CN114840461B - 服务器的扩展装置和服务器 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种服务器的扩展装置和服务器，涉及计算机技术领域，尤其涉及服务器架构技术。提供了一种服务器的扩展装置，包括：Riser卡第一模块，其中所述Riser卡第一模块包括：第一Riser卡，所述第一Riser卡被配置为经由第一连接器连接到服务器主板上的电源输出接口，并且被配置为经由线缆连接到所述主板上的高速互连接口，以及，第二Riser卡组件，所述第二Riser卡组件包括至少一个第二Riser卡，所述第二Riser卡组件被配置成经由第二连接器从所述第一Riser卡接收电源，并且被配置为经由线缆连接到所述主板上的高速互连接口。

Description

服务器的扩展装置和服务器

技术领域

本公开涉及计算机技术领域，尤其涉及服务器架构技术，具体涉及一种服务器的扩展装置和服务器。

背景技术

在服务器使用的过程中，可以使用扩展装置对服务器的输入输出接口进行扩展，从而实现对于服务器功能和操作的灵活配置。

在此部分中描述的方法不一定是之前已经设想到或采用的方法。除非另有指明，否则不应假定此部分中描述的任何方法仅因其包括在此部分中就被认为是现有技术。类似地，除非另有指明，否则此部分中提及的问题不应认为在任何现有技术中已被公认。

发明内容

本公开提供了一种服务器的扩展装置和服务器。

根据本公开的一方面，提供了一种服务器的扩展装置，包括：Riser卡第一模块，其中所述Riser卡第一模块包括：第一Riser卡，所述第一Riser卡被配置为经由第一连接器连接到服务器主板上的电源输出接口，并且经由线缆连接到所述主板上的高速互连接口，以及，第二Riser卡组件，所述第二Riser卡组件包括至少一个第二Riser卡，所述第二Riser卡组件被配置成经由第二连接器从所述第一Riser卡接收电源信号，并且经由线缆连接到所述主板上的高速互连接口。

根据本公开的另一方面，提供了一种服务器，包括：服务器主板，所述服务器主板配置有至少一个电源输出接口和至少一个高速互连接口；以及与所述服务器主板耦接的如前所述的扩展装置。

根据本公开的一个或多个实施例，可以利用本公开提供的服务器扩展架构实现服务器的灵活配置，降低服务器的运维复杂度和运维成本。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开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

附图示例性地示出了实施例并且构成说明书的一部分，与说明书的文字描述一起用于讲解实施例的示例性实施方式。所示出的实施例仅出于例示的目的，并不限制权利要求的范围。在所有附图中，相同的附图标记指代类似但不一定相同的要素。

图1示出了根据本公开的实施例的服务器扩展装置的示例性框图；

图2示出了根据本公开的实施例的Riser卡第一模块的原理性框图；

图3示出了根据本公开的实施例的Riser卡第一模块的原理性框图；

图4示出了根据本公开的实施例的Riser卡第一模块的原理性框图；

图5示出了根据本公开的实施例的服务器扩展装置的示例性框图；

图6示出了根据本公开的实施例的Riser卡第二模块的原理性框图；

图7示出了根据本公开的实施例的服务器的扩展装置的一种示例。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开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，而不会背离本公开的范围。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。

在本公开中，除非另有说明，否则使用术语“第一”、“第二”等来描述各种要素不意图限定这些要素的位置关系、时序关系或重要性关系，这种术语只是用于将一个要素与另一要素区分开。在一些示例中，第一要素和第二要素可以指向该要素的同一实例，而在某些情况下，基于上下文的描述，它们也可以指代不同实例。

在本公开中对各种所述示例的描述中所使用的术语只是为了描述特定示例的目的，而并非旨在进行限制。除非上下文另外明确地表明，如果不特意限定要素的数量，则该要素可以是一个也可以是多个。此外，本公开中所使用的术语“和/或”涵盖所列出的项目中的任何一个以及全部可能的组合方式。

