KR101429893B1 - 그린컴퓨팅을 위한 저전력 소비 구조로 제작된 퍼스널 슈퍼컴퓨터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그린컴퓨팅을 위한 저전력 소비 구조로 제작된 퍼스널 슈퍼컴퓨터(PERSONAL SUPER COMPUTER; 이하 PSC라 함.)에 관한 것으로,
PSC의 데이터 처리를 담당하는 저전력/팬 리스(fan-less) 구조의 하드웨어부, 수십 대의 하드웨어부의 병렬통신을 수행하는 고속 스위칭 허브, 상기 하드웨어부의 손쉬운 결합 및 해체가 가능하고 전원 핫-스왑 기능을 수행하는 백플레인(backplane), 소형 구조를 구현하고 시스템 확장이 편리하며 PSC 전체가 저전력 및 팬리스 방열 구조를 가질 수 있는 원통 방사형 구조의 본체로 구성되며,
보다 상세하게는 PSC의 기본 기능을 수행하는 가장 기본적인 컴퓨팅 하드웨어부로써, 저전력 중앙연산장치(CPU), GPU(Graphics Processing Unit), 메모리칩 등을 포함하는 피씨 부품이 탑재되는 기판을 포함하는 피씨 키트가 상부 본체의 삽입 슬롯부에 슬라이딩 구조로 결합되면서 고속 병렬연결을 위한 백보드(backboard)에 수직 방향으로 서로 이격하여 적층, 결합되며, 이러한 삽입 슬롯부들이 방사상으로 배치됨으로써, 슈퍼컴퓨터의 기능을 극대함과 동시에 크기를 최소화할 수 있고, 특히 상, 하부 공기 소통부를 통해 수직방향으로 형성된 삽입 슬롯부에 자연적으로 공기 순환이 이루어지도록 함으로써, 다수의 냉각팬을 구비하지 않더라도 자연 냉각이 가능하므로, 다수의 냉각팬 가동을 위한 전력 소비를 필요로 하지 않는 저전력 소비 구조로 제작할 수 있기 때문에, 에코시스템(ECO; 친환경), 그린컴퓨팅을 실현할 수 있는 퍼스널 슈퍼컴퓨터에 관한 것이다.

Description

그린컴퓨팅을 위한 저전력 소비 구조로 제작된 퍼스널 슈퍼컴퓨터{PERSONAL SUPER COMPUTER}

본 발명은 그린컴퓨팅을 위한 저전력 소비 구조로 제작된 퍼스널 슈퍼컴퓨터(PERSONAL SUPER COMPUTER; 이하 PSC라 함.)에 관한 것으로,

PSC의 데이터 처리를 담당하는 저전력/팬 리스(fan-less) 구조의 하드웨어부, 수십 대의 하드웨어부의 병렬통신을 수행하는 고속 스위칭 허브, 상기 하드웨어부의 손쉬운 결합 및 해체가 가능하고 전원 핫-스왑 기능을 수행하는 백플레인(backplane), 소형 구조를 구현하고 시스템 확장이 편리하며 PSC 전체가 저전력 및 팬리스 방열 구조를 가질 수 있는 원통 방사형 구조의 본체로 구성되며,

보다 상세하게는 PSC의 기본 기능을 수행하는 가장 기본적인 컴퓨팅 하드웨어부로써, 저전력 중앙연산장치(CPU), GPU(Graphics Processing Unit), 메모리칩 등을 포함하는 피씨 부품이 탑재되는 기판을 포함하는 피씨 키트가 상부 본체의 삽입 슬롯부에 슬라이딩 구조로 결합되면서 고속 병렬연결을 위한 백보드(backboard)에 수직 방향으로 서로 이격하여 적층, 결합되며, 이러한 삽입 슬롯부들이 방사상으로 배치됨으로써, 슈퍼컴퓨터의 기능을 극대함과 동시에 크기를 최소화할 수 있고, 특히 상, 하부 공기 소통부를 통해 수직방향으로 형성된 삽입 슬롯부에 자연적으로 공기 순환이 이루어지도록 함으로써, 다수의 냉각팬을 구비하지 않더라도 자연 냉각이 가능하므로, 다수의 냉각팬 가동을 위한 전력 소비를 필요로 하지 않는 저전력 소비 구조로 제작할 수 있기 때문에, 에코시스템(ECO; 친환경), 그린컴퓨팅을 실현할 수 있는 퍼스널 슈퍼컴퓨터에 관한 것이다.

항공, 우주개발, 기상 예측 등에 사용되는 슈퍼컴퓨터는 매우 빠른 연산 처리 속도를 갖기 때문에 다양한 산업 분야에서 슈퍼컴퓨터를 활용할 경우 그에 따른 이점이 상당하지만, 슈퍼컴퓨터의 가격이 매우 고가이기 때문에 일부 대기업이나 정부 관련 기관이 아니면 사용할 수 없는 극히 제한적으로만 사용되는 제품이다.

