/O连接器218可以仅用于输入、仅用于输出、或者用于输入和输出连接。

第一组连接器270和第二组连接器275还可以包括多个开口274(例如通气孔)，以使用于冷却交换机200的空气流过。多个开口274和216被提供用于热量管理目的。多个开口274和216的设置提供超过传统设计的设计优点。在图2A和图2B的传统交换机中，由于I/O连接器118的数量和为I/O连接器118设置的开口116的尺寸，因此多个开口114的设置空间很小。例如，I/O连接器118愈多，交换机100内用于通风孔的可用空间愈小。然而，由于本实施例不将多个开口274和216限制在交换机200的面板，所以交换机200具有增大的表面面积。这种增大的表面积允许组件之间有更大的间距，这也便于冷却。

交换机200的第一部分450也可以包括芯片组600。芯片组600可以包括交换机(未示出)以及微处理器和伴随芯片(未示出)。如图所示，芯片组600被布置成支持与端口相关联的I/O连接器218和228。I/O连接器218位于芯片组600的一侧，且I/O连接器228被定位于邻近I/O连接器218。详言之，第一组I/O连接器228位于交换机200的侧面212上，而第二组I/O连接器228位于交换机200的侧面210上。相较于图2A及图2B所示的传统交换机，由于I/O连接器218及228被定位于更靠近芯片组600之处，故此作法允许有较佳的信号完整度。

交换机200的第二部分460可以包括电源供应单元245、多个风扇模块250和多个I/O接口265。多个风扇模块250拉动或推动(例如，仰赖于多个风扇定位于交换机200内的方位)空气进入或离开多个开口216和274。在一个实施例中，空气通过多个开口216和274沿箭头A’的方向被拉动进入交换机200中。如箭头B’所示，至少一部分空气在后部204处被推动而离开交换机200。在另一个实施例中，当空气被拉动进入交换机200的后部204时，且通过多个开口216和274被推动而离开交换机200。多个I/O接口265允许连接到外部的周边设备(未示出)。

电缆255和260被提供以实现芯片组600、I/O连接器218、I/O连接器228、电源供应单元245、及多个I/O接口265和多个风扇模块250之间的电连接。详言之，容纳在第一部分450上的组件可以通过电缆连接器260连接到电源供应单元245。再者，I/O连接器218和228可以通过电缆连接器255连接到I/O接口265。风扇速度及风扇模块250的控制信号也通过电缆255连接到芯片组600。电缆255和260被配置为伸展以允许芯片组600、I/O连接器218与228、和多个I/O接口265之间的延伸连接。这在下面参考图5及图6作更详细的讨论。应注意的是，交换机200可以包括不同的、附加的或更少的组件。

图5绘示在安装模式中以示出存取至侧通道214及208的交换机200的平面图。图6绘示在安装模式中不具有外盖的交换机200的平面图。交换机的第一部分450可以被配置为滑入和滑出交换机200以允许存取第一组连接器270和第二组连接器275，且随后可以存取I/O连接器228。第二部分460可以固定在交机换200内的地方。例如，第二部分460及其所有组件可由交换机200的内部基座所支撑及/或附接到交换机200的内部基座。可以通过使用黏合剂、螺钉、螺母/螺栓组合、卡扣、配压合件、其他附接装置、或其组合，使各种组件或其组合被附接到内部基座。

相反地，第一部分450可以包括与交换机200的基底分开的单独的基底部分。此单独的基底部分可以被配置成在交换机200的内壁上的一对轨道上滑入和滑出交换机200。例如，第一侧210可以包括内壁，此内壁包括被配置为连接到第一部分450的对应轨道的轨道(未示出)。类似的特征可以呈现在第二壁212上。这允许管理员将第一部分450拉入和拉出交换机200，以存取第一组连接器270和第二组连接器275，且随后存取I/O连接器228。图3和图4绘示处于正常操作模式的交换机200，其中第一部分450和第二部分460是彼此靠近。在正常操作模式下，当第一部分450位于交换机200的壳体内时，电缆255和260不被延伸。图6和图5绘示在安装模式中的交换机200。在安装模式中，第一部分450延伸至交换机200的壳体外面。这导致电缆255和260延伸以保持芯片组600、I/O连接器218与228、电源供应单元245、及多个I/O接口265与风扇模块250的风扇速度和风扇控制信号之间的连接。

