CN215954307U - 板卡及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种板卡及电子设备，所述板卡包括：主卡，所述主卡包括第一主板、设于所述第一主板的第一连接器和至少一个运算元件；副卡，所述副卡包括第二主板、设于所述第二主板的第二连接器和至少一个辅助元件；其中，所述第一连接器和所述第二连接器电性连接，用于使所述至少一个运算元件和所述至少一个辅助元件进行信号传输。通过在第一主板上设置第一连接器和至少一个运算元件而形成主卡，主卡可以通过运算元件处理板卡的业务，通过在第二主板上设置第二连接器和至少一个辅助元件而形成副卡，运算元件和辅助元件分布在第一主板和第二主板上，且第一连接器和第二连接器将第一主板和第二主板连接为一个整体。

Description

板卡及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种板卡及电子设备。

背景技术

随着人工智能技术的发展，数据业务不断扩大，对服务器的性能要求也不断提高。服务器中包含有多个板卡，这些板卡配合处理服务器的业务，由于服务器内的空间有限，因此对服务器的性能要求也就转换为了对板卡性能的要求。板卡的性能提升在一定程度上依赖于芯片和内存的数量，但是板卡的主板空间有限，因此芯片和内存的数量提升也受到了一定限制，进而造成板卡的性能提升受限。

实用新型内容

本实用新型提供一种板卡及电子设备，以解决相关技术中的缺陷。

根据本实用新型实施例的第一方面，提供一种板卡，包括：

主卡，所述主卡包括第一主板、设于所述第一主板的第一连接器和至少一个运算元件；

副卡，所述副卡包括第二主板、设于所述第二主板的第二连接器和至少一个辅助元件；

其中，所述第一连接器和所述第二连接器电性连接，用于使所述至少一个运算元件和所述至少一个辅助元件进行信号传输。

在一个实施例中，还包括连接件，所述连接件设于所述第一主板和所述第二主板间，且分别与所述第一主板和所述第二主板固定连接。

在一个实施例中，所述第一主板包括第一区域和第二区域，所述第一区域用于设置所述至少一个运算元件，所述第二区域与所述第二主板相对设置。

在一个实施例中，还包括散热片，所属散热片设于所述第一主板和所述第二主板上。

在一个实施例中，所述运算元件包括处理芯片和动态随机存储器中的至少一种。

在一个实施例中，所述处理芯片包括FPGA芯片、GPU芯片或ASIC芯片。

在一个实施例中，所述辅助元件包括电源芯片。

在一个实施例中，所述第一主板上还设有运算电路，用于连接不同的所述运算元件以及用于连接所述运算元件与所述第一连接器；和/或，所述第二主板上还设有辅助电路，用于连接不同的所述辅助元件以及用于连接所述辅助元件与所述第二连接器。

在一个实施例中，所述第一主板包括印制电路板；和/或，所述第二主板包括印制电路板。

根据本实用新型实施例的第二方面，提供一种电子设备，包括本体和至少一个第一方面所述的板卡，其中，所述板卡与所述本体可拆卸电性连接。

根据上述实施例可知，通过在第一主板上设置第一连接器和至少一个运算元件而形成主卡，主卡可以通过运算元件处理板卡的业务，通过在第二主板上设置第二连接器和至少一个辅助元件而形成副卡，运算元件和辅助元件分布在第一主板和第二主板上，且第一连接器和第二连接器将第一主板和第二主板连接为一个整体。由于辅助元件分布在第二主板上，因此主卡上避免设置辅助元件，所节省的空间能够设置更多的运算元件，例如芯片等，提升主卡处理业务的能力。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型实施例示出的板卡的结构示意图；

图2是本实用新型实施例示出的第一主板和第二主板的连接示意图；

图3是本实用新型实施例示出的第一主板的区域划分示意图；

图4是本实用新型实施例示出的设有散热片的板卡的侧视图。

其中，101-第一主板，1011-第一区域，1012-第二区域，102-处理芯片，103-动态随机存储器，104-第一连接器，105-运算电路；201-第二主板，202-电源芯片，203-第二连接器；300-连接柱。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本实用新型可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

