JP5643426B2 - コンピュータシステムの拡張スロット用の電力ルーティング装置 - Google Patents

Description

オンライン小売業者、インターネットサービスプロバイダ、検索プロバイダ、金融機関、大学、および他のコンピュータ集約型組織などの組織は、多くの場合、コンピュータ運用を大規模なコンピューティング施設から実施する。かかるコンピューティング施設は、必要に応じて組織の運用を実行するために、データの処理、格納、および交換を行うための大量のサーバー、ネットワーク、およびコンピュータ機器を収納および収容する。通常、コンピューティング施設のコンピュータ室は、多数のサーバーラックを含む。各サーバーラックは、同様に、多数のサーバーおよび関連するコンピュータ機器を含む。

多数のラックマウント型サーバーでは、サーバー用の回路基板がラックマウント型筐体に収納されている。通常、筐体は、マザーボード組立体、マザーボード組立体に結合されているメモリモジュールなどの追加の回路基板、および筐体内の電気部品のための電力供給装置を収納する。筐体は、ハードディスクドライブ、ファン、または他の部品も収納し得る。

サーバーの筐体内に専用の電力供給装置を備えることは、筐体内に相当量のスペースを取り得、システム内にかなりの量の廃熱を生成し得る。さらに、かかる電力供給装置は、相対的にシステムの非効率な部品であり得る。とりわけ、ラックシステム内の個別のサーバー各々に対して専用の電力供給装置を備えることは、システムに対する負荷に比較して過剰容量となる可能性が高い。例えば、４０台のサーバーを有するサーバーラックシステムでは、総容量１４，０００ワットに対して、各サーバーは、３５０ワット容量の標準的な市販の電力供給装置を含み得る。しかし、約１０，０００ワットの総容量要件に対して、各サーバーの最大負荷は、約２５０ワットのみであり得る。

単一の電力供給装置がラック内の２台以上のサーバーに電力を供給するいくつかのシステムが知られている。しかし、かかる共通の電力供給装置を使用すると、筐体内部の従来型の電力供給装置に代わって、サーバーの筐体の外部にある電源から電力を受信するようにサーバーを変更する必要があり得る。共通の電力供給装置を収容するためのサーバーに対するかかる変更は、コンピューティングシステムに対して費用および複雑さを追加する。

コンピュータシステムの拡張スロット内の電力ルーティング装置を介して電力を受信するコンピュータシステムを示す。 一実施形態による電力ルーティング装置の後面斜視図を示す。 電気的接続のない取付け縁部を含む電力ルーティング装置の一実施形態を示す。 電気的接続のある取付け縁部を含む電力ルーティング装置の一実施形態を示す。 サーバーの拡張スロット内に電力ルーティング装置を含むシステムの一実施形態を示す概略図である。 電力ルーティング装置を介して共通の電力供給装置から電力を受信する複数のサーバーを備えたシステムの一実施形態を示す概略図である。 複数の電力供給装置からの電力を分け合うサーバーを含むシステムの一実施形態を示すブロック図である。 データセンター内の電力供給装置に電力を提供するための交互（ａｌｔｅｒｎａｔｅ）配電システムの一実施形態を示す。 一実施形態による、コンピュータシステム内の拡張スロットに対応する筐体窓を介した電力のルーティングを含むコンピュータシステムに対して電力を供給する方法を示す。

本発明は、様々な修正および代替形態を受け入れる余地があるが、そのある実施形態を図において例として示し、本明細書で詳細に説明する。しかし、図およびそれに対する詳細な説明は、本発明を、開示するある形態に限定することを意図するものではなく、それどころか、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義されるとおり、本発明の精神および範囲に含まれる全ての修正、同等物および代替手段をカバーすることを意図するものと理解すべきである。本明細書で使用する見出しは、構成目的のみのためであり、説明または請求項の範囲を限定するために使用することを意図するものではない。本出願書類全体を通して、「得る（ｍａｙ）」という用語は、強制的な意味（すなわち、「しなければならない（ｍｕｓｔ）」という意味）よりはむしろ、許容的な意味（すなわち、する可能性があるという意味）で使用される。同様に、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含め（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」は、制限するのではなく、包含することを意味する。

コンピュータシステムのための電力ルーティング装置の様々な実施形態、およびかかる装置を使用するシステムおよび方法を開示する。

一実施形態によれば、電力ルーティング装置は、１つまたは複数の取付け部および１つまたは複数の電力ルーティング部を含む。取付け部の少なくとも１つは、回路基板組立体の拡張スロットに取り付けることができる。電力ルーティング部は、電力を回路基板組立体にルーティングすることができる。一実施形態では、拡張スロットはＰＣＩ拡張カードのためのスロットである。

一実施形態によれば、コンピュータシステムは、１つまたは複数の拡張スロットおよびその拡張スロットの少なくとも１つ内に電力ルーティング装置を備えた回路基板組立体を含む。電力ルーティング装置は、回路基板組立体上の電気部品に電力をルーティングする。いくつかの実施形態では、コンピュータシステムは、少なくとも１つのＰＣＩ拡張スロットおよびそのＰＣＩ拡張スロットに対応する筐体窓を備えた市販のサーバーである。電力ルーティング装置はＰＣＩ拡張スロットに取り付けられる。

一実施形態によれば、システムは、１つまたは複数のコンピュータシステムおよびそのコンピュータシステムの外部にある１つまたは複数の電力供給装置を含む。コンピュータシステムの少なくとも１つは、筐体、１つまたは複数の拡張スロットを備えた回路基板組立体、および拡張スロットの少なくとも１つ内の電力ルーティング装置を含む。電力ルーティング装置は、外部の電力供給装置の１つから回路基板組立体上の電気部品へ電力をルーティングする。

一実施形態によれば、電力をサーバー内の部品にルーティングする方法は、筐体の開口部を介して電力をルーティングすることを含む。開口部は、サーバー用の少なくとも１つの拡張スロットに対応する。一実施形態では、拡張スロットは、ＰＣＩ拡張カード用のスロットである。

本明細書では、「拡張カード」は、コンピュータシステムの機能を追加するか、または性能を強化するために、コンピュータシステムの回路基板組立体に挿入できるカードを意味する。