따라서 슈퍼컴퓨터를 필요로 하는 여러 분야, 특히 게임 개발 관련 그래픽 분야와 같은 전문직에 종사하는 일반 소기업 또는 개인은 슈퍼컴퓨터를 사용함에 따른 이점이 매우 큼에도 불구하고 현실적으로 슈퍼컴퓨터를 구매하여 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 일반 소기업 또는 개인은 일반 피씨보다 빠른 처리 속도를 갖는 워크스테이션을 사용하는데, 워크스테이션과 슈퍼컴퓨터의 처리속도는 월등하게 차이가 나기 때문에 효용성이 떨어지는 문제점이 있다.

이에 종래 슈퍼컴퓨터와 같은 월등히 빠른 처리 속도를 확보하면서도 상대적으로 저렴하게 제작, 판매될 수 있는 기술을 필요로 하게 되었는데,

이러한 요구에 발맞춰 개발된 제품이 바로 병렬 클러스터 구조의 슈퍼컴퓨터이다. 일반적으로 병렬 클러스터 구조의 슈퍼컴퓨터는 일반 피씨(PC; Personal Computer) 여러 대를 묶어서 고속 네트워크를 병렬 구조로 사용하는 것으로, 하나의 랙에 다수의 범용 피씨를 결합, 범용 피씨를 병렬적으로 연결하여 사용함으로써, 다수의 CPU, 그래픽카드를 활용하여 매우 빠른 처리 속도를 제공할 수 있다.

이러한 병렬 슈퍼컴퓨터에 관한 것으로, 대한민국 등록특허 제10-0707514호(2007.04.06.) "범용 PC부품을 이용하여 구성되는 병렬 클러스터 컴퓨터를 위한 구조물"(이하 종래 기술이라 함.)이 있는데,

상기 종래 기술은 양면에 범용 피씨 부품들이 장착되는 판 형상의 다수의 블레이드에 고정, 결합된 노드(범용 피씨)를 직육면체 형상의 랙에, 랙 컬럼과 지지부재들을 이용하여 결합시키는 구조로 이루어진다.

그러나 상기 종래 기술은 종래 병렬 슈퍼컴퓨터에서 범용 피씨의 케이스만을 제거한 후 랙에 결합시키는 구조로, 피씨로써 기능하는 노드들 모두가 각각 중앙연산장치(CPU), 메인보드, 메모리 칩, 하드디스크 및 파워서플라이 등을 포함하여 이루어진 것으로써, 슈퍼컴퓨터 자체의 크기, 부피가 매우 크기 때문에 설치 공간에 따른 제약이 크고, 각각의 노드(범용 피씨)에서 발생하는 열들이 신속하게 방열되지 않아 결과적으로 병렬 클러스터 컴퓨터의 성능이 저하되는 단점을 가지고 있다.

특히, 상기 종래 기술은 단순 피씨 다수가 결합된 구조로 일반 피씨에서 전력 소모의 주된 원인이 되는 강제 냉각을 위한 냉각팬을 다수 확보해야 하므로, 전력 소모량이 매우 크기 때문에 세계적으로 에너지 절약 운동의 일환인 에코시스템, 그린컴퓨팅에 부합되지 못하는 단점이 있다.

또한 다수의 냉각팬 사용에 따라 슈퍼컴퓨터 본체의 진동이 상당하기 때문에 이러한 진동으로 인하여 컴퓨팅 사용 시 노이즈가 발생하여 작업 중 영상이 깨지는 등의 단점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

저렴한 제조비용으로도 연산 처리 속도를 극대화함과 동시에 본체의 크기 및 부피를 소형화할 수 있고, 전력소모량을 최소화할 수 있는 팬리스(fanless) 슈퍼컴퓨터를 제공할 수 있도록 가장 기본에 되는 피씨 부품이 탑재되는 저전력 하드웨어 기판과 팬리스 방열 구조 및 탈부착이 편리한 슬라이드 결합 구조가 구현되는 다수의 방열 날개를 구비한 장착부재로 구성된 다수의 피씨 키트와, 상기 피씨키트들이 고속 병렬처리가 가능한 백보드에 수직 방향으로 서로 이격하여 적층, 결합되는 복수개의 삽입 슬롯부들과, 이들 삽입 슬롯부들이 방사상으로 배치되어 있는 상부 본체와, 핫-스왑(hot swap) 기능을 갖는 전원 공급 수단과, 고속 병렬 스위칭 기능을 갖는 통신망 연결수단과, 제어 수단이 내장되는 하부 본체로 구성되며, 하부 본체와 상부 본체의 공기 소통부 및 원통형 중앙 공기 소통로와, 외측 공기 소통로 및 삽입 슬롯부들 간의 공기 소통 구조를 통해 공랭식 냉각 구조를 채용한 그린컴퓨팅을 위한 저전력 소비 구조로 제작된 퍼스널 슈퍼컴퓨터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 본 발명은 고해상도 영상 제작 및 게임 개발과 같은 그래픽 관련 분야에서 슈퍼컴퓨터를 이용한 작업이 원활하게 이루어질 수 있도록 그래픽 처리 및 영상 처리 속도가 우수하면서, 일반 공공 기관 등이 아닌 일반 소기업이나 개인이 상대적으로 저가의 비용으로 구매하여 사용할 수 있으며, 종래 기술에 따른 병렬 슈퍼컴퓨터와 대비하여 최소 부피에 최대의 피씨 키트들이 탑재됨에 따라 최고의 연산 처리 속도를 보장함과 동시에 본체의 소형화에 유리한 그린컴퓨팅을 위한 저전력 소비 구조로 제작된 퍼스널 슈퍼컴퓨터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 피씨 키트들이 장착되는 복수개의 삽입 슬롯부들 간에 내부 공기 순환 구조 설계를 통한 공랭식 냉각 구조를 채용하여 팬리스 슈퍼컴퓨터를 구현함으로써, 본체의 콤팩트화, 소형화, 저전력 소비 구조, 무진동을 가능하게 하여, 그린컴퓨팅을 위한 저전력 소비 구조로 제작된 퍼스널 슈퍼컴퓨터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 다수의 피씨 키트들의 조립을 용이하게 하여 제작이 쉽고 빠르며, 슈퍼컴퓨터의 유지, 관리가 쉽고 업그레이드 등을 간편하게 행할 수 있도록 다수의 피씨 키트들이 삽입 슬롯부에 슬라이딩 결합 방식으로 결합되는 그린컴퓨팅을 위한 저전력 소비 구조로 제작된 퍼스널 슈퍼컴퓨터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