在服务器架构中，随着中央处理器(CPU)的高速互连接口(PCIe)信号的速率越来越高，在服务器板卡上走线链路损耗越来越大，从而导致PCIe走线长度变短。但是在服务器中，CPU和用于扩展的Riser卡之间的相对位置没有发生变化，甚至可能由于CPU功耗变大导致机箱变长从而导致CPU和Riser卡之间的相对位置变得更远。相对于PCB链路损耗，线缆链路损耗较小，因此，服务器内的PCIe走线可以采用线缆方案。

在一些方案中，集成有多个插槽(slot)的Riser卡可以直接通过例如金手指的连接器插在服务器的主板上，并经由和主板之间的连接器从主板接收电源、边带(Sideband)信号等信号。在一些情况下，可以经由和主板之间的连接器接收用于单个插槽的高速信号，而其他的插槽可以通过线缆连接到服务器主板。当Riser卡的插槽连接有扩展组件(如网卡、图形处理器(GPU)等)，可以经由Riser卡的插槽为扩展组件提供电源。在一些情况下，当经由插槽连接的例如GPU的扩展组件需要额外电源时，需要将GPU连接到主板上的电源接口来得到额外的供电。

在另一些方案中，集成有多个插槽(slot)的Riser卡由于服务器的空间限制无法直接插在服务器的主板上。在这种情况下，将利用线缆将Riser卡连接到服务器的主板以获取电源、边带信号以及用于插槽的高速信号。当经由插槽连接的例如GPU的扩展组件需要额外电源时，同样需要将GPU连接到主板上的电源接口来得到额外的供电。

在又一些方案中，在服务器中采用具有单插槽的Riser卡的配置，其中每个单插槽的Riser卡分别通过线缆连接到服务器的主板上以获取电源、边带信号以及用于插槽的高速信号。当经由插槽连接的例如GPU的扩展组件需要额外电源时，同样需要将GPU连接到主板上的电源接口来得到额外的供电。

在相关技术的方案中，对于集成多个插槽(如2个、3个插槽等)的Riser卡方案，当不需要使用这么多插槽时，无法对插槽的数量进行灵活配置，从而可能会造成服务器的空间浪费并增加服务器的成本。对于单插槽的Riser卡方案，由于每个Riser卡都是一个单独的个体，需要对每个Riser卡的板卡进行单独的设计和开发，板卡之间具有较差的共用性。并且由于单插槽的Riser卡架构中每个Riser卡都是通过线缆连接到服务器主板，将造成服务器散热效率差、运维复杂、成本高、不美观等缺点。

为了解决上述问题，本公开提供了一种新的服务器扩展装置。

图1示出了根据本公开的实施例的服务器扩展装置的示例性框图。如图1所示，扩展装置100包括Riser卡第一模块110，组件110包括第一Riser卡111和第二Riser卡组件112。

其中，第一Riser卡111被配置为经由第一连接器连接到服务器主板上的电源输出接口，并且经由线缆连接到主板上的高速互连接口PCIe。第二Riser卡组件包括至少一个第二Riser卡。第二Riser卡组件112被配置成经由第二连接器从第一Riser卡接收电源，并且被配置为经由线缆连接到主板上的高速互连接口。

利用图1中示出的扩展装置100，可以利用第一Riser卡和第二Riser卡之间的相互连接形成具有多个插槽的服务器组件。其中第一Riser卡用于直接连接到服务器主板，并经由连接器为第二Riser卡组件提供至少包括电源的信号。由于第一Riser卡和第二Riser卡之间是可以拆卸并灵活配置的，在利用扩展装置100对服务器的输入输出进行扩展时，可以实现服务器的灵活配置。