本明細書では、「拡張スロット」は、拡張カードを受け入れることができるコンピュータシステム内のスロットまたはソケットを意味する。

本明細書では、「ルート（ｒｏｕｔｅ）」は、経路を確立または提供することを意味する。

本明細書では、「電力ルーティング」は、電力を１つの場所から別の場所に伝送できる１つまたは複数の電気伝導体をルーティングすることを意味する。電力ルーティング装置において適した導体は、ワイヤー、母線、または回路基板配線を含み得る。いくつかの実施形態では、導体は、ケーブル絶縁、電線管、シース（ｓｈｅａｔｈ）、もしくは管などの、絶縁体および／または保護要素内で保持される。いくつかの実施形態では、電力ルーティング装置は、電力変圧器、電力変換装置、または電力調整装置を含み得る。

本明細書では、「取付け部」は、別の要素に取り付けるか、または結合する要素の部分を含む。取付け部は、要素の他の部分と共に一体的に製造され得る（回路基板の底縁部など）か、または別個の部分（ブラケットなど）であり得る。

本明細書では、「回路基板」は、１つまたは複数の回路もしくはその一部を保持する基板またはカードを含む。回路基板は、例えば、エポキシガラスおよび金属層で作られたプリント基板を含み得る。本明細書では、「回路基板組立体」は、１つまたは複数の回路基板を含む要素の任意の組合わせを含む。

本明細書では、「筐体」は、別の要素を支持するか、または他の要素を取り付けることができる構造もしくは要素を意味する。筐体は、フレーム、シート、平板、箱、チャネル、またはそれらの組合わせを含む任意の形状または構造を持ち得る。いくつかの実施形態では、筐体は、カードケージを含み得る。カードケージは、筐体の主構造に組み込まれ得るか、または筐体の別の部分に結合される１つもしくは複数の別個の部分であり得る。

本明細書では、「ラック」は、１つもしくは複数のコンピュータシステムを収容できるか、または物理的に支持できる、ラック、容器、フレーム、もしくは他の要素もしくは要素の組合わせを意味する。

本明細書では、「コンピューティング」は、計算、データ記憶、データ検索、または通信など、コンピュータによって実行できる任意の操作を含む。

本明細書では、「コンピュータ室」は、ラックマウント型サーバーなどのコンピュータシステムが運用される建物内の部屋を意味する。

本明細書では、「コンピュータシステム」は、任意の様々なコンピュータシステムまたはそのコンポーネントを含む。コンピュータシステムの一例は、ラックマウント型サーバーである。本明細書では、コンピュータという用語は、当技術分野でコンピュータと呼ばれる集積回路だけに限定されず、広範に、プロセッサ、サーバー、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）、特定用途向け集積回路、および他のプログラマブル回路を指し、これらの用語は本明細書では区別しないで使用される。様々な実施形態では、メモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの、コンピュータ可読媒体を含み得るが、これに限定されない。代替として、コンパクトディスク−読取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光磁気ディスク（ＭＯＤ）、および／またはデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）も使用され得る。また、追加の入力チャネルは、マウスおよびキーボードなどのオペレータインタフェースに関連するコンピュータ周辺機器を含み得る。代替として、例えば、スキャナを含み得る、他のコンピュータ周辺機器も使用され得る。さらに、いくつかの実施形態では、追加の出力チャネルは、オペレータインタフェースモニターおよび／またはプリンタを含み得る。

本明細書では、「データセンター」は、コンピュータ運用が実行される任意の施設または施設の一部を含む。データセンターは、特定の機能に専用の、または複数の機能をサービスするサーバーを含み得る。コンピュータ運用の例には、情報処理、通信、テスト、シミュレーション、電力分配および制御、ならびに業務管理を含む。

いくつかの実施形態では、サーバーなどのコンピュータシステムは、コンピュータシステムの筐体の外部からコンピュータシステムの電気部品に電力をルーティングする電力ルーティング装置を含む。サーバーは、例えば、データセンターにおいてコンピューティング操作を実行するために操作され得る。図１は、マザーボード組立体および電力ルーティング装置を含むコンピュータシステムの実施形態を示す。システム１００は、ラック１０２、コンピュータシステム１０４、および電力供給装置１０６を含む。コンピュータシステム１０４および電力供給装置１０６は、ラック１０２に取り付けられ得る。

コンピュータシステム１０４は、筐体１０８、マザーボード組立体１１０．ハードディスクドライブ１１２、および電力ルーティング装置１１４を含む。筐体１０８は、上蓋１１５および換気口１１７（図１では、説明のため、上蓋１１５は、上側のコンピュータシステム１０４で示されていない）を含み得る。

マザーボード組立体１１０は、中央処理装置１１６を含む。マザーボード組立体１１０は、コンピュータシステム１０４内で様々な機能を実行するために、半導体素子、メモリモジュール（ＤＩＭＭなど）、またはファンなどの、様々な他の電気部品も含み得る。マザーボード組立体１１０は、筐体１０８に結合され、それによって支持される。ハードディスクドライブ１１２は、筐体１０８内に取り付けられる。

電力ルーティング装置１１４は、電力供給装置１０６からコンピュータシステム１０４内の電子部品に電力をルーティングし得る。ケーブル組立体１１８は、電力供給装置１０６をコンピュータシステム１０４と結合し得る。ケーブル組立体１１８は、コネクタプラグ１２０およびコネクタプラグ１２２を含む。コネクタプラグ１２２は、ケーブル組立体１１８を電力供給装置１０６上のレセプタクルに結合する。コネクタプラグ１２４は、ケーブル組立体１１８を電力ルーティング装置１１４上のレセプタクルに結合する。