한편 본 발명은 상부 본체의 삽입 슬롯부 내부의 온도를 실시간으로 감지하여 사용자가 이를 확인할 수 있도록 함으로써, 슈퍼컴퓨터의 과열에 의한 오작동 및 고장 등을 방지할 수 있는 그린컴퓨팅을 위한 저전력 소비 구조로 제작된 퍼스널 슈퍼컴퓨터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 그린컴퓨팅을 위한 저전력 소비 구조로 제작된 퍼스널 슈퍼컴퓨터는

피씨 부품이 탑재되는 기판과, 다수의 방열 날개와 슬라이드 걸침부를 구비하고 상기 기판이 결합되는 장착부재로 구성된 다수의 피씨 키트;

상기 장착부재들이 슬라이딩 결합되어 상기 피씨 키트들이 수직 방향으로 서로 이격하여 적층, 결합되는 고속 스위칭 백보드를 갖는 복수개의 삽입 슬롯부를 포함하고, 상기 삽입 슬롯부들이 방사상으로 배치되어 있으며, 상부 공기 소통부를 갖는 상부 본체; 및

상기 기판들 각각과 전기적으로 병열 연결되어 있는 고속 병렬 백플레인을 포함하는 제어 유닛이 내장되고, 내부 공간이 상기 삽입 슬롯부들과 연통되어 있으며, 하부 공기 소통부를 갖는 하부 본체;를 포함하여 이루어져,

공랭식 냉각 기능을 통한 팬리스 구조가 구현되어 소비 전력을 저감시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 그린컴퓨팅을 위한 저전력 소비 구조로 제작된 퍼스널 슈퍼컴퓨터에서 상기 상부 본체는 상기 삽입 슬롯부들 중앙에 상기 고속 스위칭 백보드들로 둘러싸인 중앙 공기 소통로가 형성되며, 서로 인접한 삽입 슬롯부들 사이에는 내측판들이 서로 이격된 외측 공기 소통로가 형성되어 공랭식 냉각 기능이 구현되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 그린컴퓨팅을 위한 저전력 소비 구조로 제작된 퍼스널 슈퍼컴퓨터에서 상기 상부 본체는 공랭식 냉각 기능을 위하여 상기 내측판에 다수의 공기 소통공이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

나아가 본 발명에 따른 그린컴퓨팅을 위한 저전력 소비 구조로 제작된 퍼스널 슈퍼컴퓨터는 상기 피씨 키트들의 탈부착을 위하여,

상기 장착부재는 외측으로 돌출된 슬라이드 걸침부를 갖고,

상기 삽입 슬롯부에는 상기 슬라이드 걸침부가 슬라이딩 결합되어 안치되도록 하는 가이드레일(27)이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 그린컴퓨팅을 위한 저전력 소비 구조로 제작된 퍼스널 슈퍼컴퓨터에서 상기 기판은 장착되는 상기 삽입 슬롯부의 고속 스위칭 백보드와 슬롯 또는 컨넥터 결합 방식으로 병렬적으로 연결되어 접속됨으로써 상기 피씨 키트들 상호간에 병렬 클러스터 연결 구조가 구현되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 그린컴퓨팅을 위한 저전력 소비 구조로 제작된 퍼스널 슈퍼컴퓨터에서 상기 제어 유닛은 상기 고속 병렬 백플레인이 상기 고속 스위칭 백보드를 통해 상기 기판들과 병렬적으로 연결된 고속 스위칭 버스를 제공하는 고속 스위치 허브와, 상기 기판들에 전원을 공급하고 핫-스왑 기능을 제공하는 파워부를 포함하는 전원 공급 수단 및 전체 시스템 제어를 수행하는 제어보드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

