CN113220085A - 服务器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种服务器，涉及云计算技术、云存储技术和服务器技术等计算机技术领域。服务器包括：壳体，壳体内部设有交换板和多个载板，交换板与各个载板电连接，各个载板上均包括多个间隔设置的核心板，核心板为进阶精简指令集处理器核心板。通过在服务器中设置多个进阶精简指令集处理器来替代复杂指令集处理器，以降低单个处理器功耗，增加散热点，优化服务器的散热性能。因此，本申请的技术提高了服务器的散热性能。

Description

服务器

技术领域

本申请涉及计算机技术领域中的云计算技术、云存储技术和服务器技术，尤其涉及一种服务器。

背景技术

云游戏是指基于云计算技术，游戏在远程服务器上运行，终端用户不需要下载、安装、也不需要考虑终端配置，只要有网络，就能玩运算量非常大的游戏。

目前，服务器通常包括：主板、处理器(central processing unit，CPU)和风扇，其中，CPU安装在主板上来负责整个服务器的运算和控制，CPU是影响服务器性能效率的最核心部件。服务器在工作时，CPU上会产生大量的热量，而风扇设置在CPU上对CPU进行散热。

发明内容

本申请提供了一种散热较好的服务器。

根据本申请提供了一种服务器，包括：壳体，

壳体内部设有交换板和多个载板，交换板与各个载板电连接，各个载板上均包括多个间隔设置的核心板，核心板为进阶精简指令集处理器核心板。

如此设置，通过在服务器中设置多个进阶精简指令集处理器(Advanced RISCMachine，ARM)来替代复杂指令集CPU，以降低单个CPU功耗，增加散热点，优化服务器的散热性能。

根据本申请的技术提高了服务器的散热性能。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本申请的限定。其中：

图1是根据本申请实施例的服务器的硬件逻辑框图；

图2是根据本申请实施例的服务器的总线示意图；

图3是根据本申请实施例的服务器的立体图；

图4是根据本申请实施例的服务器的正视图；

图5是根据本申请实施例的服务器的后视图；

图6是根据本申请实施例的服务器的爆炸图；

图7是根据本申请实施例的服务器的部分内部结构的俯视图；

图8是根据本申请实施例的服务器中载板的结构图。

附图标记：

100：服务器；

10：壳体；

10a：第一端；

10b：第二端；

11：顶板；

111：第一顶板；

112：第二顶板；

12：底板；

13：侧板；

131：通风孔；

14：隔板；

15：容置腔；

16：把手；

20：交换板；

21：交换芯片；

22：管理芯片；

23：时序控制模块；

24：风扇；

25：电源；

26：第一扩展器；

30：载板；

31：核心板；

32：第二扩展器；

40：信号背板。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

x86服务器中，每台服务器中包括复杂指令集(Complex Instruction SetComputer，CISC)CPU，其中一般CPU个数可以为1个、2个或4个。CPU在工作中，将产生大量的热量，而服务器中的CPU数量较少、功率较高，热量在CPU上较为集中，容易导致系统过热，服务器稳定性较低。

基于上述，本申请提供一种服务器，应用于计算机技术领域中的云计算、云存储和服务器领域，通过在服务器中设置多个进阶精简指令集处理器(Advanced RISC Machine，ARM)来替代复杂指令集CPU，以降低单个CPU功耗，增加散热点，优化服务器的散热性能。

下面结合附图详细说明本申请的技术方案。

图1是根据本申请实施例的服务器的硬件逻辑框图。本申请实施例提供一种服务器，服务器100包括交换板20和多个载板30，交换板20与各个载板30电连接，每个载板30上均包括多个间隔设置的核心板31，核心板31为ARM核心板。ARM核心板具有高性能、低功耗、低成本、体积小、兼容性好等优点。由于采用ARM核心板来替代复杂指令集CPU，ARM核心板的功耗低，产生的热量少，而且多个ARM核心板分散设置，其热点较为分散，散热较好，从而优化服务器100的散热性能。

