CN111176388A - 可扩展计算装置及可扩展计算系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种可扩展计算装置及可扩展计算系统；其中，所述可扩展计算装置包括：AC‑DC输入功率电源模块、电源传输及控制模块以及可插拔计算模块；其中，所述电源传输及控制模块，与所述AC‑DC输入功率电源模块及可插拔计算模块连接，用于将所述AC‑DC输入功率电源模块提供的电力传输给所述可插拔计算模块，并控制所述可插拔计算模块。本发明可扩展计算装置及可扩展计算系统，方便计算模块的替换和维修，方便根据芯片技术的进步，对机器进行升级。

Description

可扩展计算装置及可扩展计算系统

技术领域

本发明属于数据计算技术领域，具体涉及一种可扩展计算装置及可扩展计算系统。

背景技术

目前，随着科学技术的进步与发展，计算装置的应用越来越广泛，在各个领域发挥着重要的作用，使用者对于计算装置的使用需求也随之增多。

现有的计算装置通常是单机整体方案，包含控制板、电源板和算力板，即单一整体机。具体而言，所述计算装置通常包括：一大功率AC-DC电源，一控制板，三至四个算力板(计算单元)和电源板；所述大功率AC-DC电源用于给所述计算装置提供直流输入电源；所述控制板用于解析和传递命令，控制电源板和算力板工作；所述电源板用来将输入电源转换成算力板所需要的电源；所述算力板用于进行大数据算法运算。

然而，现有的计算装置主要存在以下技术缺陷：

(1)不能扩展，单个计算装置通常只有三至四个算力板，整体算力有限，能力密集度不高。

(2)不易升级，每当算力芯片更新后，旧的机器很难直接升级，即使可以升级也需要拆机，重新连接电源线或控制线，易损坏。

(3)不易维修替换，通常计算装置中最易损坏的是电源板和算力板，但是现有的计算装置中的电源板和算力板往往不易拆卸和替换。

综上，现有的计算装置无法实现扩展和升级换代，而随着计算技术发展和更新速度加快，易于扩展、升级的计算装置将会大大节省新技术的使用成本和难度。

因此，亟需提出一种可扩展的计算装置及计算系统。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种可扩展计算装置及可扩展计算系统，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种可扩展计算装置，包括：AC-DC输入功率电源模块、电源传输及控制模块以及可插拔计算模块；其中，所述电源传输及控制模块，与所述AC-DC输入功率电源模块及可插拔计算模块连接，用于将所述AC-DC输入功率电源模块提供的电力传输给所述可插拔计算模块，并控制所述可插拔计算模块。

在一些实施例中，所述的计算装置还包括：散热模块，该散热模块包括液冷散热单元和/或风冷散热单元。

在一些实施例中，所述AC-DC输入功率电源模块为可扩展AC-DC输入功率电源模块，包括一个或多个AC-DC电源。

在一些实施例中，所述可插拔计算模块包括一个或多个可插拔计算单元，该可插拔计算单元包括：电源子单元及与该电源子单元连接的计算子单元，所述电源子单元用于将由所述AC-DC输入功率电源模块输入的电源电压转换为所述计算子单元所需的电源电压。

在一些实施例中，所述可插拔计算单元具有可插拔接头，所述电源传输及控制模块具有与所述可插拔接头相配合的可插拔接口；或者，所述可插拔计算单元具有可插拔接口，所述电源传输及控制模块具有与所述可插拔接口相配合的可插拔接头。

在一些实施例中，所述可插拔接头与所述可插拔接口采用排线-插座、插头-插座方式连接。

在一些实施例中，所述AC-DC电源具有可插拔接头，所述电源传输及控制模块具有与所述可插拔接头相配合的可插拔接口；或者，所述AC-DC电源具有可插拔接口，所述电源传输及控制模块具有与所述可插拔接口相配合的可插拔接头。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种可扩展计算系统，包括：一个或多个所述的可扩展计算装置。

在一些实施例中，所述的计算系统还包括：输入数据装置，与所述可扩展计算装置连接，用于接收云端数据并传输至所述可扩展计算装置。

在一些实施例中，所述的计算系统还包括：输出数据装置，与所述可扩展计算装置连接，用于将所述可扩展计算装置的计算结果传输至云端。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开可扩展计算装置及可扩展计算系统至少具有以下有益效果其中之一：

(1)本发明可扩展计算装置及可扩展计算系统，采用可插拔计算模块，具体的，可插拔计算模块的可插拔计算单元具有可插拔接头或接口，可根据计算量需要，增加计算模块，相应的增加计算单元，由此提升整体算力和能力密集度；而且在升级、维修、替换时，无需拆机，不易损坏，由此，方便计算模块的替换和维修，方便根据芯片技术的进步，对机器进行升级。