다음으로 본 발명에 따른 그린컴퓨팅을 위한 저전력 소비 구조로 제작된 퍼스널 슈퍼컴퓨터에서 상기 상부 본체 또는 하부 본체 또는 이들 모두는 내부의 온도를 감지하는 온도 센서가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

한편 본 발명에 따른 그린컴퓨팅을 위한 저전력 소비 구조로 제작된 퍼스널 슈퍼컴퓨터에서 상기 하부 본체의 상측판에는 공랭식 냉각 기능을 위하여 상기 중앙 공기 소통로와 연통된 공기 소통홀이 구비되고,

상기 공기 소통홀 둘레를 따라 상기 삽입 슬롯부들과 연통되는 공기 소통공이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 그린컴퓨팅을 위한 저전력 소비 구조로 제작된 퍼스널 슈퍼컴퓨터에서 상기 삽입 슬롯부 최상부에는 보조 냉각팬이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 그린컴퓨팅을 위한 저전력 소비 구조로 제작된 퍼스널 슈퍼컴퓨터는 방사상으로 배치된 삽입 슬롯부 상에 다수의 피씨 키트들이 수직 방향으로 서로 이격하여 적층, 결합되는 구조로 설계됨으로써, 최소한의 공간에 다수의 피씨 키트들이 탑재되므로, 슈퍼컴퓨터의 소형화에 따른 설치 공간의 제약을 해결하고,

특히, 상하 좌우 전(全) 방향으로 자연적인 공기 순환 구조를 채용한 공랙식 냉각 구조가 도입됨에 따라 팬리스(fanless) 퍼스널 슈퍼컴퓨터를 제공할 수 있으며, 전원 공급 수단의 냉각팬과 기판의 CPU/GPU의 냉각팬의 진동으로 인한 오작동 및 고장 발생을 방지하는 것에서 더 나아가, 최소한의 저전력 소비 구조를 통한 에코시스템, 그린컴퓨팅이 가능하다.

또한 본 발명에 따른 퍼스널 슈퍼컴퓨터는 소비전력이 낮은 CPU 및 GPU 등이 탑재된 다수의 피씨 키트들을 채용하므로 개별 전원 공급부를 사용하지 않고 팬리스 냉각 구조로 구현된 퍼스널 슈퍼컴퓨터용 피씨 키트들을 초소형으로 조립하여 다수 적층 탑재됨에 따라, 슈퍼컴퓨터의 크기, 부피 대비 최고의 연산 처리 속도를 보장하여, 그래픽 관련 분야에서 매우 유용하게 사용될 수 있으며, 설치 공간의 제약이 없고, 저렴한 가격으로 구매하여 사용할 수 있으므로, 슈퍼컴퓨터의 대중화를 선도할 수 있다.

나아가 본 발명에 따른 퍼스널 슈퍼컴퓨터는 삽입 슬롯부들 간의 자연 순환식 냉각 구조를 채용하였기 때문에 팬리스 슈퍼컴퓨터의 제작이 가능함에 따라 슈퍼컴퓨터의 소형화(종래 병렬 슈퍼컴퓨터와 대비하였을 때 동일 성능 대비 크기 및 부피를 1/5 ~ 1/10로 줄일 수 있음.)에 기여할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 퍼스널 슈퍼컴퓨터는 공랭식 방열 냉각에 매우 유리하고, 따라서 종래 병렬 슈퍼컴퓨터와 달리 냉각팬을 필요로 하지 않으므로, 슈퍼컴퓨터의 소형화, 저전력 소비 구조, 저소음, 무진동을 구현할 수 있으며, 특히 다수의 피씨 키트들을 사용하더라도 소비 전력을 약 1.5KW 이하로 유지할 수 있어 진정한 에코 그린 컴퓨팅의 구현이 가능해진다.

도 1은 본 발명에 따른 퍼스널 슈퍼컴퓨터의 내부 개념 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 퍼스널 슈퍼컴퓨터의 외관 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 퍼스널 슈퍼컴퓨터의 1차 분해 사시도 및 요부 사진도.
도 4는 본 발명에 따른 퍼스널 슈퍼컴퓨터의 상부 본체의 2차 분해 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 퍼스널 슈퍼컴퓨터의 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 퍼스널 슈퍼컴퓨터의 하부 본체의 2차 분해 사시도.
도 7은 도 2의 A-A' 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 퍼스널 슈퍼컴퓨터의 요부 확대 사시도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 퍼스널 슈퍼컴퓨터를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 2 및 도 3을 참고하여 특정하면, 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여, 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

이하에서는 본 발명에 따른 그린컴퓨팅을 위한 저전력 소비 구조로 제작된 퍼스널 슈퍼컴퓨터를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

