CN208141331U - 一种可调输出电压的冗余扩展服务器架构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种可调输出电压的冗余扩展服务器架构，PCIE交换芯片组通过配置管理板与相邻PCIE交换板组件上的PCIE交换芯片组连接，配置管理板配置PCIE交换芯片组之间数据通信的通断。在单位高度空间内配置两个可扩展PCIE交换机。无需经过总线转换，直接进行数据交换，减少开销，提升数据传输效率。交换机之间通过配置管理板互连，进行PCIE交换芯片配置及管理，实现交换机之间可扩展，在冗余和扩展两种模式间进行切换，满足不同应用场景下对于高可靠和高性能特性的不同侧重需求，避免了如果处理数据量增加，导致当前数量的处理芯片无法完成当前数据的处理，而且还造成数据通信阻塞，信息通信不畅。
Description
技术领域
本实用新型涉及服务器领域，尤其涉及一种可调输出电压的冗余扩展服务器架构。
背景技术
近年来，由于高功率密度机房的建设持续攀升，对高密度服务器的需求持续走高。刀片服务器作为高密度服务器的典型代表，市场持续火热。传统的刀片服务器多采用万兆、FC、IB等交换机实现数据交换，需要先将处理器的PCIE总线进行转换，转换为万兆、FC、IB总线后，再通过交换机实现数据传输，这样在总线转换中存在一定程度的开销，影响数据传输效率。目前，通常采用的方式是配置多个交换机，基于多个交换机之间进行数据通信。但是在交换机的设置是基于服务器当前处理量来设置的，如果处理数据量小，则设置一定数量的交换机就能实现数据传输。如果处理数据量增加，导致当前数量的处理芯片无法完成当前数据的处理，而且还造成数据通信阻塞，信息通信不畅。如果完成上述处理只能人工增加处理芯片，并通过增加交换机数量来完成，这导致服务器的处理能力无法根据数据量进行调节，影响服务器的数据处理。而且在对处理芯片，或交换机进行改进时，需要对当前的电源输出进行调节，使电源输出能够与处理芯片，或交换机相适配，这样增加了对服务器日常运行的维护力度。
实用新型内容
为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种可调输出电压的冗余扩展服务器架构，包括：至少两个PCIE交换板组件，至少一个配置管理板，电源控制模块，电源变压模块，电源转换稳压模块以及背板；
每个PCIE交换板组件分别与背板连接；
PCIE交换板组件包括：电源接入模块以及交换板，交换板上设有PCIE交换芯片组；
PCIE交换芯片组通过配置管理板与相邻PCIE交换板组件上的PCIE交换芯片组连接，配置管理板用于配置PCIE交换芯片组之间数据通信的通断；
电源转换稳压模块输入端与外电源连接，电源转换稳压模块输出端依次通过电源变压模块和背板与每个PCIE交换板组件的电源接入模块连接，给每个PCIE交换板组件供电；
电源控制模块与电源变压模块连接，电源控制模块用于通过控制电源变压模块，控制外电源给每个PCIE交换板组件供电的电压。
优选地，PCIE交换芯片组包括：至少一颗PCIE交换芯片；
采用至少两颗PCIE交换芯片时，PCIE交换芯片与PCIE交换芯片相互之间通过PCIE数据总线互连，构成一个PCIE交换芯片组；
每颗PCIE交换芯片的配置接口连接到配置管理板。
优选地，交换板上还设有若干个外连PCIE接口。
优选地，交换板上还设有背板连接器，第一PCIE数据线束，第二PCIE数据线束以及第三PCIE数据线束；
PCIE交换芯片组依次通过第一PCIE数据线束和背板连接器连接背板；
PCIE交换芯片组通过第二PCIE数据线束连接配置管理板；
PCIE交换芯片组通过第三PCIE数据线束连接外连PCIE接口。
优选地，配置管理板包括：IntelAvoton处理器芯片以及Flash芯片；
IntelAvoton处理器芯片用于配置PCIE交换芯片组之间实现冗余和扩展配置切换；Flash芯片组用于储存配置PCIE交换芯片组的配置文件，且支持PCIE交换芯片组内芯片间不同拓扑配置。
优选地，PCIE交换芯片采用PLX9797PCIE交换芯片；
PLX9797PCIE交换芯片与PLX9797PCIE交换芯片相互之间通过PCIEx16数据总线互连，构成一个PCIE交换芯片组；
每颗PLX9797PCIE交换芯片通过PCIEx1配置接口连接到配置管理板。