虽然以上已经描述了本发明的各种实施例，应理解的是，它们仅作为示例呈现，而不是限制。在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以根据本文的揭露对所揭露的实施例进行各种改变。因此，本发明的广度和范围不应该受到任何上述实施例的限制。相反，本发明的范围应根据附上的权利要求及其均等物来定义。

尽管本发明已参照一个或多个实施方式作说明和描述，但是本领域具有通常知识者在阅读和理解本说明书和附图后将能思及等效的改变和修改。再者，虽然本发明的特定特征可能仅已参照多个实施方式中的其中一个被揭露，但是这样的特征可以与其他实现的一个或多个其他特征组合，以期望于或有助于任何给定的或特定的应用。

此处所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不意图于限制本发明。如本文所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式「一」、「一个」和「该」也意于包括多个形式。此外，就在详细描述及/或权利要求中使用术语「包括」、「包含」、「具」、「具有」、「有」或其变体的范围而言，这些术语用意在于包括以类似于术语「包括」的方式。

除非另外定义，否则此处使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的具有通常知识者通常理解的相同含义。应进一步理解的是，例如在常用字典中定义的那些术语应被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且不会被理解为理想化或过度形式化的意义，除非明确如此定义。

综上所述，虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种计算装置，其特征在于，包括：

第一壳体，包括第一组电连接端口及第二组电连接端口，该第一组电连接端口位于第一位置且位于第一定向，该第二组电连接端口位于第二位置且位于第二定向，其中该第一位置及该第二位置与该第一定向及该第二定向不相同；以及

第二壳体，固定在该计算装置内，其中该第一壳体在该计算装置内相对于该第二壳体是可滑动的(slidable)，以允许存取该第二组电连接端口，

其中，该第一组电连接端口和该第二组电连接端口用于将该计算装置连接至外部设备。

2.如权利要求1所述的计算装置，还包括多个可延伸电连接，该些可延伸电连接被配置以将存储在该第二壳体的多个电性组件连接至该第一及该第二组电连接端口。

3.如权利要求1所述的计算装置，其中该第二组电连接端口定向于该第一壳体内的第一侧通道，其中该第一侧通道被配置于空气流动及电缆。

4.如权利要求1所述的计算装置，还包括第三组电连接端口，位于第三位置且位于第三定向，其中相对于该第二组电连接端口，该第三组电连接端口位于该计算装置的一对侧。

5.如权利要求4所述的计算装置，还包括芯片组位于该第一壳体，其中该第二及该第三组电连接端口位于该芯片组的对侧，且该第一组电连接端口位于邻近于该第二组及该第三组电连接端口。

6.如权利要求4所述的计算装置，其中该第三组电连接端口定向于该第一壳体内的第二侧通道，其中该第二侧通道被配置于空气流动及电缆。

7.一种机架服务器，其特征在于，包括：

多个服务器装置；以及

计算装置，包括：

第一壳体，包括第一组电连接端口及第二组电连接端口，该第一组电连接端口位于第一位置且位于第一定向，该第二组电连接端口位于第二位置且位于第二定向，其中该第一及该第二位置及该定向不相同；及

第二壳体，固定在该计算装置内，其中该第一壳体在该计算装置内相对于该第二壳体是可滑动的，以允许存取该第二组电连接端口，

其中，该第一组电连接端口和该第二组电连接端口用于将该计算装置连接至该多个服务器装置。

8.如权利要求7所述的机架服务器，其中该第二组电连接端口定向于该第一壳体内的第一侧通道，其中该第一侧通道被配置于空气流动及电缆。

9.如权利要求7所述的机架服务器，还包括第三组电连接端口，位于第三位置且位于第三定向，其中相对于该第二组电连接端口，该第三组电连接端口位于该计算装置的一对侧。

10.如权利要求9所述的机架服务器，还包括芯片组位于该第一壳体，其中该第二及该第三组电连接端口位于该芯片组的对侧，且该第一组电连接端口位于邻近于该第二组及该第三组电连接端口。

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