우선 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 그린컴퓨팅을 위한 저전력 소비 구조로 제작된 퍼스널 슈퍼컴퓨터는 크게 다수의 피씨 키트(10)들이 방사형 구조의 삽입 슬롯부(21)들에 구비된 고속 병렬 버스 구조를 갖는 백보드(backboard)에 장착되는 상부 본체(20)와, 고속 병렬 스위칭 허브를 포함하는 고속 병렬 백플레인과 전원 공급 수단 및 제어보드로 이루어진 제어 유닛(35)이 내장되는 하부 본체(30)로 구성된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 피씨 키트(10)는 피씨 부품이 탑재되는 기판(11)과,

다수의 방열 날개(16)와 슬라이드 걸침부(17)를 구비하고 상기 기판(11)에 결합되는 장착부재(15)로 이루어진다.

도 4의 하측 원내 사진도에 도시된 바와 같이, 상기 기판(11)은 저전력 CPU(미지칭), 그래픽카드(미지칭)와 같은 일반 피씨 부품이 탑재된 보드로써, 피씨의 성능 향상 및 그래픽 처리 속도 향상을 위해서 일반 그래픽카드에 CPU의 연산 처리 기능이 포함된 GPU가 탑재되는 것이 보다 바람직하다.

그 밖에 상기 기판(11)에는 범용 메모리칩을 삽입하여 사용할 수 있는 소켓(14a)이 구비되어 피씨 키트(10)들 각각이 개별적인 연산 처리가 가능하도록 설치되며, 업그레이드 및 슈퍼컴퓨터 사용 목적에 맞게 메모리칩을 별도로 추가 장착할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

특히 상기 소켓(14a)은 슬롯 체결방식의 외부 메모리칩 사용 시 일반적인 수직 방향 삽입 방식이 아닌 기판과 2중 수평 방향 삽입 방식으로 구현되어 두께의 슬림화 및 확장성을 보장한다.

또한 상기 기판(11)에는 파워 컨넥터(14b), HDMI 포트(14c), USB 포트(14d), 랜 포트(14e), PCI 컨넥터(14f), 적외선 포트(14g), 오디오 단자(14h) 등으로 구성된 단자부(14)가 구비되어 피씨 키트(10) 하나가 개별적인 데이터 연산 처리가 가능함과 동시에, 후술하는 고속 스위칭 백보드(24)를 통해 제어 유닛(35)과 기판(11)들이 병렬적으로 접속되어 동시에 데이터 연산 처리가 가능하도록 하여 슈퍼컴퓨터로써 기능하도록 한다.

특히, 상기 기판(11)에는 개별적인 파워 컨넥터(14b)가 구비됨에 따라 후술하는 핫-스왑 기능을 갖는 전원 공급 수단(35B)을 통해 연결되어 있으므로 각각의 기판(11)들이 개별 작동이 가능하여 기판(11)을 장착하는 개수에 상관없이 데이터 처리가 가능해진다.

참고로 핫-스왑(hot swap) 기능이란 하나 또는 다수의 파워 공급 장치로부터 전원을 공급 받아 다수의 피씨 키트들을 가동시킬 때, 가동 중인 피씨 키트를 다른 피씨 키트와 무관하게 탈착하거나 교체 장착 시 작동 중인 다른 피씨 키트의 전원 공급에 영향을 주지 않도록 하는 기술을 말한다.

또한 상기 PCI 컨넥터(14f)는 HDD, SDD 와 같은 정보 저장 장치와 기판(11)의 CPU 또는/및 GPU가 접속되도록 한다.

상기 기판(11)은 일반 피씨 성능과 동급 또는 그 이상이 구현됨에도 불구하고, 소형화/ 저전력 소비 구조를 갖게 되어 슈퍼컴퓨터 전체의 전력 소비량을 획기적으로 줄임으로써, 진정한 그린 컴퓨팅의 구현이 가능해진다(종래 병렬 클러스터 구조의 슈퍼컴퓨터의 경우 일반 피씨 2~3대의 성능을 구현할 때 1.5~2.0 KW 정도의 전력 소비량을 필요로 하나 본 발명은 50개의 피씨 키트들을 사용하더라도 2.5 KW 이하의 전력 소비량만을 필요로 함.).

이러한 구성의 기판(11)은 사용자가 필요에 맞게 사양을 선택하여 업그레이드가 가능하며, 주변 기기들과 연결하여 사용할 수 있는 초소형 컴퓨터가 채용될 수 있는데,

대표적으로 미국의 인텔사에서 제조하여 판매하고 있는 NUC 피씨 시리즈가 활용될 수 있다.

다시 도 4 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 장착부재(15)는 일면에 상기 기판(11)이 볼트 결합되며, 양측에 외측으로 돌출된 슬라이드 걸침부(17)가 구비되어 후술하는 가이드레일(27)에 슬라이딩 결합되어 피씨 키트(10)가 삽입 슬롯부에 손쉽게 고정, 장착되도록 한다.