随着人工智能技术的发展，数据业务不断扩大，对服务器的性能要求也不断提高。服务器中包含有多个板卡，这些板卡配合处理服务器的业务，由于服务器内的空间有限，因此对服务器的性能要求也就转换为了对板卡性能的要求。板卡的性能提升在一定程度上依赖于芯片和内存的数量，但是板卡的主板空间有限，因此芯片和内存的数量提升也受到了一定限制，进而造成板卡的性能提升受限。

具体来说，板卡在设计时需满足相应的尺寸规格，主板的可布线面积是一定的。在同一张板卡上搭载多颗AI芯片，可以提高单卡的整体性能，但芯片本身会占用大量布线空间，导致主板布线难度增大，甚至无法实现，最终设计不得不通过减少芯片、降低单卡性能来妥协。

基于此，请参照附图1至附图4，第一方面，本实用新型至少一个实施例提供了一种板卡，包括：主卡，所述主卡包括第一主板101、设于所述第一主板101的第一连接器104和至少一个运算元件；副卡，所述副卡包括第二主板201、设于所述第二主板201的第二连接器203和至少一个辅助元件；其中，所述第一连接器104和所述第二连接器203电性连接，用于使所述至少一个运算元件和所述至少一个辅助元件进行信号传输。

其中，板卡可以为PCIe(peripheral component interconnect express)加速卡。服务器通过PCIe(peripheral component interconnect express)总线拓展加速卡的模式，在大数据和人工智能领域应用非常广泛，这种模式比采用传统的CPU(centralprocessing unit，中央处理器)或者GPU(graphics processing unit，图形处理器)芯片来执行AI算法速度快、性能高。采用AI芯片的PCIe加速卡在服务器内可以是并行处理模式，可专门用来处理AI相关运算。

其中，主卡相对于相关技术中的板卡，去除了辅助元件，而全部或部分的保留了运算元件等部分。第一主板101的面积可以大于第二主板201的面积，或者，第一主板101的面积可以与第二主板201的面积相等。第一主板101上的运算元件的数量和分布可以根据第一主板101的面积进行适应性设置，可以从运算元件的分布以及布线方式等多个方面扩大第一主板101上运算元件的数量，从而增加主卡的运算能力。第一主板101上可以通过布线形成运算电路105，该运算电路105可以将第一连接器104与运算元件连接，从而使运算元件与第一连接器104之间能够进行信号传输和数据通信，还可以将不同的运算元件连接，从而使不同的运算元件之间能够进行信号传输和数据通信。第二主板201上还可以通过布线形成辅助电路，该辅助电路可以将第二连接器203与辅助元件连接，从而使辅助元件与第二连接器203之间能够进行信号传输和数据通信，还可以将不同的辅助元件连接，从而使不同的辅助元件之间能够进行信号传输和数据通信。

在一个示例中，第一主板101为印制电路板(Printed circuit boards，PCB)，可以通过光刻蚀等技术在印制电路板上形成电路，例如连接电路等。印制电路板上可以设置若干焊点，从而可以将运算元件的引脚焊接在对应的焊点上，而焊点间通过连接电路连接，以实现不同的运算元件间通过连接电路连接。

在一个示例中，第二主板201为印制电路板(Printed circuit boards，PCB)，可以通过光刻蚀等技术在印制电路板上形成电路，例如连接电路等。印制电路板上可以设置若干焊点，从而可以将辅助元件的引脚焊接在对应的焊点上，而焊点间通过连接电路连接，以实现不同的辅助元件间通过连接电路连接。