下面将结合图2-图7进一步描述本公开的原理。

图2示出了根据本公开的实施例的Riser卡第一模块200的原理性框图。在图2中，以第二Riser卡组件包括两个第二Riser卡为例描述本公开的原理。然而可以理解的是，在不脱离本公开原理的情况下，本领域技术人员可以根据实际情况在第二Riser卡组件中配置更多或更少数量的第二Riser卡。可以利用图2中示出的Riser卡第一模块200实现图1中示出的Riser卡第一模块110。

如图2所示，Riser卡第一模块200可以包括第一Riser卡210和第二Riser卡组件220。

其中，第一Riser卡210可以包括板卡主体212和第一连接器211。其中第一连接器211用于将第一Riser卡连接到服务器主板，板卡主体211可以包括第一Riser卡的任何需要的电路配置(如插槽2121、现场可更换单元FRU芯片、温度传感器芯片等)。图中仅示出了插槽213，省略了第一Riser卡的其他电路配置的具体细节。可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际情况对第一Riser卡进行电路设计。其中，

第二Riser卡组件220可以包括两个第二Riser卡222，其中每个第二Riser卡222上可以配置有插槽223。如图2所示，两个第二Riser卡222之间可以经由第二连接器221进行连接。第二Riser卡组件可以经由第二连接器221将一个第二Riser卡和第一Riser卡相连接，从而实现第二Riser卡组件和第一Riser卡之间的连接。在一些示例中，第二连接器相对于第二Riser卡是可拆卸的。也就是说，当需要利用第二连接器将第二Riser卡连接到其他元件(如第一Riser卡或另一个第二Riser卡)时，可以将第二连接器耦接到第二Riser卡。在无需使用第二连接器的情况下，可以从第二Riser卡上移除第二连接器，以降低板卡成本和装置的复杂性。

在一些实施例中，第一连接器211和第二连接器221可以是金手指连接器。利用金手指连接器，可以实现第一Riser卡和主板之间、第一Riser卡和第二Riser卡之间以及两个第二Riser卡之间的简单插接。当第一连接器211是金手指连接器时，服务器主板上的电源输出端口可以是能够使用金手指连接器进行插拔的电源输出端口。在此不限定主板上的电源输出端口的具体形式，本领域技术人员可以根据实际情况对主板上配置的电源输出端口进行设置。

通过利用第一连接器211将第一Riser卡连接到服务器主板，第一Riser卡可以经由第一连接器211连接到服务器主板上的电源输出接口，从而从服务器主板获取电源。在一些实施例中，还可以经由第一连接器211连接到服务器主板上的边带信号接口，以从服务器主板获取边带信号。进一步地，通过利用第二连接器221将第二Riser卡组件连接到第一Riser卡，第二Riser卡组件中的第二Riser卡可以从第一Riser卡获取电源和边带信号。

图2中第一连接器211和服务器主板之间的双向箭头指示了第一Riser卡和服务器主板之间的信号交互。第二连接器221和第一连接器211之间的双向箭头指示了第一Riser卡和第二Riser卡之间的信号交互。其中，主板可以通过第一连接器211向Riser第一模块200提供电源和/或边带信号等信息。第一Riser卡可以通过第二连接器221向第二Riser卡组件提供电源和/或边带信号等信息。

在图2示出的示例中，第一Riser卡的插槽213和每个第二Riser卡的插槽223可以通过线缆连接到服务器主板的高速互连接口(PCIe接口)。图2中从插槽213、223指向服务器主板的箭头指示了PCIe接口的信号连接。在一些示例中，插槽213、223可以连接有焊盘，并可以通过焊盘连接线缆从而实现插槽和服务器主板之间的连接。

利用图2中示出的扩展装置，多个第二Riser卡经由第二连接器连接到第一Riser卡，并且第一Riser卡直接连接到服务器主板上。利用这种方式，在对服务器进行运维时，三个Riser卡可以形成一个整体的Riser卡模组。只需将高速信号的线缆拔掉，就可以从服务器中对整个Riser卡模组进行拆卸。此外，由于每个Riser是单插槽设计，在对服务器的扩展装置进行配置时，可以根据实际需要设置Riser卡的数量并简单地将Riser卡组合在一起，从而能够最大程度上利用服务器的空间并减少空间和成本的浪费。进一步地，在减少了Riser卡模块和主板之间的连接线缆的情况下，可以提高服务器的散热效率，降低运维复杂度，方便增改配。

