CN201097278Y - 个人丛集计算机的机壳分隔架构 - Google Patents

Abstract

本实用新型乃为一种机壳分隔架构，供安装具有主节点主板与第一、第二、第三与第四计算节点主板之个人丛集计算机。此机壳分隔架构包括上容室、左容室与右容室。上容室系供水平设置主节点主板；左、右容室相邻于该上容室之下方，分别供面对面直立配置第一、第二计算节点主板，以及第三、第四计算节点主板，且第三计算节点主板与第二计算节点主板为背对背配置。透过此机壳分隔架构，可改善习知刀锋式个人丛集计算机在散热、噪音、扩充性及空间配置上的机构问题。

Description

个人丛集计算机的机壳分隔架构

【技术领域】

本实用新型系关于一种机壳分隔架构，特别是一种个人丛集计算机之机壳分隔架构。

【背景技术】

如「第1图」所示，系为习知技术中采用刀锋架构(Blade Architecture)的个人丛集计算机，此类型系统乃供执行小规模、高度复杂的丛集(clustering)计算工作。如图所示，机箱10内的前段空间皆用于安装数片主机板11，且所有主机板11朝向同一方向并间隔地排列于该前段空间中，同时各主机板11将前段空间切割为数个切割空间作为气流通道，如同常见的刀锋架构。后段空间包含位于下半部、带有风扇的电源供应器12，上半部另设有数个主风扇13做为主要的散热气流产生来源；由机箱10前侧吸入的气流14将分别通过各个切割空间，再经过主风扇13由机箱10背侧排出。

不过，以前述架构来实现个人丛集计算机(Personal cluster computer)具有几个问题。

首先，狭窄的切割空间对于散热是很大的障碍。噪音的产生可视为空气分子与物体的碰撞所造成的，狭窄的空间、凹凸不平的通道表面会造成较多的紊流，产生更多的风切声。而为了让气流在狭窄的切割空间顺畅流动、同时要达到足够的风压穿过每一片散热鳍片110之间的通道，必须使用的高转速小型风扇，也会造成高分贝的运作噪音。

其次，前述架构的大部分空间被区隔成狭窄的切割空间，对于电源分配板(Power Distribution Board，PDB)、KVM切换器(Keyboard/Video/Mouse switch)、风扇控制板、储存装置、网络装置...等功能模块的配置造成极大的问题。例如，第1图中最佳的硬盘(图未示)设置位置，可能是在相邻的两片主机板11之间，使得切割空间更为拥挤；除了影响气流之外，必须在主机板上设置悬空的置放架、并排除硬盘所造成的干涉问题。另一个例子是电源分配板或风扇控制板。这一类的小型电路板通常为独立的或者整合成背板(backplane)，可被安置在机壳内的剩余空间内，但是除了要避免干扰气流、摒除干涉问题之外，要安装于前述架构中，必须要客制化成特殊形状规格才行。

再者，前述架构无法提供个人丛集计算机足够的扩充功能。例如，当应用于电影特效之高阶影像处理时，通常显示卡需要安装在个人丛集计算机的主节点(head node)上，此主节点可由其中一块主机板11实现。但是，由于作为主节点的主机板11也仅有狭长的切割空间可供应用，故需采用类似1U服务器常用的转向卡(riser card)架构，如此一来，同样造成切割空间的拥挤和显示卡的固定问题。若将扩充功能独立至另一块扩充板上，除了位置问题之外，反而新增了总线频宽与稳定性问题。

【发明内容】

鉴于以上的问题，本实用新型的主要目的在于提供一种个人丛集计算机之机壳分隔架构，藉以解决先前技术所揭露之散热差、噪音大、空间配置不良及扩充性不足的问题。

因此，本实用新型所揭露之机壳分隔架构乃供安装具有主节点主板与第一、第二、第三与第四计算节点主板之个人丛集计算机。此机壳分隔架构包括上容室、左容室与右容室。上容室系供水平设置主节点主板；左容室相邻于该上容室之下方，供面对面直立配置第一、第二计算节点主板；右容室则相邻于上容室之下方与左容室之右侧，供面对面直立配置第三、第四计算节点主板，且第三计算节点主板与第二计算节点主板为背对背配置。

根据本实用新型一较佳实施例，机壳分隔架构更包含中隔板设置于上容室之下方与左、右容室之间；此中隔板可供安装第二计算节点主板与第三计算节点主板。另外，后容室可设置于上容室之下方与左、右容室后方，其中段后侧供安装后侧风扇，底部供安装电源供应器，顶部则具有机架供容设网络连接装置。