进一步的，载板30均支持热插拔，以方便载板30的更换。载板30的数量可以是2个、3个、4个、6个、12个或24个，包括但不限于上述数量。

其中，由于服务器100所需要的性能不同，因此服务器100中的载板30数量可以根据需要进行调整(通过卸载和安装载板30)。例如服务器100中可以最多装24个载板30，但此时服务器100并不需要这么多数量的载板30，则可以根据需要卸载以减少载板30的数量。或者，例如服务器100中可以最多装12个载板30，但此时服务器100并不需要这么多数量的载板30，则可以根据需要卸载以减少载板30的数量。各个载板30之间相互独立，不相干扰。当其中部分载板30需要维修或更换时，其他载板30依然可以工作，提高了服务器100的运行能力和可用性。

进一步的，每个载板30上的核心板31数量可以是1个、2个、3个、4个、6个或8个，包括但不限于上述数量。核心板31可以采用6核ARM处理器，主频可高达1.8GHZ。

其中，每个核心板31上均有集成内存、闪存和散热器等，以使每个核心板31都相当于一个微服务器模块，在整个服务器100中有多个ARM微服务器模块，可实现虚拟多个独立系统效果，达到系统级的多开。其中，散热器可以设置在ARM处理器上，散热器可以是散热片形式的，如铝片、铜片等散热片，吸收ARM处理器上的热量，加速散热。

一些实施例中，交换板20与各个载板30之间可以通过信号背板40电连接，各个载板30连接在信号背板40上，再通过信号背板40与交换板20之间连接，从而使交换板20与各个载板30之间连接。通过设置信号背板40可以简化服务器100中的布线，减少交换板20与各个载板30之间的布线。

一些实施例中，交换板20上可以包括至少一个交换芯片21，交换芯片21通过信号背板40与载板30电连接。交换芯片21决定服务器100的交换容量，其中交换芯片21中的端口数量可以是8个、12个、24个或48个，包括但不限于上述数量。交换板20上的交换芯片21数量可以是1个、2个或3个，包括但不限于上述数量。

一些实施例中，服务器100可以包括至少一个电源25，电源25的数量可以是1个或2个，包括但不限于上述数量。例如，服务器100可以包括两个电源25，即服务器100设置冗余电源。其中一个电源25为主电源，另一个电源25为备用电源，备用电源的设置能够保障服务器100的稳定运行。两个电源25可以进行负载均衡，当其中一个电源25出现故障时，另一个电源25可以接管其工作，将故障电源进行更换后，两个电源25又可以重新协同工作，从而实现了服务器系统的高可用性。两个电源25均支持热插拔，方便电源25的维修更换。

一些实施例中，交换板20上还可以包括管理芯片22，管理芯片22可以是基板管理控制器(Baseboard Management Controller，BMC)，BMC用于采集和管理服务器100上的信息。BMC可以通过监视服务器系统的温度、电压、风扇24、电源25等，并做相应的调节工作，以保证系统处于监控状态。核心板31上的信息依次通过载板30、信号背板40、交换板20传至BMC。而对于直接位于载板30上的器件，如电源25、风扇24等，BMC可以直接从载板30上获取它们的信息。

通过BMC采集服务器100上的各种信息，可以将信息上报给上层运维端，以便运维人员及时识别和处理故障，提高服务器100的可管理性。示例性的，BMC可以采用AST2500或AST2520方案进行设计，包括但不限于上述方案。

进一步的，管理芯片22上可以包括风扇调节模块，风扇调节模块用于根据核心板31的负载对服务器100中的风扇24速度进行调节。服务器100中的风扇24受BMC中的风扇调节模块管理。具体的，可以采用智能风扇调速技术(Proportional Integral Derivative，PID)，在核心板31的负载波动时，风扇调节模块会使风扇24调速响应更快、更及时，保证器件温度稳定。在核心板31负载平稳时，风扇调节模块让风扇24运行更平稳、更节能，提高风扇24的效率，降低功耗。其中，风扇24的数量可以是1个、2个、3个、4个或6个，包括但不限于上述数量。风扇24均支持热插拔，方便风扇24的维修更换。