ケーブル組立体１２６は、電力ルーティング装置１１４をコンピュータシステム１０４のマザーボード組立体１１０に結合する。ケーブル組立体１２６は、コネクタプラグ１２８およびコネクタプラグ１３０を含む。コネクタプラグ１２８は、電力ルーティング装置１１４上の嵌合コネクタレセプタクル１３２と結合し得る。コネクタプラグ１３０は、マザーボード組立体１１０上の嵌合コネクタレセプタクル１３４と結合し得る。いくつかの実施形態では、マザーボード組立体１１０上の嵌合コネクタレセプタクル１３４は、ＡＴＸなどの業界標準に合致している標準的な電力供給装置用の電源コネクタである。かかる実施形態では、電力ルーティング装置は、市販のマザーボード（例えば、サーバーの筐体内の、従来型の電力供給装置から標準的な電力を受信するように設計され得る）に対して変更を加えることなく、市販のマザーボードに電力を供給するために使用され得る。

電力ルーティング装置１１４は、マザーボード組立体１１０上の中央処理装置１１６など、コンピュータシステム１０４内の様々な部品に電力をルーティングし得る。

いくつかの実施形態では、電力ルーティング装置は、コンピュータシステム内の回路基板組立体の拡張スロットにインストールされる。ある実施形態では、電力ルーティング装置用の拡張スロットは、業界標準に合致している。一実施形態では、電力ルーティング装置は、ＰＣＩ（末端部品相互接続ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）規格に合致する拡張スロットにインストールされる。電力ルーティング装置に対する規格の例（電力ルーティング装置に対する物理的なフォームファクタなど）には、従来のＰＣＩ、フルサイズＰＣＩ、薄型ＰＣＩ、およびミニＰＣＩを含む。図１に示すように、例えば、電力ルーティング装置１１４は、マザーボード組立体１１０上の拡張スロット１４２に結合する。拡張スロット１４２は、ＰＣＩ規格に合致し得る。拡張スロット１４２は、エッジコネクタソケット１４４を含む。筐体１０８は、カードケージ１４６を含む。電力ルーティング装置１１４は、筐体１０８の背面でカードケージ１４６と結合する。

電力ルーティング装置をサーバー内のマザーボード組立体の拡張スロットに提供することは、外部の電力供給装置から電力を受信するために、マザーボード組立体またはコンピュータシステムの筐体を変更する必要性を排除し得る。いくつかの実施形態では、外部の電力供給装置から電力を受信するサーバーは、あるサーバーモデルに対して標準の筐体およびマザーボード組立体を含む。ある実施形態では、サーバー内で通常提供される電力供給装置が、サーバーから除去または省略され得る。

コンピュータシステム１０４は、ラックに取り付け可能であり得る。例えば、筐体１０８の左側および右側上のレールが、ラックの左側および右側上の対応するレール、スライド、または出っ張り（ｌｅｄｇｅ）に係合し得る。ある実施形態では、レールキットが筐体の側面にインストールされ得る。

換気口１１７は、コンピュータシステム１０４の発熱する部品を冷却するために、空気が筐体１０８全体を流れるようにし得る。いくつかの実施形態では、ラック用の空気冷却システムがコンピュータシステム１０４全体に空気を通し得る。一つのの実施形態では、空気は、コンピュータシステム１０４の前面から背面へ流れる。

図２は、一実施形態によるコンピュータシステムの筐体の後面から見た、電力ルーティング装置の斜視図を示す。電力ルーティング装置１１４は、筐体１０８に結合する。電力ルーティング装置１１４は、本体１５２、バックプレート１５４、および底縁部１５６を含む。電力ルーティング装置１１４の底縁部１５６は、マザーボード組立体１１０上のエッジコネクタソケット１４４に結合する。電力ルーティング装置のバックプレート１５４は、筐体１０８のカードケージ１４６に結合し得る。締め具１５５は、バックプレート１５４を筐体１０８に固定し得る。バックプレート１５４は、筐体１０８内の窓１５８に位置合わせし得る。筐体１０８内の窓１５８は、マザーボード組立体１１０内の拡張スロット１４２に対応し得る。

電力ルーティング装置１１４は、フェースプレートレセプタクル１５９を含む。フェースプレートレセプタクル１５９は、ケーブル組立体１１８のコネクタプラグ１２２と結合し得る。ケーブル組立体１１８は、電力を電力ルーティング装置１１４に（例えば、図１に関連して前述した電力供給装置１０６から）供給する導体を含み得る。

筐体１０８は、窓１５８および１６０を含み得る。窓１５８および１６０の各々は、マザーボード組立体１１０上の拡張スロットに対応し得る。拡張スロット用の筐体窓を介して電力をルーティングする電力ルーティング装置は、（例えば、筐体内部の従来型の電力供給装置の代わりに）筐体の外部にある供給源から電力を受信するために、筐体を変更する必要性を排除し得る。いくつかの実施形態では、窓１６０など、拡張カードがインストールされていないスロット用の窓の一部または全てには、例えば、コンピュータシステム１０４内の電子妨害雑音（ＥＭＩ）を制御するために、ブランキングプレートが提供され得る。

図１および図２に示す実施形態では、電力ルーティング装置は、マザーボード上の拡張スロットに直接結合されているが、他の実施形態では、電力ルーティング装置は、コンピュータシステム内の別の回路基板上の拡張スロットに提供され得る。例えば、電力ルーティング装置は、メザニン回路カード上のエッジソケットコネクタに結合され得る。ある実施形態では、電力ルーティング装置用のソケットコネクタは、電力ルーティング装置がマザーボードと平行にインストールされるように、マザーボードと垂直に取り付けられている回路基板上に提供され得る。

図１および図２に示す実施形態では、電力ルーティング装置１１４は、筐体１０８の背面を介して電力をルーティングするが、電力ルーティング装置は、前面、側面、上面、底面、またはそれらの組合わせを含め、筐体の任意の部分を介して電力をルーティングし得る。

図１に示す実施形態では、電力ルーティング装置１１４は、単一の回路基板組立体、すなわち、マザーボード組立体１１０に電力を供給する。しかし、様々な他の実施形態では、電力ルーティング装置は、１つまたは複数の回路基板または他の電気部品に電力を供給し得る。ある実施形態では、１つのコンピュータシステムは、１つ以上の電力ルーティング装置を含み得る。