根据本实用新型一较佳实施例，机壳分隔架构更包含可开启的左侧门与右侧门，分别供安装第一、第四计算节点主板。

根据本实用新型一较佳实施例，左、右容室分别包含梳状轨道组，分别设置于左、右容室之顶侧及/或底侧。此梳状轨道组包含复数平行之突轨，各突轨后端彼此连接，使梳状轨道组前侧开放、后侧封闭。再者，左、右容室可分别包含左双板机箱与右双板机箱，此左、右双板机箱具有对应梳状轨道组之定位轨道设置于其顶侧及或底侧，使左、右双板机箱滑行进/出左、右容室。此左、右双板机箱主要分别供面对面直立设置第一、第二计算节点主板与第三、第四计算节点主板，其内部顶侧及/或底侧分别供水平设置储存装置、风扇控制板、电源分配板及/或讯号转接板。其次，此左、右双板机箱可分别包含一具有把手之盖板安装于其前侧；盖板上具有风孔，可供安装前侧风扇。

根据本实用新型一较佳实施例，机壳分隔架构更包含复数托盘供安装第一、第二、第三、第四计算节点主板，使其被推入或拉出左容室或右容室。另外，左/右容室之顶侧及/或底侧可供直接水平设置储存装置、风扇控制板、电源分配板及/或讯号转接板，而左/右容室前侧可供设置复数前侧风扇。

根据本实用新型一较佳实施例，机壳分隔架构更包含上隔板以分隔上容室与下方之左、右容室，并供设置主节点主板于上容室中后段底部。上容室前侧可供设置复数硬盘、一光盘机及/或一输出入装置切换器(I/O device switch)，后侧则供设置复数上侧风扇。

为对本实用新型的目的、构造特征及其功能有进一步的了解，兹配合附图详细说明如下：

【附图说明】

第1图系习知技术中个人丛集计算机之机壳分隔架构示意图。

第2图系本实用新型第一较佳实施例之机壳分隔架构示意图。

第3图系本实用新型第二较佳实施例之机壳分隔架构示意图。

第4图系本实用新型第三较佳实施例之机壳分隔架构示意图。

第5图系本实用新型第四较佳实施例之机壳分隔架构示意图。

第6图系本实用新型第五较佳实施例之机壳分隔架构示意图。

【具体实施方式】

以下举出具体实施例以详细说明本实用新型的内容，并以图示作为辅助说明。说明中提及的符号参照图式符号。

请参阅第2图，在本实用新型的第一较佳实施例中，针对个人丛集计算机所提供之机壳分隔架构(chassis framework)200呈长方体，可由骨架与板体(图均未示)实现，主要包括同样成长方体的上容室(top chamber)210、左容室(leftchamber)220与右容室(right chamber)230。藉由设置一中隔板242于该机壳分隔架构200之前中段底部，可实现左、右容室220，230之区隔；另藉由设置一上隔板244于该机壳分隔架构之上段，可实现上容室210与左/右容室220/230之区隔。中隔板242与上隔板244可为完整的平板或具有不定尺寸的孔洞。

本实用新型机壳分隔架构200所应用之个人丛集计算机主要包含主节点主板(head-node mainboard)250、第一计算节点主板(first compute-nodemainboard)251、第二计算节点主板252、第三计算节点主板253与第四计算节点主板254。

上容室210可供主节点主板250水平设置，其中一个适当的位置是安装于上隔板244的中后段上(亦即上容室244的中后段底部)。上容室210的深度可容许一或多张扩充卡260直立设置于主节点主板250的总线插槽上，解决习知技术的扩充性不足问题；扩充卡260可为显示卡、声卡等，提供高阶影音或其它特殊处理功能。

位于上容室210下方之左容室220可供直立配置第一、第二计算节点主板251，252，以第1图而言，第一计算节点主板251靠近左容室220之左侧(即机壳分隔架构200之左侧内壁面)，而第二计算节点主板252靠近中隔板242、左容室220之右侧，并使第一、第二计算节点主板251，252具有大部分电子组件的一面彼此相对。同样位于上容室210下方之右容室230可供直立配置第三、第四计算节点主板253，254，以第1图而言，第三计算节点主板253靠近中隔板242、右容室230之左侧，而第四计算节点主板254靠近右容室230之右侧(即机壳分隔架构200之右侧内壁面)，并使第三、第四计算节点主板253，254具有大部分电子组件的一面彼此相对。