상기 슬라이드 걸침부(17) 외측의 날개판에는 볼트부재(미지칭)가 구비되어 장착부재(15)를 삽입 슬롯부(21)의 가이드레일(27)에 슬라이딩 결합시킨 후 볼트부재를 가이드레일(27)의 나사공에 체결되도록 함으로써, 피씨 키트(10)의 장착이 완료된다.

또한 상기 날개판에는 상기 기판(11)의 각종 컨넥터, 포트들을 위한 결합홀(미지칭)이 더 구비되어 경우에 따라 피씨 기판(11)들을 개별적으로 사용할 수 있도록 한다.

상기 슬라이드 걸침부(17)는 슬라이딩 결합되는 가이드레일(27)에 맞게 삽입 방향으로 일정한 소정 길이를 갖는 판 형상으로 이루어지고, 상기 가이드레일(27)은 지지대 사이 중앙에 길이 방향으로 삽입홈(27a)이 형성되어,

상기 슬라이드 걸침부(17)가 상기 삽입홈(27a)으로 삽입, 안내되면서 피씨 키트(10)가 삽입 슬롯부(21)에 장착된다.

그리고 상기 장착부재(15)는 타면에 돌출 형성된 다수의 방열 날개(16)가 구비되어 슈퍼컴퓨터 작동 시 기판(11)에서 발생하는 열이 방출되는데, 도면에 도시되지 않았으나, 특히 상기 방열 날개(16) 하부에는 CPU 또는 GPU와 접촉하여 발열을 방열 날개로 전달하는 전달부재(미도시)가 더 구비되어 기판에서 발열이 가장 많이 발생하는 부위에 대하여 집중적으로 방열 기능이 구현되도록 하는 것이 바람직하다.

특히 본 발명은 상기 슬라이드 걸침부(17)를 통한 슬라이딩 결합 방식이 채택됨에 따라 슈퍼컴퓨터의 소형화를 달성함과 동시에 피씨 키트(10)들 상호 간에 수작방향으로 소정 거리로 이격하여 배열되기 때문에 후술하는 내측판(23)의 공기 소통공(23A)을 통한 공랭식 냉각 순환 구조를 달성할 수 있게 된다.

이어서 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 상부 본체(20)는 수직 방향으로 형성된 복수개의 삽입 슬롯부(21)가 방사상으로 배치되어 상기 피씨 키트(10)의 장착부재(15)가 삽입 슬롯부(21)의 길이방향을 따라 서로 이격하여 적층, 장착된다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 본체(20)를 구성하는 장착 프레임(22)은 중앙을 기준으로 한 쌍의 내측판(23)이 입설되어 그 사이에 피씨 키트(10)를 위한 삽입 슬롯부(21)가 평면도 상 다각 형상(도면에서는 5각형)으로 설치되어 방사상으로 배치된다.

그리고 상기 삽입 슬롯부(21)들의 내측판(23)은 다른 삽입 슬롯부(21)들의 내측판(23)과 고속 스위칭 백보드(24)로 서로 볼트 결합되면서 다각 형상(도면에서는 10각형)의 상부 본체(20) 외관이 형성된다.

그리고 하나의 삽입 슬롯부(21)를 구성하는 내측판(23)에는 서로 마주보는 한 쌍의 가이드레일(27) 다수가 삽입 슬롯부(21)의 수직 방향으로 구비되어 상기 장착부재(15)가 수직 방향으로 서로 이격하여, 적층 장착되도록 한다.

예를 들어, NUC 피씨 시리즈의 기판(11)을 피씨 키트(10)로 채용하고, 도면과 같이 10각 형상의 상부 본체(20)를 채용한 상태에서, 하나의 삽입 슬롯부(21)에 10개의 피씨 키트(10)가 적층, 장착될 경우 본 발명의 슈퍼컴퓨터는 총 50개의 CPU가 내장되어 빠른 연산 처리 속도 및 멀티태스킹 작업이 가능해지고(통상적으로 하나의 CPU당 듀얼 코어 내지 쿼드 코어가 채용되는 것이 보통이므로, 실질적으로는 100~400개의 CPU가 내장되는 효가 있음.), 나아가 각각의 피씨 기판(11)마다 GPU가 탑재되어 있으므로, 그래픽 처리 속도 면에서 처리 속도가 더욱 증대됨에 따라, 고사양의 그래픽 처리 관련 분야 특히, 개임 개발 관련 분야에서 본 발명을 초소형 피씨들을 이용한 슈퍼컴퓨터 플랫폼으로 활용할 수 있다.

특히, 본 발명은 각각의 피씨 기판(11)마다 개별 접속이 가능한 단자부(14)가 구비되어 있으므로, 단일 그래픽 작업 처리만이 아니라, 다중 접속 시뮬레이터 작업을 통한 서버 안정화 작업 등에도 활용할 수 있게 되고,

이러한 슈퍼컴퓨터로써의 플랫폼을 통해 개별 맞춤 슈퍼컴퓨터 제작이 가능해짐에 따라 제조 단가를 최소화할 수 있는 장점이 있다.