另外，根据服务器100中装载的载板30数量，可以通过卸载和安装风扇24来调整风扇24的数量，以使风扇24的数量与载板30的数量相匹配。例如，服务器100中有24个载板30，6个风扇24。当只需要12个载板30时，此时服务器100中的载板30数量可以卸载至12个，相应的可以减少风扇24的数量，例如卸载风扇24的数量至3个，从而降低风扇24能耗。当服务器100中载板30的数量安装较多时，可以增加安装的风扇24的数量，以增加风扇24调温能力，为系统提供良好的散热，保证服务器100的长期稳定运行。示例性的，风扇24的型号可以是6038型，风扇24的高*宽*厚为60mm*60mm*38mm。

具体的，多个风扇24将外部的冷风从进风口吸入，在进风口和出风口之间形成风流，风经过服务器100，将服务器100中内部器件的热量带走，并最终从出风口吹出到外部环境，实现降温。

一些实施例中，交换板20上还包括时序控制模块23，以使服务器100可以准确、迅速、有条不紊的工作。BMC通过时序控制模块23控制ARM核心板。时序控制模块23可以是复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)。CPLD可以与BMC连接，将各个核心板31的信号传输到BMC，由BMC统一管理。

图2是根据本申请实施例的服务器的总线示意图。BMC可以通过接口与服务器100中的其他组件连接。例如：集成电路总线(Inter-Integrated Circuit，I2C)接口或通用异步收发器(Universal Asynchronous Receiver Transmitter，UART)，包括但不限于上述接口。BMC、CPLD以及ARM的数据传输接口可以为I2C接口或UART接口。具有I2C接口的模块之间可以通过I2C总线进行通信，具有UART接口的模块之间可以通过UART总线进行通信。本申请实施例以I2C总线为例进行阐述，其中UART总线原理类似，此处不再赘述。

其中，BMC通过I2C总线读取各个器件的报警、电压、温度等信息，BMC需要读取信息较多。但是，BMC本身的I2C接口数量少，不足以满足BMC读取所有的外设信息的需求。因此，需要对I2C总线进行扩展，通常通过扩展器来实现这一功能。扩展器的扩展数量可以是4路或8路，包括但不限于上述扩展数量。另外，CPLD通过扩展器扩展后与核心板31相连，可以减化服务器100中的布线。

CPLD的前端I2C总线可以为1路，CPLD的后端I2C总线可以为多路，例如2路、3路或6路，包括但不限于上述数量。每一条CPLD的后端总线均通过扩展器扩展成多路总线之后再与核心板连接，扩展后的总线数量与核心板的数量相等。其中，每一条CPLD的后端总线被扩展的次数可以为1次或2次，包括但不限于上述次数。本实施例以每一条CPLD的后端总线被扩展2次进行阐述，扩展1次原理类似，不再赘述。

扩展器包括多个第一扩展器26和多组第二扩展器32，每组第二扩展器32中均包括多个第二扩展器32，每个第一扩展器26的前端均与时序控制模块23电连接，其中一个第一扩展器26的后端与其中一组第二扩展器32的前端电连接，其中一个第二扩展器32的后端与其中一个载板30上的各个核心板31电连接。其中，每一组第二扩展器32中的第二扩展器32数量可以是相同的，也可以是不同。第一扩展器26与第二扩展器32的可扩展数量可以是相同的，也可以是不同的。第一扩展器26的数量可以是2个、3个、4个或6个等，包括但不限于上述数量。第二扩展器32的数量可以是2个、4个、8个、12个、16个、或24个，包括但不限于上述数量。

具体的，CPLD后端的总线数量可以为6，CPLD后端连接6条I2C总线，每条总线均与一个第一扩展器26连接，第一扩展器26可以为1转4扩展器，通过第一扩展器26将一个I2C总线扩成4路I2C总线，6条I2C总线通过6个第一扩展器26共扩展成24条总线。被扩展后的每一个I2C总线再与第二扩展器32连接，第二扩展器32也可以为1转4扩展器，24路I2C总线通过24个第二扩展器32扩成96条总线。也就是说，CPLD通过6个第一扩展器26和24个第二扩展器32后将6条I2C总线扩展成96条总线，从而实现与96个核心板31连接。