いくつかの実施形態では、電力ルーティング装置の取付け縁部は、電力ルーティング装置の取付け縁部においていかなる電気的接続も含まない。図３は、電気的接続のない取付け縁部を含む電力ルーティング装置の一実施形態を示す。この実施形態では、取付け縁部は、マザーボード組立体上の標準的なコネクタスロットに結合され得るが、スロットコネクタ内の電気接点は非アクティブである。拡張スロット用のエッジコネクタソケットは、したがって、コンピュータシステムへの機械的結合は提供するが、電気的接続は提供しない。図３では、電力ルーティング装置２００は、本体２０２、導体２０３、バックプレート２０４、および底縁部２０６を含む。底縁部２０６は、ノッチ部（ｎｏｔｃｈ）２０８を含み得る。

電力ルーティング装置２００の本体２０２は、様々な形状を取ることができる。いくつかの実施形態では、本体２０２は、回路基板であるか、またはそれを含む。本体２０２は、導体２０３を保持するため、本体の片側または両側上のケーブル配線をサポートし得る。ある実施形態では、電力ルーティング装置２００は、電力ルーティング装置２００の導体２０３の一部または全てのためのハウジングを含む。ある実施形態では、本体２０２は、電力ルーティング装置２００内の導体を少なくとも部分的にシールドするハウジングを含み得る。

導体２０３は、コンピュータシステムの外部から受信した電力を、コンピュータシステムの１つまたは複数の回路基板に搬送し得る。導体２０３は、ワイヤー、回路基板配線、母線、またはそれらの任意の組合わせであり得る。いくつかの実施形態では、電力ルーティング装置２００は、図１に示すケーブル１２６などのケーブルに、直接導体を供給する。例えば、電力ルーティング装置２００は、フェースプレートレセプタクルから＋１２ボルトの直流を出力レセプタクル１３２に供給し得る。他の実施形態では、電力ルーティング装置２０６は、入力から受信した電力を様々な電圧に変換し得る。いくつかの実施形態では、電力ルーティング装置２００は、コンピュータシステムの外部にある入力を介して信号またはデータを受信し得る。

ある実施形態では、フェースプレートレセプタクル１５９および出力レセプタクル１３２などのコネクタが、電力ルーティング装置から省略され得る。例えば、電力ルーティング装置は、入力側、出力側、またはその両方上に「ピグテール」構成を有し得る。一実施形態では、電力ルーティング装置は、回路基板組立体上のレセプタクルに結合するケーブルを含む。

いくつかの実施形態では、電力ルーティング装置の取付け縁部は、電力ルーティング装置と回路基板との間に電気的接続を提供する。図４は、電気接点を有する取付け縁部を含む電力ルーティング装置の一実施形態を示す。電力ルーティング装置２１０は、本体２０２、バックプレート２０４、および底縁部２１２を含む。底縁部２１２は、接点２１４を含む。接点２１２は、電力ルーティング装置２１０内の、ワイヤーまたは回路基板配線などの電気伝導体に接続され得る。ある実施形態では、底縁部２１２を介した接続は、ＰＣＩバス用の規格に合致している。底縁部２１２が回路基板上のエッジコネクタソケット（図１および図２に示すマザーボード１１０のエッジコネクタソケット１４４など）にインストールされると、底縁部２１２上の接点２１４が、エッジコネクタソケット上の嵌合接点と結合し得る。

いくつかの実施形態では、電力ルーティング装置は、電力を１つの形態から別の形態に変換し得る。図５は、電力変換を提供する電力ルーティング装置を備えたシステムの一実施形態を示す概略図である。システム２３０は、電力供給装置２３２およびサーバー２３４を含む。電力供給装置２３２は、サーバー２３４用の筐体の外部であり得る。サーバー２３４は、マザーボード組立体２３６および電力ルーティング装置２３８を含む。電力ルーティング装置２３８は、マザーボード２３６上の拡張スロット２３９に結合し得る。電力ルーティング装置２３８は、電力供給装置２３２から入力２４０を受信し得る。図５に示す実施形態では、入力２４０は＋１２ボルト、０ボルト、および接地を含む。ある実施形態では、電力ルーティング装置２３８は、電力供給装置２３２または別の装置のいずれかから、入力信号またはデータを受信し得る。入力２４０は、電力変換モジュール２４４で受信され得る。電力変換モジュールは、入力２４０を出力２４２に、変圧、変換、および／または調整し得る。

電力ルーティング装置２３８は、過負荷保護２４６を含む。過負荷保護装置２４６は、例えば、１つまたは複数の回路遮断器またはヒューズを含み得る。

いくつかの実施形態では、電力ルーティング装置は、その装置を介してルーティングされる電力に対して電力管理を提供し得る。例えば、図５に示す電力ルーティング装置２３８は、電力管理モジュール２４８を含む。電力管理モジュール２４８は、電力ルーティング装置２３８のプリント基板上に含まれ得る。電力管理装置２４８は、入力２４０として受信され、かつ／または出力２４２として供給される電力を監視および制御し得る。

いくつかの実施形態では、電力管理および／または監視機能が、電力ルーティング装置の外部にある回路基板上に提供され得る。例えば、マザーボード組立体２３６は、マザーボード電力管理モジュール２５４を含む。マザーボード電力管理モジュール２５４は、電力ルーティング装置２３８上の電力管理モジュール２４８の代わりに、またはそれに追加して、電力管理および監視機能を実行し得る。マザーボード電力管理モジュール２５４は、ＰＣＩバス２５２を介して、または別の接続を介して、電力ルーティング装置２３８に結合され得る。

いくつかの実施形態では、電力ルーティング装置は、ネットワークインタフェース管理など、電力とは関係のない機能を含み得る。ある実施形態では、電力ルーティング装置は、サーバーの監視および制御を含む。例えば、図５に示す電力ルーティング装置２３８は、ベースボード管理コントローラ２５０を含む。ベースボード管理コントローラ２５０は、マイクロプロセッサを含み得る。ベースボード管理コントローラ２５０は、サーバー２３４上の様々な機能を監視し得る。ある実施形態では、ベースボード管理コントローラ２５０は、サーバー２３４内のセンサーからデータを受信する。ベースボード管理コントローラは、サーバー２３４上の障害を検出し、対処し得る。電力ルーティング装置上の電力とは関係のない機能が電力ルーティング装置上の電力関連機能（電力変換など）と情報をやりとりし得るか、または電力とは関係のない機能は電力ルーティング装置上の電力関連機能とは無関係であり得る。