换言之，在本实用新型机壳分隔架构200之配置下，第一、第二计算节点主板251，252及第三、第四计算节点主板253，254分别面对面直立配置，而第三计算节点主板253与该第二计算节点主板252为背对背配置(back-to-backalignment)。

本实用新型机壳分隔架构200如此设计之优点，在于整合原本习知技术的狭长切割空间，使左、右容室220，230分别具有较大的可用空间(available space)，不仅提供较大的气流通道，亦利于安装低噪音、的较大风扇，在散热和噪音降低上都有较佳的表现。本实用新型中第二、第三计算节点主板252，253之间距是较小的；不过其背侧不需气流、较少干涉问题，反而让第一、第二计算节点主板251，252之间及第三、第四计算节点主板253，254之间，分别具有更大的可用空间。例如，风扇控制板、储存装置、电源分配板或讯号转接板(Signal connectionboard)，可水平安装于第一、第二计算节点主板251，252之间及/或第三、第四计算节点主板253，254之间，亦即左/右容室220/230之顶侧及/或底侧，实例将揭露于后续实施例中。

在满足维持前述各主板250～254之概约相对位置的前提，并涵盖于本实用新型单一的主要技术特征之下，机壳分隔架构200可提供各主板250～254不同的安装手段。

于上容室210中，主节点主板250可直接以螺丝等固定件锁固于上隔板244上，或水平固定于机壳分隔架构200内部骨架或内壁(图未示)。若机壳架体200具有合适的开口，可提供一托盘(图未示)承载主节点主板250，可滑行的推入或拉出机壳架体200。关于安装各计算节点主板251～254的不同方式，将陆续介绍于后续各实施例中。

请参阅第3图，在本实用新型的第二较佳实施例中，机壳分隔架构200更包括托盘311，312，313，314分别供安装第一、第二、第三、第四计算节点主板251，252，253，254。任意型态之复数滑轨模块(图未示)或等效构造可应用于左、右容室220，230之顶侧及/或底侧，使托盘311～314可分别承载着第一～第四计算节点主板251～254，滑动式的推入或拉出左、右容室220，230。如有必要，托盘311～314于其顶缘及/或底缘亦可具有滑轨相关结构。

请参阅第4图，为便于说明，主节点主板250及上隔板244已被移除。本实用新型第三较佳实施例中，机壳分隔架构200更包括可开启的左侧门410与右侧门420，分别供安装第一、第四计算节点主板251，252。左、右侧门410，420具有一或多个枢轴组411、421可位于机壳分隔架构200两侧边的任意位置；较佳的位置为左、右容室220，230外侧边、接近底部处，使左、右侧门410，420开启时第一、第四计算节点主板251，254可旋转放至水平位置，而便于对第一、第四计算节点主板251，254作业。左右侧门410，420开启后在机壳分隔架构200两侧边形成的二开口(图未示)，可供对内侧的第二、第三计算节点主板252，253作业。

此外，由于第一、第二计算节点主板251，252之间及第三、第四计算节点主板253，254之间，亦即左/右容室220/230之顶侧及/或底侧，分别具有更大的可用空间，因此储存装置(例如硬盘)430或电源分配板441可水平设置于左/右容室220/230之顶侧及/或底侧。其它功能模块如风扇控制板或讯号转接板，亦可水平安装于相同位置。

只要中隔版242长度较上隔板244短，于上容室210下方、左、右容室220，230后方可形成一后容室240。此后容室240底部可供安装多个电源供应模块440；其顶部则设置一小型机架(rack)450。此机架450可由金属骨架及/或板体构成一或多个矩形容置空间供安装网络连接装置(Network connection device)(图未示)，例如无限宽带切换器(Infiniband switch)及/或十亿位组以太网络切换器(GigabyteEthernet switch)等。无线宽带切换器可作为主节点主板250与第一～第四计算节点主板251～254间的内部链路(internal link)，以太网络切换器则提供对外网络链路(external network link)。

请参阅第5图，除了第4图中之电源供应模块440具有内建风扇之外，本实用新型第四较佳实施例中提供机壳分隔架构200之一个风扇配置方式；为便于说明，主节点主板250已被移除。首先在左/右容室前侧供设置复数前侧风扇(front fan)510a/b，520a/b，此前侧风扇510a/b，520a/b一般而言具有比习知系统更大的尺寸，因此可以较低的转速达到所需的风速与风压，能在较低噪音下提供更好的散热效果。另外，在后容室240中段，亦即第4图之电源供应模块440与机架450之间，可供安装多个后侧风扇(rear fan)530a/b/c，以增强前侧风扇510a/b，520a/b产生的气流，快速带走左、右容室220，230中第一～第四计算节点主板251～254产生的热量。上容室210的后侧可供设置复数上侧风扇(topfan)540a/b，用来带走主节点主板250所产生之热量。