图3示出了根据本公开的实施例的Riser卡第一模块300的原理性框图。

如图3所示，Riser卡第一模块300可以包括第一Riser卡310和第二Riser卡组件320。其中，第一Riser卡310中的第一连接器311、板卡主体312、插槽313以及第二Riser卡组件320中的第二Riser卡322、第二连接器321以及插槽323可以由结合图2描述的第一连接器211、板卡主体212、插槽213以及第二Riser卡组件220中的第二Riser卡222、第二连接器221以及插槽223实现，在此不再加以赘述。

在图3示出的示例中，第一Riser卡进一步包括电源输出端口314，其中电源输出端口可以用于向连接到Riser卡第一模块的扩展组件(即，通过连接插槽213、223连接到Riser卡第一模块的扩展组件)提供电源。

在一些实施例中，扩展组件可以是例如网卡的小功率组件。对于这一类功率较小的扩展组件，可以通过插槽直接获取供电即可满足使用需要。在另一些实施例中，扩展组件可以是图形处理单元GPU。由于GPU的功率较大，因此在使用过程中需要额外的电力供应来满足正常的使用需要。通过在第一Riser卡上设置电源输出端口，可以通过线缆连接电源输出端口314和连接到插槽313和/或插槽323的GPU从而为GPU提供额外的电力供应。利用这种方式可以省略GPU和服务器主板之间的线缆连接，减少Riser卡模块和主板之间的连接，使得将Riser卡模块安装到主板或从主板拆卸的过程更加简单，从而实现方便运维的目的。

图4示出了根据本公开的实施例的Riser卡第一模块400的原理性框图。

如图4所示，Riser卡第一模块400可以包括第一Riser卡410和第二Riser卡组件420。其中，第一Riser卡410中的第一连接器411、板卡主体412、插槽413以及第二Riser卡组件420中的第二Riser卡422、第二连接器421以及插槽423可以由结合图2描述的第一连接器211、板卡主体212、插槽213以及第二Riser卡组件220中的第二Riser卡222、第二连接器221以及插槽223实现，在此不再加以赘述。

在图4示出的示例中，边带信号可以包括I2C数据。

可以基于I2C协议实现主板和各个扩展组件之间的通信。为了实现上述功能，需要为每个Riser卡分配不同的I2C地址。在相关技术中，为了区分不同Riser卡的的I2C地址，需要对各个Riser卡进行单独的电路设计，以使得不同的Riser卡具有不同的电学特性(如不同电平)，从而使得各个Riser卡具有不同的I2C地址。这将大大增加Riser卡的设计和生产的工作量，并且使得Riser卡之间不具有良好的通用性。

为了解决上述问题，在本公开的方案中，第二Riser卡采用相同的印刷电路板(PCB)设计，使得在对服务器进行运维时，第二Riser卡的配置和更换都具有良好的通用性，并且减少了Riser卡的设计和生产的工作量。

在这个基础上，通过在连接器进行配置使得两个相同的第二Riser卡具有不同的I2C地址。其中，当第二Riser卡组件中的第一个第二Riser卡经由第二连接器连接到第一Riser卡时，第一个第二Riser卡具有第一I2C地址，当两个第二Riser卡中的第二个第二Riser卡经由两个第二Riser卡中的第一个第二Riser卡时，第二个第二Riser卡具有与第一I2C地址不同的第二I2C地址。

如图4所示，跨越连接器411、421的箭头指示了I2C协议的通信。其中，第一Riser卡还可以包括I2C设备414，I2C设备可以包括现场可更换单元FRU、温度传感器等，主板可以通过I2C与I2C设备414通信。类似地，第二Riser卡还可以包括I2C设备424，主板可以通过I2C与I2C设备424通信。