図５に示す実施形態では、ベースボード管理コントローラ２５０は、ＰＣＩバス２５２を介してマザーボード組立体２３６と通信する。ベースボード管理コントローラは、しかし、専用ケーブルを介してなど、他の方法で回路基板組立体に接続され得る。

図５では、明確にするために、入力２４０および出力２４２について、各電圧レベルおよび機能（＋１２ボルト、接地、パワーグッド、など）に対して１本の線のみが示されている。しかし、電力ルーティング装置の入力および出力線は、所与の電圧レベルまたは機能に対して２本以上の線を含み得る。例えば、従来のＡＴＸ規格と一致して、出力２４２は、複数の＋１２ボルト線、複数の＋５．５線、複数の接地線、などを含み得る。別の例として、入力２４０は、複数の＋１２ボルト線、複数の０ボルト線、などを含み得る。

いくつかの実施形態では、電力ルーティング装置からの出力は、業界標準に従い得る。一実施形態では、電圧および機能は、ＡＴＸ規格に従う。様々な他の実施形態では、電力ルーティング装置からの出力は、入門レベル電力供給仕様Ｅｎｔｒｙ−Ｌｅｖｅｌ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ、またはＥＳＰ １２Ｖなどの他の規格に従い得る。

前述のように、ある実施形態では、電力ルーティング装置は、それが受信する電力を次々に渡し得る。ある実施形態では、電力ルーティング装置は、ＡＴＸなどの業界標準に従う電力を受信し得、その標準的な電力をコンピュータシステム内の１つまたは複数の回路基板にルーティングし得る。

いくつかの実施形態では、共通の電力供給装置が、データセンター内の複数のコンピュータシステムにコンピュータシステム内の電力ルーティング装置を介して電力を供給する。図６は、共通の電力供給装置からサーバーの拡張スロット内の電力ルーティング装置を介して電力を受信する複数のサーバーを備えたシステムを示す概略図である。システム２８０は、サーバー２８２および電力供給装置２８４を含む。サーバー２８２および電力供給装置２８４は、ラックシステム２８６に取り付けられ得る。電力ルーティング装置１１４は、各サーバー２８２の各々内の拡張スロット１４２に提供される。ケーブル組立体１１８は、電力供給装置２８４をサーバー２８２の各々内の電力ルーティング装置１１４と結合する。電力ルーティング装置１１４は、サーバー２８２内のマザーボード組立体１１０に電力をルーティングし得る。

いくつかの実施形態では、データセンター内のサーバーは、複数の電力供給装置からの電力を分け合い得る。図７は、複数の電力供給装置からの電力を分け合うサーバーを備えたデータセンター内のラックシステムの一実施形態を示すブロック図である。データセンター３００は、ラックシステム３０２を含む。ラックシステム３０２は、電力供給装置３０４およびサーバー３０６を含む。電力供給装置３０４は、電力バス３０８を通じて、電力をサーバー３０６に供給する。サーバー３０６の各々は、電力ルーティング装置１１４を含む。電力ルーティング装置１１４は、電力を、サーバー３０６内の拡張スロット１４２でサーバー３０６の筐体に、およびサーバー３０６内の１つまたは複数の回路基板組立体にルーティングし得る。

データセンター３００は、配電システム３１４を含む。配電システム３１４は、ラックシステム３０２内の電力供給装置３０４に電力を分配し得る。配電システム３１４は、第一段階変圧器３１６、第二段階変圧器３１８、および配電装置３２２を含む。一実施形態では、変圧器３１６は、ユーティリティ供給（ｕｔｉｌｉｔｙ ｆｅｅｄ）に結合される。ユーティリティ供給は、中電圧供給であり得る。ある実施形態では、ユーティリティ供給は、約６０Ｈｚの周波数で約１３．５キロボルトまたは１２．８キロボルトの電圧においてである。

一実施形態では、第一段階変圧器３１６は、三相のユーティリティ供給から約４８０Ｖの中間線間電圧での中間電力に電圧を下げる。いくつかの実施形態では、第一段階変圧器３１６は、電圧を徐々に下げる一連の２つ以上の変圧器として実施され得る。例えば、１つの変圧器は、６０＋キロボルトでの供給電圧を５キロボルトと１０キロボルトとの間の電圧に下げ得る。第２の変圧器は、５キロボルトと１０キロボルトとの間の線間電圧から、約４８０ボルトでの線間電圧にさらに下げ得る。

第二段階変圧器３１８は、第一段階変圧器３１６からの三相の中間電力を動作電力（例えば、「フロア」電力）に変圧し得る。動作電力は、約４８０ボルトの線間電圧で、かつ約２７７ボルトの位相−中立（ｐｈａｓｅ−ｔｏ−ｎｅｕｔｒａｌ）電圧であり得る。変圧器３１８は、Ｙ字形の変圧器であり得る。一実施形態では、変圧器３１８は、デルタ構成に一次巻線を、およびＹ字形構成に二次巻線を有する。

本明細書に記載の電圧は、配電用途での変圧器に対する通常の製作公差範囲内であり得、特定の変圧器巻線構成および材料に依存し得る。一実施形態では、動作電力線の位相−中立電圧は、約＋／−１０ボルトの範囲内であり得る。

変圧器３１８からの出力は、位相線３２０Ａ、３２０Ｂ、および３２０Ｃ、ならびに中立線３２０Ｎの１つまたは複数の組を経由して、１つまたは複数の配電装置３２２に伝送される。一実施形態では、位相線３２０Ａ、３２０Ｂ、および３２０Ｃの各々は、約４２アンペアまでを搬送する。一実施形態では、各配電装置３２２に対する総出力は、約２０ｋＶＡであり得る。第二段階変圧器３１８は、接地線３２０Ｇも含む。コンピュータシステムのコンポーネントも、コンピュータ室の床構造に（導体によるか、またはそれらを囲むラックの構造を介してのいずれかで）接地され得る。ある実施形態では、接地線３２０Ｇは省略される。