优选地，第一PCIE数据线束采用16*PCIEx8PCIE数据线；
PCIE交换芯片组依次通过16*PCIEx8PCIE数据线和背板连接器连接背板；
第二PCIE数据线束采用3*PCIEx16PCIE数据线；
PCIE交换芯片组通过3*PCIEx16PCIE数据线连接配置管理板；
第三PCIE数据线束采用16*PCIEx4PCIE数据线；
PCIE交换芯片组通过16*PCIEx4PCIE数据线连接外连PCIE接口。
优选地，外连PCIE接口采用SFP接口，供PCIE信号线及边带信号线的外部互连。
优选地，电源控制模块通过I2C端口与电源变压模块连接。
从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：
可调输出电压的冗余扩展服务器架构中，PCIE交换芯片组通过配置管理板与相邻PCIE交换板组件上的PCIE交换芯片组连接，配置管理板配置PCIE交换芯片组之间数据通信的通断。在单位高度空间内配置两个可扩展PCIE交换机。无需经过总线转换，直接进行数据交换，减少开销，提升数据传输效率。交换机之间通过配置管理板互连，进行PCIE交换芯片配置及管理，实现交换机之间可扩展，在冗余和扩展两种模式间进行切换，满足不同应用场景下对于高可靠和高性能特性的不同侧重需求，避免了如果处理数据量增加，导致当前数量的处理芯片无法完成当前数据的处理，而且还造成数据通信阻塞，信息通信不畅。不需要人工增加处理芯片，并通过增加交换机数量来完成，只要通过对配置管理板控制实现在冗余和扩展两种模式间进行切换，满足不同应用场景下对于高可靠和高性能特性的不同侧重需求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为可调输出电压的冗余扩展服务器架构实施例示意图；
图2为冗余扩展服务器架构实施例的冗余配置模式示意图；
图3为冗余扩展服务器架构实施例的扩展配置模式示意图；
图4为冗余扩展服务器架构实施例五示意图。
具体实施方式
为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本实用新型保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
实施例一，提供一种可调输出电压的冗余扩展服务器架构，如图1所示，包括：至少两个PCIE交换板组件，至少一个配置管理板，电源控制模块24，电源变压模块22，电源转换稳压模块21以及背板；每个PCIE交换板组件分别与背板连接；
PCIE交换板组件包括：电源接入模块以及交换板，交换板上设有PCIE交换芯片组；PCIE交换芯片组通过配置管理板与相邻PCIE交换板组件上的PCIE交换芯片组连接，配置管理板用于配置PCIE交换芯片组之间数据通信的通断；电源转换稳压模块21输入端与外电源连接，电源转换稳压模块21输出端依次通过电源变压模块22和背板与每个PCIE交换板组件的电源接入模块连接，给每个PCIE交换板组件供电；电源控制模块24与电源变压模块22连接，电源控制模块24用于通过控制电源变压模块22，控制外电源给每个PCIE交换板组件供电的电压。
在单位高度空间内配置两个可扩展PCIE交换机。无需经过总线转换，直接进行数据交换，减少开销，提升数据传输效率。两个交换机通过配置管理板互连，进行PCIE交换芯片配置及管理，实现两个可扩展PCIE交换机在冗余和扩展两种模式间进行切换，满足不同应用场景下对于高可靠和高性能特性的不同侧重需求。
外电源输入的电压通过电源转换稳压模块使交流电转换为直流电，并进行稳压。电源变压模块对输入的直流电进行变压，使电源适宜每个PCIE交换板组件使用。在需要对电源变压模块输出的电压进行调节时，通过电源控制模块获取调节的电压值，并通过电源变压模块输出相应的调节后电压。满足冗余扩展服务器架构当前运行的需要。
这里的调节方式可以采用BMC模块输入调节，电源控制模块通过I2C端口23与电源变压模块22连接。使用BMC模块调节电源变压模块输出的DC电压，比如0xcd 0x16指令将电压调节为12.4V，0x33 0x19指令将电压调节为11.6V。调节完成后，在BMC模块的web界面进行查看，确保电压调节准确。
本实施例中，PCIE交换芯片组包括：至少一颗PCIE交换芯片；采用至少两颗PCIE交换芯片时，PCIE交换芯片与PCIE交换芯片相互之间通过PCIE数据总线互连，构成一个PCIE交换芯片组；每颗PCIE交换芯片的配置接口连接到配置管理板。