此外，储存装置430的其中一个较佳选择，是安装于上容室210的前侧，非常便于抽取安装。上容室210的前侧剩余空间尚可供安装输出入装置切换器(I/O device switch，如KVM切换器)、光盘机(disk reader/writer)等；外侧可加装面板，整合指示灯、电源开关、各种输入输出连接器等。

请参阅第6图，在满足维持前述各主板250～254之概约相对位置的前提，并涵盖于本实用新型单一的主要技术特征之下，机壳分隔架构200可包括左、右双板机箱610，620，分别供安装第一～第四计算节点主板251～254。左、右双板机箱610，620皆为前后端开放之矩形箱体；为便于说明，主节点主板250已被移除。为方便操作，左、右容室220，230分别包含有梳状轨道组(comb railset)221，231，例如第6图中之E型轨道组，分别设置于该左、右容室220，230之顶侧及/或底侧；每一梳状轨道组221，231具有多个平行突轨，各突轨后端彼此连接，使梳状轨道组221，231前侧开放、后侧封闭。而左、右双板机箱610，620具有对应该梳状轨道组221，231之多个直条状定位轨道611，621设置于其顶侧及或底侧，此定位轨道611，621可分别与梳状轨道组221，231嵌合、并相对滑动，使该左、右双板机箱610，620可滑行进/出该左、右容室220，230。同时，梳状轨道组221，231封闭端可提供左、右双板机箱610，620向内滑动时之挡止效果。

另外，为使左、右双板机箱610，620便于拖拉，其前侧可设置具有把手614，624之盖板612，622；而前侧风扇510a/b，520a/b可分别设置于盖板612，622之风孔613，623。左、右双板机箱610，620之内部顶侧及/或底侧亦可供水平设置储存装置、风扇控制板、电源分配板及/或讯号转接板，而不会影响到散热之气流。

Claims (10)

1. 一种机壳分隔架构，供安装具有一主节点主板与一第一计算节点主板、一第二计算节点主板、一第三计算节点主板与一第四计算节点主板之一个人丛集计算机，其特征在于，该机壳分隔架构包含：

一上容室，供水平设置该主节点主板；

一左容室，相邻于该上容室之下方，供面对面直立配置该第一、第二计算节点主板；及

一右容室，相邻于该上容室之下方与该左容室之右侧，供面对面直立配置该第三、第四计算节点主板，且该第三计算节点主板与该第二计算节点主板为背对背配置。

2. 如权利要求1所述之机壳分隔架构，其特征在于，该机壳分隔架构更包含至少一中隔板设置于该左、右容室之间。

3. 如权利要求2所述之机壳分隔架构，其特征在于，该中隔板供安装该第二计算节点主板与该第三计算节点主板。

4. 如权利要求1所述之机壳分隔架构，其特征在于，该机壳分隔架构更包含可开启的一左侧门与一右侧门，分别供安装该第一、第四计算节点主板。

5. 如权利要求1所述之机壳分隔架构，其特征在于，该机壳分隔架构更包含一后容室设置于该上容室之下方与该左、右容室后方。

6. 如权利要求1所述之机壳分隔架构，其特征在于，该左、右容室分别包含至少一梳状轨道组，分别设置于该左、右容室之顶侧及/或底侧，该梳状轨道组包含复数平行之突轨，各该突轨后端彼此连接，使该梳状轨道组前侧开放、后侧封闭。

7. 如权利要求6所述之机壳分隔架构，其特征在于，该左、右容室更分别包含一左双板机箱与一右双板机箱，该左、右双板机箱具有对应该梳状轨道组之复数定位轨道设置于其顶侧及或底侧，使该左、右双板机箱滑行进/出该左、右容室。

8. 如权利要求7所述之机壳分隔架构，其特征在于，该左双板机箱供面对面直立设置该第一、第二计算节点主板、该右双板机箱供面对面直立设置该第三、第四计算节点主板。

9. 如权利要求1所述之机壳分隔架构，其特征在于，该机壳分隔架构更包含复数托盘供安装该第一、第二、第三、第四计算节点主板，使其被推入或拉出该左容室或该右容室。

10. 如权利要求1所述之机壳分隔架构，其特征在于，该机壳分隔架构更包含一上隔板以分隔该上容室与下方之该左、右容室，并供设置该主节点主板于该上容室中后段底部。

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