图3是根据本申请实施例的服务器的立体图。服务器100的外部包裹着壳体10，壳体10作为服务器100的外部包络，对服务器100起到保护以及防尘等作用。可以在壳体10一端的两侧分别设置把手16，便于服务器100的搬运。

需要说明的是，如图3所示，服务器100放置的方向为服务器100长度和宽度方向与水平面平行，服务器100的厚度方向与水平面垂直。根据需要，服务器100的放置方向也可以是其他方向。

壳体10包括顶板11、底板12和侧板13。服务器100可以是方形，此时壳体10的宽度方向相对设置两个侧板13，服务器100的长度方向相对设置两个侧板13。其中，两个相对设置的侧板13上开设多个通风孔131，以便形成冷却风流，以使服务器100内部器件得到冷却。例如，可以在壳体10宽度方向相对设置的两个侧板13开设通风孔131，通过服务器100中的风扇24，将冷空气从其中一个侧板13的外侧吸入服务器100中，冷风经过服务器100时，将服务器100中的热量带走，再通过另一个侧板13流出服务器100，从而对服务器100达到冷却效果。

如图4和图5所示，可选的，也可以在壳体10长度方向相对设置的两个侧板13开设多个通风孔131，以冷却服务器100。壳体10长度方向上的一端面为正面，背离壳体10正面的另一端面为背面。例如，在靠近壳体10正面的一端两侧分别设置把手16，用于搬运服务器100。

如图6和图7所示。靠近壳体10的正面为壳体10的第一端10a，靠近壳体10的背面为壳体10第二端10b。壳体10的第一端10a可以包括多个间隔且并排设置的隔板14，隔板14设置在顶板11和底板12之间，隔板14的顶端与顶板11相连，隔板14的底端与底板12相连，多个隔板14将顶板11与底板12之间的区域隔开成多个容置腔15，载板30插设在容置腔15中。多个隔板14可以对顶板11起到支撑作用，以增加壳体10的整体强度。其中，至少一个载板30插设在其中一个容置腔15中，也就说说，一个容置腔15中的载板30数量可以是1个、2个或3个，包括但不限于上述数量。例如，其中一个容置腔15对应容置其中一个载板30，由于各个容置腔15独立设置，各个载板30之间相互分开，避免相邻两个载板30在安拆中互相磕碰或影响，每个容置腔15对各个载板30具有限位作用。

示例性的，通过11个隔板14将壳体10的第一端10a隔开成12个容置腔15，12个容置腔15可以放置12个载板30，如果交换芯片21为48个端口，交换芯片21数量为2个，则每个载板30上可以间隔设置8个核心板31，从而在服务器100上实现集成96个核心板31。

其中，载板30的宽度方向沿容置腔15的高度方向设置，载板30的长度方向沿容置腔15的长度方向设置。容置腔15的高度方向即壳体10的高度方向，容置腔15的长度方向即壳体10的长度方向。如此设置，可以减小载板30所占体积，以优化服务器100内部的空间排布，减小服务器100整体体积。

交换板20位于壳体10的第二端10b的底板12上，交换板20与各个载板30分别位于壳体10的两端，方便运维管理。

顶板11包括第一顶板111和第二顶板112，第一顶板111位于壳体10的第一端10a，第二顶板112位于壳体10的第二端10b。为了方便维护服务器100，第一顶板111和第二顶板112可拆卸的盖设在侧板13围设的开口顶端。正面的侧板13可以由多个带通风孔131的挡板形成，其中一个挡板对应盖设在其中一个容置腔15朝向壳体10正面的开口处，各个挡板均可拆卸的盖设在容置腔15朝向壳体10正面的开口处。

当交换板20出现问题时，只需要将第二顶板112拆下后对其进行维护，第一顶板111对载板30仍可以起到保护和防尘等作用。当部分载板30出现问题时，只需将需要维修的载板30对应的挡板拆卸下来，对其进行维修更换等操作，而第一顶板111、第二顶板112以及其他挡板仍然可以对服务器100起到保护和防尘等作用。在必要时，可以拆卸第一顶板111对载板30进行维护。由于可以根据需求选择性的拆卸第一顶板111、第二顶板112以及各个挡板，因此，在维护服务器100时，对其他不需要维护更换的器件影响较小。