交换板上还设有背板连接器，第一PCIE数据线束，第二PCIE数据线束以及第三PCIE数据线束；PCIE交换芯片组依次通过第一PCIE数据线束和背板连接器连接背板；PCIE交换芯片组通过第二PCIE数据线束连接配置管理板；PCIE交换芯片组通过第三PCIE数据线束连接外连PCIE接口。
交换板上还设有若干个外连PCIE接口。
实施例二，如图1至图3所示，包括：第一PCIE交换板组件，第二PCIE交换板组件，一个配置管理板4以及背板2；
第一PCIE交换板组件和第二PCIE交换板组件分别与背板2连接；第一PCIE交换板组件包括：第一交换板1，第一交换板1上设有第一PCIE交换芯片组16。
第二PCIE交换板组件包括：第二交换板3，第二交换板3上设有第二PCIE交换芯片组36；第一PCIE交换芯片组16通过配置管理板4与第二PCIE交换芯片组36连接，配置管理板4用于配置第一PCIE交换芯片组16与第二PCIE交换芯片组36之间数据通信的通断。
第一交换板上还设有背板连接器14，第一PCIE数据线束11，第二PCIE数据线束12以及第三PCIE数据线束13；
第一PCIE交换芯片组16依次通过第一PCIE数据线束11和背板连接器14连接背板2；第一PCIE交换芯片组16通过第二PCIE数据线束12连接配置管理板4；第一PCIE交换芯片组16通过第三PCIE数据线束13连接外连PCIE接口17。
第二交换板3上还设有第二背板连接器34，第一PCIE数据线束31，第二PCIE数据线束32以及第三PCIE数据线束33；第二PCIE交换芯片组36依次通过第一PCIE数据线束31和背板连接器34连接背板2；第二PCIE交换芯片组36通过第二PCIE数据线束32连接配置管理板4；第二PCIE交换芯片组36通过第三PCIE数据线束33连接外连PCIE接口37。
第一交换板1通过第一电源接入模块15连接背板2，实现给第一交换板1的供电。第二交换板3通过第二电源接入模块35连接背板2，实现给第二交换板3的供电。
电源变压模块22对输入的直流电进行变压，使电源分别适宜第一PCIE交换板组件和第二PCIE交换板组件使用。在需要对电源变压模块22输出的电压进行调节时，通过电源控制模块获取调节的电压值，并通过电源变压模块22分别输出给第一PCIE交换板组件和第二PCIE交换板组件。满足冗余扩展服务器架构当前运行的需要。
实施例三，与实施例一和实施例二的不同之处在于，
PCIE交换芯片组包括：至少一颗PCIE交换芯片；采用至少两颗PCIE交换芯片时，PCIE交换芯片与PCIE交换芯片相互之间通过PCIE数据总线互连，构成一个PCIE交换芯片组；每颗PCIE交换芯片的配置接口连接到配置管理板。
其中如实施例二中，第一PCIE交换芯片组16可采用至少一颗PCIE交换芯片。第二PCIE交换芯片组36可采用至少一颗PCIE交换芯片。
具体的，PCIE交换芯片采用PLX9797PCIE交换芯片；PLX9797PCIE交换芯片与PLX9797PCIE交换芯片相互之间通过PCIEx16数据总线互连，构成一个PCIE交换芯片组；每颗PLX9797PCIE交换芯片通过PCIEx1配置接口连接到配置管理板。
本实施例中，第一PCIE数据线束采用16*PCIEx8PCIE数据线；PCIE交换芯片组依次通过16*PCIEx8PCIE数据线和背板连接器连接背板；第二PCIE数据线束采用3*PCIEx16PCIE数据线；PCIE交换芯片组通过3*PCIEx16PCIE数据线连接配置管理板；第三PCIE数据线束采用16*PCIEx4PCIE数据线；PCIE交换芯片组通过16*PCIEx4PCIE数据线连接外连PCIE接口。外连PCIE接口采用SFP接口，供PCIE信号线及边带信号线的外部互连。
本实施例中，配置管理板包括：IntelAvoton处理器芯片以及Flash芯片；
IntelAvoton处理器芯片用于配置PCIE交换芯片组之间实现冗余和扩展配置切换；Flash芯片组用于储存配置PCIE交换芯片组的配置文件，且支持PCIE交换芯片组内芯片间不同拓扑配置。
集成管理芯片用于配置PCIE交换芯片组，实现冗余和扩展配置切换；集成Flash芯片用于存放PCIE交换芯片配置文件，支持芯片组内芯片间不同拓扑配置。配置为冗余模式时，两块可扩展PCIE交换板之间的PCIE信号断开，两块交换板割离，作为两个交换机独立工作，实现冗余配置；