配電装置３２２は、ラックシステム３０２内の電力供給装置３０４に結合される。システム内の様々なサーバー３０６は、配電システム３１４の異なる位相で動作し得る。例えば、図７に示す実施形態では、電力供給装置１および４は、線３２４Ａ上で結合され、電力供給装置２および５は線３２４Ｂ上で結合され、電力供給装置３および６は、線３２４Ｃ上で結合される。線３２４Ａ、３２４Ｂ、および３２４Ｃの各々は、第二段階変圧器３１８からの三相出力線３２０Ａ、３２０Ｂ、および３２０Ｃのうちの１本と対応し得、いずれの場合にも中立線３２０Ｎと対になっている。図７では、明確にするために、電力バス３０８およびサーバー３０６への配電線が、単一の線として表されている。しかし、電力バス３０８およびサーバー３０６への配電線は、例えば、二段階変圧器３１８からの異なる位相の電力に対する線が相互に分離されるように、任意の数の導体を含み得る。

いくつかの実施形態では、電力供給装置３０４は、様々な入力電圧で電力を受信するように構成される。一実施形態では、電力供給装置３０４は、約２７７Ｖまでの入力電圧を受け入れることができる。ある実施形態では、配電システム用の変圧器は、可変のサーバー電力供給装置に対する動作電力が、サーバーの電力供給装置に対する最大入力電圧仕様に近くなるように選択される。一実施形態では、変圧器は、三相の供給源電力を、少なくとも約２６０ボルトの各脚（ｌｅｇ）上の位相−中立動作電圧での三相の動作電力に変圧する。配電装置は、変圧器からの動作電力を、コンピュータシステム用の電力供給装置に供給する。一実施形態では、三相の動作電力は、約２７７ボルトの位相−中立電圧を有する。

いくつかの実施形態では、電力供給装置３０４は、２つ以上の異なる入力電圧および／または位相のいずれかで電力を受け入れ、電力出力をサーバー３０６に供給することができる。例えば、電力供給装置３０４は、入力電力を２７７ボルトまたは２０８ボルトで交互に受け入れることが可能であり得る。図７Ａは、電力供給装置３０４に２０８ボルトで電力を提供できる交互配電システムの一実施形態を示す。配電システム３４０は、変圧器３４２および配電装置３４４を含む。変圧器３４２は、ユーティリティ供給から、または図７に関連して前述した第一段階変圧器３１６に類似した変圧器３４２から上流の電圧を下げる変圧器から電力を受け入れ得る。変圧器３４２からの２０８ボルトでの二相出力電力が、位相線３４６Ａ、３４６Ｂおよび中立線３４６Ｎの１つまたは複数の組を介して、１つまたは複数の配電装置３４４に伝送される。変圧器３４２は、接地線３４６Ｇも含む。線３４６Ａからの電力は、配電装置３４４から電力供給装置１、３、および５に線３４８Ａを通じて伝送され得る。線３４６Ｂからの電力は、配電装置３４４から電力供給装置２、４、および６に線３４８Ｂを通じて伝送され得る。

別の実施形態では、配電システムは、電力を４８０／３６０−２０８ボルト、三相電力の電力出力に変圧する変圧器を含み得る。配電装置は２０８ボルトの電力をデータセンター３００内の電力供給装置３０４に供給し得る。

図７に示すデータの実施形態では、ラックシステム３００は６台の電力供給装置３０４および１６台のサーバー３０２を含む。ラックシステムは、種々の他の実施形態では、任意の数の電力供給装置およびサーバーを含む。

図８は、拡張スロットに対応する筐体内の窓を介した電力のルーティングを含むコンピュータシステム内の電気部品に電力を供給する方法の一実施形態を示す。３８０では、コンピューティング操作で使用するためにサーバーが提供される。いくつかの実施形態では、サーバーは市販のサーバーであり得る。例えば、サーバーは、標準的な市販のマザーボードを有し得る。サーバーは、標準的な市販の筐体に取り付けられ得る。

３８２では、電力ルーティング装置が、サーバー内の少なくとも１つの拡張スロットにインストールされる。拡張スロットは、業界標準に合致し得る。一実施形態では、拡張スロットは、ＰＣＩスロット用のフォームファクタを有する。ある実施形態では、電力ルーティング装置のインストールは、電力ルーティング装置からの出力ケーブルをサーバーのマザーボード上の標準的な電力ソケットコネクタに結合することを含む。いくつかの実施形態では、サーバーは、ＡＴＸ電力供給など、サーバーの筐体内に標準的な電力供給装置を収容する市販のサーバーであり得る。ある実施形態では、標準的なオンボードの電力供給装置は、（標準的なオンボードの電力供給装置は使用することを意図していないため）サーバーが作動される前にサーバーから除去され得る。

３８４では、サーバーの拡張スロット内の電力ルーティング装置を介して、サーバーに電力が供給される。電力は、例えば、サーバーの外部にある電源装置から供給され得る。ある実施形態では、電力供給装置は、データセンター内の２台以上のサーバーに電力を提供し得る。一実施形態では、電力供給装置は、図７および図７Ａに関連して前述したような配電システムから電力を受信する。３８６では、コンピューティング操作がサーバーを使用して実行される。

実施形態１．回路基板組立体の拡張スロットに取り付けるように構成された１つまたは複数の取付け部と、
前記回路基板組立体の外部にある１つまたは複数の電源から、前記回路基板組立体上の電気部品に電力をルーティングするように構成された電力ルーティング部とを備える、
電力ルーティング装置。

実施形態２．前記拡張スロットが、少なくとも１つの入力／出力（Ｉ／Ｏ）規格に合致している、実施形態１に記載の電力ルーティング装置。

実施形態３．前記拡張スロットが、ＰＣＩ（末端部品相互結合Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）拡張スロットである、実施形態１に記載の電力ルーティング装置。