其中，所述运算元件包括处理芯片102和动态随机存储器103中的至少一种；所述辅助元件包括电源芯片202等。处理芯片102可以为板卡的主处理芯片102，其可以包括一个或多个处理核心，用于实现相关的数据处理；处理芯片102可以是任何适于实现相应数据处理的芯片，例如FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)芯片、GPU芯片或者ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)芯片等。本领域技术人员可以根据具体应用场景进行选择并充分实施，本实用新型对此不再赘述。例如，处理芯片102为AI芯片，则其可实现矩阵乘法、卷积运算等相关数据处理。电源芯片202用于从电源获取电能，并将电能供给至板卡的各个元器件，即可以供给至主卡的处理芯片102、动态随机存储器103等；电源芯片202可以在供给电能的同时调节各个元器件的工作电压、工作电流和工作功率等。动态随机存储器103可以是DDR2 SDRAM或者DDR3 SDRAM等，动态随机存储器103可以满足处理芯片102运算过程中的闪存或缓存操作。处理芯片102和动态随机存储器103可以通过布设在主板上的连接电路连接，从而实现相互之间的电能传输和/或数据通信。通过设置处理芯片102、动态随机存储器103和电源芯片202，可以使板卡具备运算能力，即将传统的单一主板的板卡设置为分离式的多个主板的板卡，因此既扩大了整个板卡设置元器件的面积，又适应了主板的面积。

根据上述实施例可知，通过在第一主板101上设置第一连接器104和至少一个运算元件而形成主卡，主卡可以通过运算元件处理板卡的业务，通过在第二主板201上设置第二连接器203和至少一个辅助元件而形成副卡，运算元件和辅助元件分布在第一主板101和第二主板201上，且第一连接器104和第二连接器203将第一主板101和第二主板201连接为一个整体。由于辅助元件分布在第二主板201上，因此主卡上避免设置辅助元件，所节省的空间能够设置更多的运算元件，例如芯片等，提升主卡处理业务的能力。

请参照附图2，本实用新型的一些实施例中，所述连接件设于所述第一主板101和所述第二主板201间，且分别与所述第一主板101和所述第二主板201固定连接。连接件可以是连接柱300，连接柱300的两端可以具有轴向的螺丝孔，而第一主板101和第二主板201可以设有与连接柱300匹配的固定孔，将连接柱300的两端分别与第一主板101的一个固定孔和第二主板201的一个固定孔相抵，并通过螺钉等固定件贯穿固定孔和螺丝孔，以将第一主板101和第二主板201分别固定在连接柱300的两端，按照上述方式在第一主板101和第二主板201之间设置多个连接柱300，从而使第一主板101和第二主板201稳定的连接为一个整体，而且连接柱300之间利于主卡和副卡散热。

可以理解的是，第一主板101和第二主板201的连接方式并不限于上述连接柱300的方式，其他能够将第一主板101和第二主板201稳定的连接为一个整体的方式均可采用。将第一主板101和第二主板201连接为一个整体后，可以使第一连接器104和第二连接器203处于相互靠近的位置，从而便于第一连接器104和第二连接器203的连接，且能够减少线材的长度，避免线材的浪费。

请参照附图3，本实用新型的一些实施例中，所述第一主板101包括第一区域1011和第二区域1012，所述第一区域1011用于设置所述至少一个运算元件，所述第二区域1012与所述第二主板201相对设置。其中，第一主板101的面积大于第二主板201，第一区域1011可以是完整的一片局部区域，也可以是相互独立的多个局部区域，第一区域1011指的是设置运算元件的区域，例如设置芯片的区域；第二区域1012可以是完整的一片局部区域，也可以是相互独立的多个局部区域，第二区域1012指的是走线的区域，即设置连接线路的区域。第二主板201和第二区域1012相对设置，指的是第二主板201在第一主板101的投影在第二区域1012的范围内，即第二主板201在第一主板101的投影的范围可以和第二区域1012完全重合，或者第二主板201在第一主板101的投影的范围在第二区域1012内。例如，第二主板201和第一主板101可以平行设置，当第一主板101处于水平状态时，则第二主板201设置在第一主板101的上方或下方位置。当第二区域1012为相互独立的多个局部区域时，第二主板201可以和其中一个局部区域相对设置。

由于第二主板201和第二区域1012相对，因此第二主板201并未覆盖第一主板101上的芯片等运算元件，即这些运算元件可以直接从外部环境接触。在第一主板101中，第一区域1011的运算元件比第二区域1012的连接线路负荷高，发热量大，因此使第一区域1011内的运算元件处于暴露状态，利于运算元件的散热。