实施例四，PCIE交换芯片组包括：三颗PLX 9797PCIE交换芯片，相互之间通过一组PCIEx16数据总线互连，构成一个PCIE交换芯片组。芯片组作为一个整体对外提供PCIE总线交换功能。芯片组内每颗9797芯片的PCIEx1配置接口连接到配置管理板。芯片组的PCIE数据线分为三组：一组16*PCIEx8连接到系统背板，通过系统背板与系统中的刀片服务器节点相连；第二组16*PCIEx4数据线连接到对外PCIE接口，用来与刀片服务器系统外的PCIE交换机相连；第三组3*PCIEx16数据线连接到配置管理板，通过配置可以与另外一块可扩展PCIE交换板连通或断开。集成IntelAvoton处理器芯片用于配置PCIE交换芯片组，实现冗余和扩展配置切换；集成12颗Flash芯片用于分别存放2块PCIE交换板上6颗PCIE交换芯片所需的2种配置文件，支持芯片组内芯片间不同拓扑配置。两块可扩展PCIE交换板通过配置管理板互连，通过配置管理板的Avoton处理器选择Flash芯片，进而选择配置文件，实现冗余或扩展配置。
实施例五，如同实施例二，如图4所示，不同之处在于，包括：第一PCIE交换板组件，第二PCIE交换板组件，第三PCIE交换板组件，配置管理板4，配置管理板6以及背板2。
第三PCIE交换板组件，第一PCIE交换板组件和第二PCIE交换板组件分别与背板2连接；
第一PCIE交换板组件包括：第一交换板1，第一交换板1上设有第一PCIE交换芯片组16。
第二PCIE交换板组件包括：第二交换板3，第二交换板3上设有第二PCIE交换芯片组36；第一PCIE交换芯片组16通过配置管理板4与第二PCIE交换芯片组36连接，配置管理板4用于配置第一PCIE交换芯片组16与第二PCIE交换芯片组36之间数据通信的通断。
第三PCIE交换板组件包括：第三交换板5，第一交换板5上设有第三PCIE交换芯片组56。
第二PCIE交换芯片组36通过配置管理板6与第三PCIE交换芯片组56连接。配置管理板6用于配置第三PCIE交换芯片组56与第二PCIE交换芯片组36之间数据通信的通断。
第三交换板5上还设有第二背板连接器54，第一PCIE数据线束51，第二PCIE数据线束52以及第三PCIE数据线束53；第三PCIE交换芯片组56依次通过第一PCIE数据线束51和背板连接器54连接背板2；第三PCIE交换芯片组56通过第二PCIE数据线束52连接配置管理板6；第三PCIE交换芯片组56通过第三PCIE数据线束33连接外连PCIE接口57。第三交换板5通过第三电源接入模块55连接背板2，实现给第三交换板5的供电。
在单位高度空间内配置三个可扩展PCIE交换机。无需经过总线转换，直接进行数据交换，减少开销，提升数据传输效率。三个交换机通过配置管理板互连，进行PCIE交换芯片配置及管理，实现三个可扩展PCIE交换机在冗余和扩展两种模式间进行切换，满足不同应用场景下对于高可靠和高性能特性的不同侧重需求。从而提升刀片服务器系统的竞争力。
电源变压模块22对输入的直流电进行变压，使电源分别适宜第一PCIE交换板组件，第三PCIE交换板组件和第二PCIE交换板组件使用。在需要对电源变压模块22输出的电压进行调节时，通过电源控制模块获取调节的电压值，并通过电源变压模块22分别输出给第一PCIE交换板组件，第三PCIE交换板组件和第二PCIE交换板组件。满足冗余扩展服务器架构当前运行的需要。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。
本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种可调输出电压的冗余扩展服务器架构，其特征在于，包括：至少两个PCIE交换板组件，至少一个配置管理板，电源控制模块，电源变压模块，电源转换稳压模块以及背板；
每个PCIE交换板组件分别与背板连接；
PCIE交换板组件包括：电源接入模块以及交换板，交换板上设有PCIE交换芯片组；
PCIE交换芯片组通过配置管理板与相邻PCIE交换板组件上的PCIE交换芯片组连接，配置管理板用于配置PCIE交换芯片组之间数据通信的通断；
电源转换稳压模块输入端与外电源连接，电源转换稳压模块输出端依次通过电源变压模块和背板与每个PCIE交换板组件的电源接入模块连接，给每个PCIE交换板组件供电；