(2)本发明可扩展计算装置及可扩展计算系统，采用易扩展AC-DC输入功率电源模块，方便根据不同的功耗比，采用不用数量和规格的功率电源供电，而且易于维护、替换及升级。

(3)本实施例可扩展计算系统中的可扩展计算装置，具有AC-DC输入功率电源模块、电源传输及控制模块以及可插拔计算模块，可独立的工作，可根据客户不同的功率密度需求，自由组装不同数量的可扩展计算装置，构成计算系统工作，操作方便，全面的满足了用户的使用需求。

附图说明

图1为依据本发明实施例可扩展计算装置结构示意图。

图2为依据本发明实施例可插拔计算模块结构示意图。

图3a为依据本发明实施例可插拔计算单元结构示意图。

图3b为依据本发明实施例可插拔计算单元另一结构示意图。

图3c为依据本发明实施例可插拔计算单元又一结构示意图。

图3d为依据本发明实施例可插拔计算单元再一结构示意图。

图4为依据本发明实施例可插拔计算单元与电源传输及控制模块连接结构示意图。

图5为依据本发明实施例AC-DC输入功率电源模块结构示意图。

图6为依据本发明实施例可扩展计算装置的另一结构示意图。

图7a为依据本发明实施例散热模块结构示意图。

图7b为依据本发明实施例散热模块另一结构示意图。

图7c为依据本发明实施例散热模块又一结构示意图。

图8为依据本发明实施例可扩展计算系统结构示意图。

图9为依据本发明实施例可扩展计算系统的另一结构示意图。

图10a为依据本发明实施例可扩展计算系统的数据输入接线示意图。

图10b为依据本发明实施例可扩展计算系统的数据输入接线的另一示意图。

图11为依据本发明实施例可扩展计算系统的又一结构示意图。

图12a为依据本发明实施例可扩展计算系统的数据输出接线示意图。

图12b为依据本发明实施例可扩展计算系统的数据输出接线的另一示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

在一实施例中，如图1所示，所述可扩展计算装置，包括：AC-DC输入功率电源模块、电源传输及控制模块以及可插拔计算模块；其中，所述电源传输及控制模块，与所述AC-DC输入功率电源模块及可插拔计算模块连接，用于将所述AC-DC输入功率电源模块提供的电力传输给所述可插拔计算模块，并控制所述可插拔计算模块。

具体的，所述大功率AC-DC电源用于给所述可扩展计算装置提供直流输入；所述电源传输及控制模块用于接收所述大功率AC-DC电源提供的直流输入并传输给所述可插拔计算模块，及用于解析命令并将解析得到的控制命令传递给所述可插拔计算模块，以控制所述可插拔计算模块工作；所述可插拔计算模块用于接收所述电源传输及控制模块传输的直流输入和控制命令并根据所述控制命令执行相应的运算。

本发明计算装置采用可插拔计算模块，方便计算模块的维修、替换及数量调整。

进一步的，如图2所示，所述可插拔计算模块包括一个或多个可插拔计算单元。当然，根据运算需求，所述可插拔计算模块也可仅包括一个可插拔计算单元。

具体而言，如图3a所示，所述可插拔计算单元包括：一计算子单元，用于进行数据计算。或者，如图3b所示，所述可插拔计算单元也可包括多个计算子单元。或者，如图3c所示，所述可插拔计算单元包括：一个电源子单元及与该电源子单元连接的一个计算子单元，所述电源子单元用于将由所述AC-DC输入功率电源模块输入的电源电压转换为所述计算子单元所需的电源电压。或者，如图3d所示，所述可插拔计算单元也可包括多个电源子单元及与该多个电源子单元分别连接的多个计算子单元。优选的，所述可插拔计算单元包括三至四个电源子单元及三至四个计算子单元，该三至四个计算子单元分别与该三至四个电源子单元连接。

其中，所述电源子单元例如包括DC-DC电源芯片，可用于将12V输入按照ATX电源时序要求转换出+5V，+3.3V，+5VSB等ATX标准电源电压输出，来给所述计算子单元供电。所述电源子单元还例如包括继电器或MOS管，可用于将12V输入转换成受控的12V输出，来给所述计算子单元供电。可选的，所述MOS管包括PMOS管和/或NMOS管。利用所述电源子单元可以同时满足多种供电需求，能够对供电进行控制，具有一定的灵活性。