更进一步的，可以在第一主板101和第二主板201上设置散热片。即散热片设置在第一主板101中设置有运算元件的表面上，而该表面还设置有与第二区域1012相对设置的第二主板201，因此在第二区域1012的范围内，散热片覆盖在第二主板201上。请参照附图4，散热片可以是多片平行的散热片500，该多片散热片500可以连接为一个完整的整体；散热片安装在第一主板101和第二主板201后，第一主板101表面的散热片和第二主板201表面的散热片可以高度相同，也可以高度不同，即第二主板201表面的散热片的高度高于第一主板101表面的散热片的高度(图4中所示出的是所有散热片500高度相同的情况)。散热片可以是均热板。散热片覆盖在运算元件和辅助元件的表面，能够为运算元件和辅助元件实时散热，避免热量堆积，影响运算效率和业务处理效率，甚至损害运算元件和辅助元件。

本实用新型的一些实施例中，所述第一连接器104可以为板对板连接器，所述第二连接器203也可以为板对板连接器。板对板连接器可以节约第一主板101和第二主板201的空间，而且能够实现第一主板101和第二主板201间的数据传输，因此辅助元件外接于第一主板101之外，与辅助元件直接与运算元件设置在同一主板的效果相同，运算元件和辅助元件的的配合精度和配合效率均能够得到保证。第一连接器104和第二连接器203之间可以通过信号线连接，还可以通过柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)连接。第一连接器104可以焊接在第一主板101的靠近边沿的位置，第二连接器203可以焊接在第二主板201的靠近边沿的位置，从而便于线路连接，避免线路影响两个主板上的元器件。

第二方面，本实用新型至少一个实施例提供了一种电子设备，包括本体和至少一个如第一方面所述的板卡，其中，所述板卡与所述本体可拆卸电性连接。所述板卡可以为PCIe快速卡，且该PCIe快速卡可与本体可拔插通信连接，从而对服务器性能进行拓展。

在一些实施方式中，本实用新型示例的处理设备为服务器，本体指服务器主体。服务器可预留至少一个包括PCIe插槽的装配槽，PCIe插槽与服务器的处理器通过PCIe总线可通信连接。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本实用新型旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种板卡，其特征在于，包括：

主卡，所述主卡包括第一主板、设于所述第一主板的第一连接器和至少一个运算元件；

副卡，所述副卡包括第二主板、设于所述第二主板的第二连接器和至少一个辅助元件；

其中，所述第一连接器和所述第二连接器电性连接，用于使所述至少一个运算元件和所述至少一个辅助元件进行信号传输。

2.根据权利要求1所述的板卡，其特征在于，还包括连接件，所述连接件设于所述第一主板和所述第二主板间，且分别与所述第一主板和所述第二主板固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的板卡，其特征在于，所述第一主板包括第一区域和第二区域，所述第一区域用于设置所述至少一个运算元件，所述第二区域与所述第二主板相对设置。

4.根据权利要求3所述的板卡，其特征在于，还包括散热片，所属散热片设于所述第一主板和所述第二主板上。

5.根据权利要求1所述的板卡，其特征在于，所述运算元件包括处理芯片和动态随机存储器中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的板卡，其特征在于，所述处理芯片包括FPGA芯片、GPU芯片或ASIC芯片。

7.根据权利要求1所述的板卡，其特征在于，所述辅助元件包括电源芯片。

8.根据权利要求1所述的板卡，其特征在于，所述第一主板上还设有运算电路，用于连接不同的所述运算元件以及用于连接所述运算元件与所述第一连接器；和/或，所述第二主板上还设有辅助电路，用于连接不同的所述辅助元件以及用于连接所述辅助元件与所述第二连接器。

9.根据权利要求1所述的板卡，其特征在于，所述第一主板包括印制电路板；和/或，所述第二主板包括印制电路板。

10.一种电子设备，其特征在于，包括本体和至少一个如权利要求1至9任一项所述的板卡，其中，所述板卡与所述本体可拆卸电性连接。

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