电源控制模块与电源变压模块连接，电源控制模块用于通过控制电源变压模块，控制外电源给每个PCIE交换板组件供电的电压。
2.根据权利要求1所述的冗余扩展服务器架构，其特征在于，
PCIE交换芯片组包括：至少一颗PCIE交换芯片；
采用至少两颗PCIE交换芯片时，PCIE交换芯片与PCIE交换芯片相互之间通过PCIE数据总线互连，构成一个PCIE交换芯片组；
每颗PCIE交换芯片的配置接口连接到配置管理板。
3.根据权利要求1或2所述的冗余扩展服务器架构，其特征在于，
交换板上还设有若干个外连PCIE接口。
4.根据权利要求3所述的冗余扩展服务器架构，其特征在于，
交换板上还设有背板连接器，第一PCIE数据线束，第二PCIE数据线束以及第三PCIE数据线束；
PCIE交换芯片组依次通过第一PCIE数据线束和背板连接器连接背板；
PCIE交换芯片组通过第二PCIE数据线束连接配置管理板；
PCIE交换芯片组通过第三PCIE数据线束连接外连PCIE接口。
5.根据权利要求1或2所述的冗余扩展服务器架构，其特征在于，
配置管理板包括：IntelAvoton处理器芯片以及Flash芯片；
IntelAvoton处理器芯片用于配置PCIE交换芯片组之间实现冗余和扩展配置切换；Flash芯片组用于储存配置PCIE交换芯片组的配置文件，且支持PCIE交换芯片组内芯片间不同拓扑配置。
6.根据权利要求2所述的冗余扩展服务器架构，其特征在于，
PCIE交换芯片采用PLX9797PCIE交换芯片；
PLX9797PCIE交换芯片与PLX9797PCIE交换芯片相互之间通过PCIEx16数据总线互连，构成一个PCIE交换芯片组；
每颗PLX9797PCIE交换芯片通过PCIEx1配置接口连接到配置管理板。
7.根据权利要求4所述的冗余扩展服务器架构，其特征在于，
第一PCIE数据线束采用16*PCIEx8PCIE数据线；
PCIE交换芯片组依次通过16*PCIEx8PCIE数据线和背板连接器连接背板；
第二PCIE数据线束采用3*PCIEx16PCIE数据线；
PCIE交换芯片组通过3*PCIEx16PCIE数据线连接配置管理板；
第三PCIE数据线束采用16*PCIEx4PCIE数据线；
PCIE交换芯片组通过16*PCIEx4PCIE数据线连接外连PCIE接口。
8.根据权利要求3所述的冗余扩展服务器架构，其特征在于，
外连PCIE接口采用SFP接口，供PCIE信号线及边带信号线的外部互连。
9.根据权利要求1所述的冗余扩展服务器架构，其特征在于，
电源控制模块通过I2C端口与电源变压模块连接。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108646904A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-10-12 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种可调输出电压的冗余扩展服务器架构 |
| WO2019223233A1 (zh) * | 2018-05-24 | 2019-11-28 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种基于冗余扩展配置的刀片服务器架构 |
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- 2018-05-24 CN CN201820785856.8U patent/CN208141331U/zh active Active
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| WO2019223233A1 (zh) * | 2018-05-24 | 2019-11-28 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种基于冗余扩展配置的刀片服务器架构 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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