如图4所示，所述可插拔计算单元具有可插拔接头，所述电源传输及控制模块具有与所述可插拔接头相配合的可插拔接口。或者，所述可插拔计算单元具有可插拔接口，所述电源传输及控制模块具有与所述可插拔接口相配合的可插拔接头(未图示)。所述可插拔接头与所述可插拔接口例如采用金手指-插座、排线-插座、插头-插座等方式连接。

本发明计算装置中的可插拔计算单元与所述电源传输及控制模块通过可插拔接头与可插拔接口连接，由此便于根据计算量对接入的可插拔计算单元的数量进行调整，且方便可插拔计算单元的维修和替换，以及方便根据芯片技术的进步，对机器进行升级。

在另一实施例中，如图5所示，所述AC-DC输入功率电源模块为可扩展AC-DC输入功率电源模块，包括多个AC-DC电源。当然，根据实际需求，所述AC-DC输入功率电源模块也可包括一个AC-DC电源。所述AC-DC电源可具有可插拔接头，所述电源传输及控制模块具有与所述AC-DC电源的可插拔接头相配合的可插拔接口；或者，所述AC-DC电源可具有可插拔接口，所述电源传输及控制模块具有与所述AC-DC电源的可插拔接口相配合的可插拔接头。

本实施例可扩展计算装置，采用易扩展AC-DC输入功率电源模块，方便根据不同的功耗比，采用不用数量和规格的功率电源供电，而且易于维护、替换及升级。

在又一实施例中，如图6所示，与前述实施例不同的是，所述可扩展计算装置除了包括AC-DC输入功率电源模块、电源传输及控制模块、可插拔计算模块之外，还包括散热模块，用于对所述可扩展计算装置进行散热。

具体的，如图7a所示，所述散热模块可包括液冷散热单元。或者，如图7b所示，所述散热模块可包括风冷散热单元。再或者，如图7c所示，所述散热模块可同时包括液冷散热单元和风冷散热单元。

在再一实施例中，如图8所示，本发明还提供了一种可扩展计算系统，该可扩展计算系统包括多个如前述实施例中所述的可扩展计算装置。

本实施例可扩展计算系统中的可扩展计算装置，具有AC-DC输入功率电源模块、电源传输及控制模块以及可插拔计算模块，可独立的工作，可根据客户不同的功率密度需求，自由组装不同数量的可扩展计算装置，构成计算系统工作，操作方便，全面的满足了用户的使用需求。

在另一实施例中，如图9所示，所述可扩展计算系统除了包括所述可扩展计算装置之外，还包括：输入数据装置，用于接收云端数据并传输至所述可扩展计算装置。

具体的，如图10a所示，所述输入数据装置可分别与所述可扩展计算系统中的多个可扩展计算装置连接，用于将多个输入数据分别传输至所述多个可扩展计算装置。所述多个可扩展计算装置例如包括第1可扩展计算装置、第2可扩展计算装置、第3可扩展计算装置......第N-1可扩展计算装置、第N可扩展计算装置。各个可扩展计算装置分别接收由所述输入数据装置发送的数据，利用所述数据进行计算。

或者，如图10b所示，所述可扩展计算系统包括N个可扩展计算装置，分别为第1可扩展计算装置、第2可扩展计算装置，第3可扩展计算装置，......，第N-1可扩展计算装置，第N可扩展计算装置，其中，所述第1至第N可扩展计算装置依次连接，也就是说，所述第1可扩展计算装置与所述第2可扩展计算装置连接，第2可扩展计算装置与第3可扩展计算装置连接，......，第N-1可扩展计算装置与所述第N可扩展计算装置连接，所述输入数据装置与所述第1可扩展计算装置连接。所述输入数据装置将多个输入数据发送至所述第1可扩展计算装置，所述第1可扩展计算装置从所述多个输入数据中提取第一数据，并将多个数据中除所述第一数据之外的数据传输至所述第2可扩展计算装置，所述第2可扩展计算装置从接收到的数据中提取第二数据，并将其余数据传输至第3可扩展计算装置，......，依次类推，第N-1可扩展计算装置从接收到的数据中提取第N-1数据，并将其余数据传输至第N可扩展计算装置。

在又一实施例中，如图11所示，所述可扩展计算系统还包括：输出数据装置，用于将所述可扩展计算装置的计算结果传输至云端。本实施例数据输出时所采用的数据传输方式可与前一实施例中数据输入时的传输方式类似。