実施形態４．前記電力ルーティング装置が、ＰＣＩ拡張カードに対する規格の範囲内のフォームファクタを有する、実施形態3に記載の電力ルーティング装置。

実施形態５．前記取付け部の少なくとも１つが、前記回路基板組立体上の前記拡張スロット用のコネクタソケットに結合するように構成された縁部を含む、実施形態１に記載の電力ルーティング装置。

実施形態６．前記取付け部の少なくとも１つが、前記拡張スロットに対応する筐体窓に結合するように構成されている、実施形態１に記載の電力ルーティング装置。

実施形態７．前記電力ルーティング部が、電力を、前記拡張スロットに対応する筐体窓を介して、前記回路基板組立体上の電気部品に送信するように構成されている、実施形態１に記載の電力ルーティング装置。

実施形態８．前記電力ルーティング部が、少なくとも１本の入力電力ケーブルと結合するように構成されたコネクタ部を含む、実施形態１に記載の電力ルーティング装置。

実施形態９．前記電力ルーティング部が、回路基板組立体と結合し、かつ電力を前記回路基板組立体上の電気部品に送信するように構成された少なくとも１本のケーブル含む、実施形態１に記載の電力ルーティング装置。

実施形態１０．前記電力ルーティング部が、前記電力ルーティング部への少なくとも１つの入力を、第１の電圧から第２の電圧に変圧するように構成されている、実施形態１に記載の電力ルーティング装置。

実施形態１１．前記電力ルーティング部が、入力電力を、少なくとも１つの業界標準に従う出力電力に変換するように構成されている、実施形態１に記載の電力ルーティング装置。

実施形態１２．前記電力ルーティング装置が、前記電力ルーティング装置を介して送信された電力の少なくとも１つの機能を制御または監視するように構成されている、実施形態１に記載の電力ルーティング装置。

実施形態１３．前記回路基板組立体が、前記電力ルーティング装置を介して送信された電力を制御または監視するように構成されている、実施形態１に記載の電力ルーティング装置。

実施形態１４．１つまたは複数のルーティング装置回路モジュールをさらに含み、前記ルーティング装置回路モジュールの少なくとも１つが、前記回路基板組立体上のコネクタソケットに結合したエッジコネクタを介して前記回路基板組立体に結合される、実施形態１に記載の電力ルーティング装置。

実施形態１５．前記回路基板組立体に結合された１つまたは複数のルーティング装置回路モジュールをさらに含み、前記１つまたは複数のルーティング装置回路モジュールの少なくとも１つが電力に関係しない少なくとも１つの機能を実行するように構成されている、実施形態１に記載の電力ルーティング装置。

実施形態１６．１つまたは複数の拡張スロットを含む回路基板組立体と、
前記回路基板組立体の前記拡張スロットの少なくとも１つに結合された電力ルーティング装置とを含むコンピュータシステムであって、
前記電力ルーティング装置が、前記回路基板組立体の外部にある１つまたは複数の電源から、前記回路基板組立体上の電気部品に電力をルーティングするように構成されている、
コンピュータシステム。

実施形態１７．前記少なくとも１つの拡張スロットがＰＣＩ拡張スロットである、実施形態１６に記載のコンピュータシステム。

実施形態１８．筐体をさらに含み、前記回路基板組立体が前記筐体に取り付けられており、かつ、前記電力ルーティング装置が、前記少なくとも１つの拡張スロットに対応する前記筐体内の窓を介して電力をルーティングするように構成されている、実施形態１６に記載のコンピュータシステム。

実施形態１９．前記窓が、前記回路基板組立体上の少なくとも１つの拡張スロットに対応する標準的なＰＣＩカードのバックプレート用の開口部を含む、実施形態１８に記載のコンピュータシステム。

実施形態２０．前記電力ルーティング装置が、少なくとも１つの業界標準に従う電力を送信するように構成されている、実施形態１６に記載のコンピュータシステム。

実施形態２１．前記回路基板組立体が、標準的な電力コネクタ部を含み、かつ、前記電力ルーティング装置が、前記コンピュータシステム上の電気部品に電力を供給するために、前記標準的な電力コネクタ電力部と結合するように構成されている、実施形態１６に記載のコンピュータシステム。

実施形態２２．１つまたは複数のコンピュータシステムと、
前記１つまたは複数のコンピュータシステムの外部にある１つまたは複数の電力供給装置とを備えたシステムであって、
前記コンピュータシステムの少なくとも１つが、
筐体と、
１つまたは複数の拡張スロットを含む回路基板組立体と、
前記拡張スロットの少なくとも１つに結合し、かつ、前記コンピュータシステムの外部にある少なくとも１つの電力供給装置から、前記回路基板組立体上の１つまたは複数の電気部品に電力をルーティングするように構成された、１つまたは複数の電力ルーティング装置とを備える、
システム。

実施形態２３．電力ルーティング装置が結合されている前記拡張スロットの前記少なくとも１つが、ＰＣＩ拡張スロットである、実施形態２２に記載のシステム。

実施形態２４．ラックをさらに含み、前記コンピュータシステムの少なくとも１つおよび前記電力供給装置の少なくとも１つが前記ラックに取り付けられている、実施形態２２に記載のシステム。

実施形態２５．前記１つまたは複数のコンピュータシステムが、２つ以上のコンピュータシステムを含み、前記コンピュータシステムの外部にある前記電力供給装置の少なくとも１つが、前記コンピュータシステムの２つ以上に電力を供給する、実施形態２２に記載のシステム。

実施形態２６．前記コンピュータシステムの外部にある前記電力供給装置の少なくとも１つが、少なくとも２つのコンピュータシステムに電力を提供するように構成されている、実施形態２２に記載のシステム。

実施形態２７．前記電力供給装置の少なくとも１つが、２つ以上の異なる入力電圧で入力電力を受信し、かつ前記コンピュータシステムの少なくとも１つに出力電力を供給するように構成可能である、実施形態２２に記載のシステム。

実施形態２８．前記電力供給装置の少なくとも１つが、少なくとも約２６０ボルトの入力電圧で入力電力を受信するように構成可能である、実施形態２７に記載のシステム。

実施形態２９．前記１つまたは複数の電力供給装置が２つ以上の電力供給装置を含み、前記コンピュータシステムの少なくとも１つが、前記電力供給装置の少なくとも２つから電力を受信するように構成されている、実施形態２２に記載のシステム。