나아가 본 발명의 상부 본체(20)는 도면에 도시된 바와 같이, 방사상으로 배치되는 다각 형상의 삽입 슬롯부(21)가 구비됨에 따라 최소한의 부피에 최대의 피씨 키트(10)들이 장착되어 사용되기 때문에 슈퍼컴퓨터의 크기, 부피를 소형화하는데 매우 유리하며, 후술하는 팬리스(fan-less) 냉각 구조 설계를 도입하게 되므로 종래 병렬 클러스터 구조의 슈퍼컴퓨터와 같이 본체 후면 등에 각각의 피씨들마다 개별적인 냉각팬을 도입할 필요가 없기 때문에, 냉각팬 사용에 따른 전력이 소모되지 않으므로 에코시스템, 그린컴퓨팅에 부합할 수 있고 이에 따라 최고사양이면서도, 저가의 초소형 슈퍼컴퓨터로 활용될 수 있다.

한편 상기 장착 프레임(22) 상부에는 상측 개구부를 폐쇄하는 상부 커버(28)가 볼트 결합되며, 상기 상부 커버(28)에는 내부와 공기 순환을 외한 공기 소통부(28A)가 관통하여 형성되어 있다.

그리고 상기 장착 프레임(22)의 내측판(23)에는 관통 형성된 다수의 공기 소통공(23A)을 도입하여, 삽입 슬롯부(21)들 간이 공기 순환 구조를 갖게 함으로써, 후술하는 하부 본체(30)의 공기 소통공(32A) 및 공기 소통부(33A)와 함께 자연 공기 순환식 냉각 구조 설계가 구현되어 별도의 냉각팬을 필요로 하지 않은 상온 냉각 방식의 초소형 슈퍼컴퓨터로 활용될 수 있다.

특히 삽입 슬롯부(21)들 사이에 형성되는 내부 공간은 상부 본체의 수직방향으로 서로 연통된 구조를 갖으면서 외측 공기 소통로(22B)를 형성하고, 이에 따라 내측판에 형성된 공기 소통공(23A)을 통해 삽입 슬롯부에 삽입, 결합된 피씨 키트(10)들에 대하여 측방향에서 공기가 순환되는 공랭식 순환 구조를 갖게 됨에 따라 방열 날개를 통한 열 해소 기능이 구현되어 개별 피씨 키드(10)들 각각을 위한 개별 냉각팬을 필요로 하지 않게 된다.

또한 상기 삽입 슬롯부(21)들의 중앙은 고속 스위칭 백보드(24)로 둘러싸여 중앙 공기 소통로(22A)가 형성되고, 하부 본체의 상측판(32)의 중앙에 상기 중앙 공기 소통로와 연통된 공기 소통홀(32B)이 관통 형성되고, 상기 공기 소통홀(32B) 둘레를 따라 상기 삽입 슬롯부(21)들과 연통되는 공기 소통공(32A)이 형성됨에 따라 무한 공기 순환 구조를 통해 냉각이 가능해진다.

즉, 하나의 삽입 슬롯부(21)에 장착된 피씨 키트(10)들의 집합체들에서 발생되는 열은 내측판(23)의 공기 소통공(23A)들을 통해 외측 공기 소통로(22B) 및 다른 삽입 슬롯부에 장착된 피씨 키트(10)들의 집합체들과 순환되는 구조를 갖게 되고,

특히 삽입 슬롯부(21) 상에서 발생된 열이 상부로 순환되면서 내측판(23)의 공기 소통공(23A)을 통해 측방향으로도 순환이 이루어져, 순환되는 열의 일부는 상부 커버(28)의 공기 소통부(28A)를 통해 외부로 배출되고, 배출되지 못한 일부는 중앙 공기 소통로(22A)와 공기 소통홀(32B) 또는 외측 공기 소통로(22B)를 통해 하부 본체(30)를 거친 후 일부는 하부 공기 소통부(33A)를 통해 배출되고 배출되지 못한 나머지 일부는 하부 공기 소통부(33A)로 유입되는 차가운 공기와 함께 다시 공기 소통공(32A)을 통해 삽입 슬롯부(21)들을 순환하게 되므로, 온도가 상승된 공기가 무한 순환되면서 배출되고, 차가운 공기가 무한 순환되면서 공급이 이루어져 냉각팬을 도입하지 않더라도 자연적으로 공랭식 냉각이 이루어지게 되는 것이다.

이러한 공기 순환 구조는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 상부 공기 소통부(28A)가 구비된 상부 커버(28)의 측판 하측 단부와, 내측판(23)의 상측 단부에는 내측으로 절곡 형성된 절곡부(28a)(23a)(도 7은 도 2의 A-A' 단면도로써 내측판(23)의 절곡부(23a)가 외부 커버(26)와 연결된 것처럼 도시되어 있음.)가 각각 구비되고, 상부 커버(28)의 나사공을 관통하여 볼트부재(미도시)가 내측판의 절곡부(23a)에 나사 결합되면 장착 프레임(22)과 상부 커버(28) 사이에 이격 공간(28B)이 형성됨에 따라 삽입 슬롯부(21)들과 공기 소통로(22A) 간의 공기 순환이 계속 이루어지므로 공기 순환을 통한 자연 냉각 기능을 극대화하여 팬리스 슈퍼컴퓨터를 구현할 수 있게 된다.