具体的，如图12a所示，所述输出数据装置可分别与所述可扩展计算系统中的多个可扩展计算装置连接，用于将所述多个可扩展计算装置的计算结果传输至云端。所述多个可扩展计算装置例如包括第1可扩展计算装置、第2可扩展计算装置、第3可扩展计算装置......第N-1可扩展计算装置、第N可扩展计算装置。

或者，如图12b所示，所述可扩展计算系统包括N个可扩展计算装置，分别为第1可扩展计算装置、第2可扩展计算装置，第3可扩展计算装置，......，第N-1可扩展计算装置，第N可扩展计算装置，其中，所述第1至N可扩展计算装置依次连接，也就是说，所述第1可扩展计算装置与所述第2可扩展计算装置连接，第2可扩展计算装置与第3可扩展计算装置连接，......，第N-1可扩展计算装置与所述第N可扩展计算装置连接，所述输出数据装置与所述第N可扩展计算装置连接。所述第1可扩展计算装置将其计算结果传输至所述第2可扩展计算装置，所述第2可扩展计算装置其计算结果以及第1可扩展计算装置的计算结果传输至第3可扩展计算装置，......，依次类推，第N-1可扩展计算装置将第1至第N-1可扩展计算装置的计算结果传输至第N可扩展计算装置，第N可扩展计算装置将第1至第N可扩展计算装置的计算结果发送至所述输出数据装置，由所述输出数据装置发送至云端。

在又一实施例中，所述可扩展计算系统包括一个或多个可扩展计算装置，在所述可扩展计算装置外部，所述可扩展计算系统还包括一个或多个散热模块，当然，在所述可扩展计算装置内部，也可以包括一个或多个散热模块，也就是说可以对每个可扩展运算装置独自散热，也可以由整个系统整体散热。

综上所述，本发明提供的一种可扩展计算装置及可扩展计算系统，结构简单，维修方便，能够根据芯片技术的进步对机器进行升级，较好的满足了使用需求。

至此，已经结合附图对本发明实施例可扩展计算装置及可扩展计算系统进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明有了清楚的认识。

需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

当然，根据实际需要，本发明可扩展计算装置及可扩展计算系统还可以包含其他的部分，由于同本发明的创新之处无关，此处不再赘述。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的相关设备中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

再者，说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意含及代表该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能作出清楚区分。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可扩展计算装置，其特征在于，包括：AC-DC输入功率电源模块、电源传输及控制模块以及可插拔计算模块；其中，所述电源传输及控制模块，与所述AC-DC输入功率电源模块及可插拔计算模块连接，用于将所述AC-DC输入功率电源模块提供的电力传输给所述可插拔计算模块，并控制所述可插拔计算模块。

2.根据权利要求1所述的可扩展计算装置，其特征在于，还包括：散热模块，该散热模块包括液冷散热单元和/或风冷散热单元。

3.根据权利要求1所述的可扩展计算装置，其特征在于，所述AC-DC输入功率电源模块为可扩展AC-DC输入功率电源模块，包括一个或多个AC-DC电源。

4.根据权利要求1所述的可扩展计算装置，其特征在于，所述可插拔计算模块包括一个或多个可插拔计算单元，该可插拔计算单元包括：电源子单元及与该电源子单元连接的计算子单元，所述电源子单元用于将由所述AC-DC输入功率电源模块输入的电源电压转换为所述计算子单元所需的电源电压。

5.根据权利要求4所述的可扩展计算装置，其特征在于，所述可插拔计算单元具有可插拔接头，所述电源传输及控制模块具有与所述可插拔接头相配合的可插拔接口；或者，所述可插拔计算单元具有可插拔接口，所述电源传输及控制模块具有与所述可插拔接口相配合的可插拔接头。

6.根据权利要求5所述的可扩展计算装置，其特征在于，所述可插拔接头与所述可插拔接口采用排线-插座、插头-插座方式连接。

7.根据权利要求1所述的可扩展计算装置，其特征在于，所述AC-DC电源具有可插拔接头，所述电源传输及控制模块具有与所述可插拔接头相配合的可插拔接口；或者，所述AC-DC电源具有可插拔接口，所述电源传输及控制模块具有与所述可插拔接口相配合的可插拔接头。

8.一种可扩展计算系统，其特征在于，包括：一个或多个如权利要求1至7中任一项所述的可扩展计算装置。

9.根据权利要求8所述的可扩展计算系统，其特征在于，还包括：输入数据装置，与所述可扩展计算装置连接，用于接收云端数据并传输至所述可扩展计算装置。

10.根据权利要求8所述的可扩展计算系统，其特征在于，还包括：输出数据装置，与所述可扩展计算装置连接，用于将所述可扩展计算装置的计算结果传输至云端。

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