実施形態３０．サーバー内の部品に電力をルーティングする方法であって、
前記サーバー内の少なくとも１つの拡張スロットに結合さてた少なくとも１つの電力ルーティング装置に、前記少なくとも１つの拡張スロットに対応する筐体内の開口部を介して、電力をルーティングすることと、
前記少なくとも１つの電力ルーティング装置から、前記サーバーの１つまたは複数の回路基板組立体上の１つまたは複数の電気部品に電力をルーティングすることとを含む、
方法。

実施形態３１．前記サーバー内の前記少なくとも１つの拡張スロットがＰＣＩ拡張スロットである、実施形態３０に記載の方法。

実施形態３２．前記少なくとも１つの電力ルーティング装置から、前記１つまたは複数の回路基板組立体上の１つまたは複数の電気部品へ電力をルーティングすることが、前記電力ルーティング装置用の少なくとも１本のケーブルを、前記サーバー内の前記回路基板組立体の少なくとも１つ上の少なくとも１つの回路基板コネクタ部に結合することを含む、実施形態３０に記載の方法。

前述で実施形態をかなり詳細に説明してきたが、前述の開示を十分に理解すれば、多数の変形および修正が当業者には明らかになるであろう。以下の特許請求の範囲が、かかる変形および修正の全てを包含するものと解釈されることを意図する。

Claims (15)

1. マザーボード組立体の拡張スロットに取り付けるように構成された１つまたは複数の取付け部と、
   前記マザーボード組立体の拡張スロットに保持される電力ルーティング部と、
   を備え、
   前記電力ルーティング部は、前記マザーボード組立体の外部にある１つまたは複数の電源から、前記マザーボード組立体上の電気部品に電力をルーティングするように構成され、
   前記電力ルーティング部は、前記マザーボード組立体と結合し、かつ電力を前記マザーボード組立体上の電気部品に送信するように構成された少なくとも１本のケーブルを含む、
   電力ルーティング装置。
2. 前記拡張スロットが、少なくとも１つの入力／出力（Ｉ／Ｏ）規格に合致している、請求項１に記載の電力ルーティング装置。
3. 前記拡張スロットが、ＰＣＩ（末端部品相互連結Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）拡張スロットである、請求項１または２に記載の電力ルーティング装置。
4. 前記取付け部の少なくとも１つが、前記マザーボード組立体上の前記拡張スロット用のコネクタソケットに結合するように構成された縁部を含む、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の電力ルーティング装置。
5. 前記取付け部の少なくとも１つが、前記拡張スロットに対応する筐体窓に結合するように構成されている、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の電力ルーティング装置。
6. 前記電力ルーティング部が、電力を、前記拡張スロットに対応する筐体窓を介して、前記マザーボード組立体上の電気部品に送信するように構成されている、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の電力ルーティング装置。
7. 前記電力ルーティング部が、少なくとも１本の入力電力ケーブルと結合するように構成されたコネクタ部を含む、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の電力ルーティング装置。
8. 前記マザーボード組立体と結合し、かつ電力を前記マザーボード組立体上の電気部品に送信するために、前記少なくとも１本のケーブルは、
   前記取付け部から延びて、前記縁部および前記コネクタソケットとは別体で、前記マザーボード組立体上のコネクタレセプタクルと結合し、
   結合された前記縁部および前記コネクタソケットとは別体で、前記コネクタレセプタクルを介して前記マザーボード組立体上の電気部品に電力を送信するように構成されている、請求項４に記載の電力ルーティング装置。
9. 前記電力ルーティング部が、前記電力ルーティング部への少なくとも１つの入力を、第１の電圧から第２の電圧に変圧するように構成されている、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の電力ルーティング装置。
10. 前記電力ルーティング部が、入力電力を、少なくとも１つの業界標準に従う出力電力に変換するように構成されている、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の電力ルーティング装置。
11. 前記電力ルーティング装置が、前記電力ルーティング装置を介して送信された電力の少なくとも１つの機能を制御または監視するように構成されている、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の電力ルーティング装置。
12. １つまたは複数のルーティング装置回路モジュールをさらに含み、前記ルーティング装置回路モジュールの少なくとも１つが、前記マザーボード組立体上のコネクタソケットに結合したエッジコネクタを介して前記マザーボード組立体に結合される、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の電力ルーティング装置。
13. サーバー内の部品に電力をルーティングする方法であって、
    前記サーバー内の少なくとも１つの拡張スロットに結合した少なくとも１つの電力ルーティング装置に、前記少なくとも１つの拡張スロットに対応する筐体内の開口部を介して、電力をルーティングすることと、
    前記拡張スロットの前記少なくとも１つの電力ルーティング装置から、前記サーバーの１つまたは複数のマザーボード組立体上の１つまたは複数の電気部品に電力をルーティングすることとを含み、
    前記少なくとも１つの電力ルーティング装置から、前記１つまたは複数のマザーボード組立体上の１つまたは複数の電気部品に電力をルーティングすることが、前記電力ルーティング装置用の少なくとも１本のケーブルを、前記サーバー内の少なくとも１つの前記マザーボード組立体上の少なくとも１つの回路基板コネクタ部に結合することを含む、
    方法。
14. 前記サーバー内の前記少なくとも１つの拡張スロットがＰＣＩ拡張スロットである、請求項１３に記載の方法。
15. 前記電力ルーティング装置は、前記マザーボード組立体の少なくとも１つ用のコネクタソケットに結合されるように構成される縁部を備え、
    前記電力ルーティング装置用の少なくとも１本のケーブルを、前記サーバ内の少なくとも１つの前記マザーボード組立体上の少なくとも１つの回路基板コネクタ部へ結合させることは、前記縁部および前記コネクタソケットとは別体で、前記電力ルーティング装置から前記少なくとも１本のケーブルを延ばし、前記縁部および前記コネクタソケットとは別体の前記少なくとも１つの回路基板コネクタ部に結合することを含む、
    請求項１３または１４に記載の方法。

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