从图4中可以看出，第一Riser卡具有与第二Riser卡不同的I2C设备电路设计，从而使得第一Riser卡和第二Riser卡具有不同的I2C地址。第二Riser卡的板卡本身具有相同的I2C设备电路设计，但当第二Riser卡经由第二连接器连接到第一Riser卡时，I2C设备424连接的电阻被连接到高电平，当第二Riser卡经由第二连接器连接到另一第二Riser卡时，I2C设备424连接的电阻被连接到低电平，从而使得不同的第二Riser卡具有不同的I2C地址。

可以理解的是，图4中仅示出了一种示例性的结构。在不脱离本公开原理的情况下，可以对图4中示出的结构进行变型。例如，可以配置第二连接器421，使得当第二Riser卡经由第二连接器连接到第一Riser卡时，I2C设备424连接的电阻被连接到低电平，当第二Riser卡经由第二连接器连接到另一第二Riser卡时，I2C设备424连接的电阻被连接到高电平。

图5示出了根据本公开的实施例的服务器扩展装置500的示例性框图。

如图5所示，服务器扩展装置500可以包括Riser卡第一模块510和Riser卡第二模块520。其中，可以利用结合图2-图4描述的Riser卡第一模块200、300或400实现图5中的Riser卡第一模块510，在此不再加以赘述。

其中，Riser卡第二模块520可以包括至少一个第二Riser卡。其中，Riser卡第二模块520可以经由第三连接器从服务器主板接收电源，并且经由线缆连接到服务器主板上的高速互连接口。在一些实施例中，Riser卡第二模块还可以被配置成经由第三连接器从主板接收边带信号。

图6示出了根据本公开的实施例的Riser卡第二模块600的原理性框图。可以利用图6中示出的Riser卡模块600实现图5中的Riser卡第二模块520。

如图6所示，Riser卡模块600可以包括两个第二Riser卡622。其中，图6中示出的第二Riser卡622、第二连接器621、插槽623可以由结合图2描述的第二Riser卡222、第二连接器221、插槽223实现，在此不再加以赘述。

进一步地，第二Riser卡622还可以包括第三连接器624。其中，第二Riser卡能够利用线缆经由第三连接器624连接到主板上的电源接口。在一些情况下，为了充分利用服务器的空间，可能出现Riser卡模块无法直接连接到主板的情况。因此，通过在第二Riser卡622上设置第三连接器624，可以经由线缆将Riser卡模块600与服务器主板相连接，并从服务器主板接收电源和边带信号(如I2C数据)。

在图6示出的Riser卡第二模块包括两个第二Riser卡的示例中，两个第二Riser卡中的第一个第二Riser卡可以经由第三连接器连接到主板，并且Riser卡第二模块中的第二个第二Riser卡可以经由第二连接器从所述Riser卡第二模块中的第一个第二Riser卡接收电源和边带信号。利用这种方式，可以减少Riser卡和主板之间的线缆连接，在将Riser卡第二模块安装到主板或从主板上拆卸的过程中可以将Riser卡第二模块作为一个整体进行拆卸，减少服务器的运维成本。

对于结合图5、图6描述的Riser卡第二模块，由于Riser卡第二模块是通过线缆连接到主板的，因此，当Riser卡第二模块中的扩展组件(如GPU)需要额外供电时，可以通过分线的方式，在不增加扩展组件和主板之间的额外线缆连接的情况下实现对于扩展组件的额外供电。

图7示出了根据本公开的实施例的服务器的扩展装置的一种示例，如图7所示，扩展装置可以包括第一Riser卡710和第二Riser卡组件720。其中第一Riser卡710可以经由第一连接器711连接到服务器主板。通过图7中示出的Riser卡组合方式，可以利用第一Riser卡710向第二Riser卡组件720提供电源和/或边带信号，亦或者是任何其他需要的信号。可以利用图7中示出的示例实现结合图1-6描述的服务器的扩展装置。