进一步的，每个载板30朝向壳体10正面的一端设置扶手，扶手方便取放载板30。

本实施例中，多个风扇24并排设置在交换板20靠近隔板14的一端。风扇24将冷空气从壳体10的正面吸入，经过第一端10a的核心板31，将核心板31上的热量带走，气流继续流向壳体10第二端10b，并从壳体10背面流出服务器100，对服务器100进行冷却。

通过散热仿真实验，实验环境温度35℃，海拔2000m，忽略重力和辐射的影响，软件计算采用湍流模型，散热仿真结果显示，远端ARM芯片温度为82℃，规格温度为95℃(最大承受温度)，满足实验温度与规格温度之差-10℃的要求。

本实施例中，电源25位于交换板20背离隔板14的一端，电源25的一端靠近壳体10的第二端10b端面的开口。交换板20上除了电源25外，还包括BMC、CPLD等其他器件。将电源25单独放在交换板20的一侧，其他器件位于交换板20的另一侧，可以减小电源25对其他器件的影响，优化服务器100内部空间。电源25的一端位于壳体10背面的开口处，方便电源25的更换，可以直接从开口处对电源25进行安拆。

示例性的，如图8所示，一个载板30上可以间隔设置4个核心板31，每个核心板31之间具有一定间隙，有利于核心板31的散热。

在本申请实施例中，服务器具有成本低、可管理性高、可运维性高等特点，集成了96路微服务器板卡模块，每路微服务器可实现虚拟多个独立系统效果，达到系统级的多开，在云服务器中具有较高的性价比。通过可调速风扇、多个散热点的设置，为服务器提供了良好的散热性能，保证服务器能长期稳定运行。可以应用于云游戏，云手机等产品中。

服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务("Virtual Private Server"，或简称"VPS")中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。服务器也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。

Claims (10)

1.一种服务器，包括：壳体，

所述壳体内部设有交换板和多个载板，所述交换板与各个所述载板电连接，各个所述载板上均设有多个核心板，所述核心板为进阶精简指令集处理器核心板。

2.根据权利要求1所述的服务器，其中，所述交换板上设有管理芯片，所述管理芯片用于采集和管理所述服务器上的信息。

3.根据权利要求2所述的服务器，其中，所交换板上还设有时序控制模块，所述管理芯片通过所述时序控制模块与各个所述核心板相连。

4.根据权利要求3所述的服务器，其中，所述管理芯片、所述时序控制模块以及所述核心板的数据传输接口为集成电路总线接口或通用异步收发器接口。

5.根据权利要求3至4中任一项所述的服务器，所述时序控制模块与各个所述核心板之间通过扩展器电连接。

6.根据权利要求5所述的服务器，其中，所述扩展器包括多个第一扩展器和多组第二扩展器，每组所述第二扩展器中均包括多个所述第二扩展器，各个所述第一扩展器的前端均与所述时序控制模块电连接，其中一个所述第一扩展器的后端与其中一组所述第二扩展器的前端电连接，其中一个所述第二扩展器的后端与其中一个所述载板上的各个所述核心板电连接。

7.根据权利要求2至4中任一项所述的服务器，所述管理芯片包括：

风扇调节模块，所述风扇调节模块用于根据所述核心板的负载对所述服务器中的风扇速度进行调节。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的服务器，还包括：信号背板，各个所述载板与所述交换板之间通过所述信号背板电连接。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的服务器，各个所述核心板上设有散热器。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的服务器，所述壳体包括顶板、底板和侧板，所述壳体的第一端具有多个间隔且并排设置的隔板，所述隔板设置在所述顶板和所述底板之间，所述隔板的顶端与所述顶板相连，所述隔板的底端与所述底板相连，多个所述隔板将所述顶板与所述底板之间的区域隔开成多个容置腔，所述载板插设在所述容置腔中；

所述交换板位于所述壳体的第二端的所述底板上。

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