根据本公开的实施例，还提供了一种服务器，包括：服务器主板，所述服务器主板配置有至少一个电源输出接口和至少一个高速互连接口；以及与所述服务器主板耦接的扩展装置。可以利用结合图1-图6描述的扩展装置对服务器进行配置。

虽然已经参照附图描述了本公开的实施例或示例，但应理解，上述的方法、系统和设备仅仅是示例性的实施例或示例，本发明的范围并不由这些实施例或示例限制，而是仅由授权后的权利要求书及其等同范围来限定。实施例或示例中的各种要素可以被省略或者可由其等同要素替代。此外，可以通过不同于本公开中描述的次序来执行各步骤。进一步地，可以以各种方式组合实施例或示例中的各种要素。重要的是随着技术的演进，在此描述的很多要素可以由本公开之后出现的等同要素进行替换。

Claims (13)

1.一种服务器的扩展装置，包括：

Riser卡第一模块，其中所述Riser卡第一模块包括：

第一Riser卡，所述第一Riser卡被配置为经由第一连接器连接到服务器主板上的电源输出接口，并且被配置为经由线缆连接到所述主板上的高速互连接口，以及，

第二Riser卡组件，所述第二Riser卡组件包括至少两个第二Riser卡，所述第二Riser卡组件被配置成经由第二连接器从所述第一Riser卡接收电源，并且被配置为经由线缆连接到所述主板上的高速互连接口，其中，所述至少两个第二Riser卡之间依次通过第二连接器相连接。

2.如权利要求1所述的扩展装置，其中，所述第一Riser卡还包括电源输出端口，所述电源输出端口用于向连接到所述Riser卡第一模块的扩展组件提供电源。

3.如权利要求2所述的扩展装置，其中所述扩展组件是图形处理单元。

4.如权利要求1所述的扩展装置，其中所述第一连接器是金手指连接器，所述第二连接器是金手指连接器。

5.如权利要求1所述的扩展装置，其中所述第二连接器相对于所述第二Riser卡是可拆卸的。

6.如权利要求1所述的扩展装置，其中，所述第一Riser卡还配置成经由所述第一连接器连接到所述主板上的边带信号接口，所述第二Riser卡还配置成经由所述第二连接器从所述第一Riser卡接收边带信号。

7.如权利要求6所述的扩展装置，其中，所述边带信号包括I2C数据。

8.如权利要求7所述的扩展装置，其中，当所述第二Riser卡组件中的第一个第二Riser卡经由所述第二连接器连接到所述第一Riser卡时，所述第一个第二Riser卡具有第一I2C地址，当所述两个第二Riser卡中的第二个第二Riser卡经由两个第二Riser卡中的所述第一个第二Riser卡时，所述第二个第二Riser卡具有第二I2C地址。

9.如权利要求1所述的扩展装置，还包括：

Riser卡第二模块，其中所述Riser卡第二模块包括：

至少一个第二Riser卡，所述Riser卡第二模块被配置成经由第三连接器从所述主板接收电源，并且经由线缆连接到所述主板上的高速互连接口。

10.如权利要求9所述的扩展装置，其中所述Riser卡第二模块还被配置成经由所述第三连接器从所述主板接收边带信号。

11.如权利要求10所述的扩展装置，其中所述Riser卡第二模块包括两个第二Riser卡，其中，所述两个第二Riser卡中的第一个第二Riser卡经由第三连接器连接到主板，并且所述Riser卡第二模块中的第二个第二Riser卡经由所述第二连接器从所述Riser卡第二模块中的第一个第二Riser卡接收电源和边带信号。

12.如权利要求11所述的扩展装置，其中所述边带信号包括I2C数据。

13.一种服务器，包括：

服务器主板，所述服务器主板配置有至少一个电源输出接口和至少一个高速互连接口；以及

与所述服务器主板耦接的如权利要求1-12中任一项所述的扩展装置。

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