이러한 공기 순환 구조는 삽입 슬롯부(21)들이 다각 형상으로 방사상으로 배치되면서 내측판(26)으로 나뉜 외측 공기 소통로(22B)들을 통해 서로 접하지 않게 되어 상호간에 직접적인 열전달이 이루어지지 않고, 다만 공기 소통공(23A)을 통한 공기 순환이 측방향으로만 이루어지므로 상부 본체 내부의 온도를 상온 상태로 유지하여 내부 온도가 상승되는 것을 방지할 수 있게 된다.

따라서 본 발명은 소형화/ 저전력 소비 구조의 피씨 키트(10)들 다수가 삽입 슬롯부(21)에 수직 방향으로 적층, 결합되면서 복수의 삽입 슬롯부(21)가 중앙 공기 소통로(22A)를 중심으로 중간에 외측 공기 소통로(22B)를 사이에 둔 형태로 방사상으로 배치되어 있으므로, 저전력 고해상도 CPU(또는 GPU)를 친환경 그린 컴퓨팅 기술을 적용한 팬리스 구조 형태로 구현할 수 있으며, 저소음, 무진동 설계가 가능하여 그린 컴퓨팅 기술 개발을 촉진할 수 있으며,

이를 통해 데이터의 고속 처리, 고해상도 영상 처리 등이 가능한 슈퍼컴퓨터를 자체의 소형화, 저전력 소비, 무진동, 저소음 설계가 가능해진다.

이어서 상기 삽입 슬롯부(21)의 내측, 즉 내측판(23)들의 내측 단부에는 상기 기판(11)의 단자부(14)(특히, 파워 컨넥터(14b)와 랜 포트(14e))에 대응하여 삽입 결합될 수 있는 대응 단자부(24a)가 구비된 고속 스위칭 백보드(24)가 결합되어 피씨 키트(10)들의 전기적 접속이 이루어지도록 한다.

또한 도면에 도시되지 않았으나, 상기 기판(11)의 단자부는 하나의 슬롯 결합 방식으로 접속 가능한 접속부(또는 컨넥터)로 구현되고, 상기 고속 스위칭 백보드(24)에 상기 접속부가 삽입되는 슬롯(또는 컨넥터 연결부)을 구비하여 피씨 키트(10)의 슬라이딩 결합에 따른 원터치 조립 구조로 이루어지는 것이 보다 바람직하다.

한편 상기 고속 스위칭 백보드(24)들을 제외한 삽입 슬롯부(21)들의 전면 개구부에는 외부 커버(26)가 볼트부재를 통해 개별 탈착되도록 함으로써, 피씨 키트(10)의 장착 및 분리 작업을 쉽게 하여 슈퍼컴퓨터의 유지, 관리 및 업그레이드, 부품 교체 작업 등을 손쉽게 행할 수 있도록 하며, 사용자가 내부 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 투광창(미지칭)이 구비되는 것이 보다 바람직하다.

이어서 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 상부 본체(20)가 결합되어 지지되는 하부 본체(30)는 상부 본체(20)에 상응하는 평면도 상 다각 형상(도면에서는 10각형)의 베이스 프레임(30A)으로 이루어지는데, 다각 형상의 꼭짓점마다 지지 프레임(30a)이 입설되어 내부 공간(31)에 제어 유닛(35)이 장착되는 공간을 형성하고, 외측판(33)들이 베이스 프레임(30A)의 측면에 결합되어 외관을 형성하게 된다.

상기 베이스 프레임(30A)의 상측판(32)에는 상기 상부 본체(20)의 내부 공간(31), 특히 상기 삽입 슬롯부(21)들과 연통되도록 하는 다수의 공기 소통공(32A)이 관통 형성되어 있고, 외측판(33)에는 관통 형성된 공기 소통부(33A)가 구비되어 슈퍼컴퓨터의 공기 순환 구조가 완성된다.

따라서 하부 본체(30)의 내부 공간(31)에서부터 상부 본체(20)의 삽입 슬롯부(21)들까지 모두 연통된 구조를 갖고, 상부 커버(28) 및 외측판(33)의 상, 하부 공기 소통부(28A)(33A)를 통해 자연 공기 순환 구조가 이루어짐에 따라 본 발명의 슈퍼컴퓨터는 팬리스(fan-less) 구조 설계가 가능해진다.

이는 상기 삽입 슬롯부(21)들이 방사상으로 배치되는 구조 설계와 복합적으로 작용하여, 종래 병렬 슈퍼컴퓨터의 후면에 다수의 냉각팬이 설치되는 것과 비교하여 차별성을 갖게 된다.

즉, 종래 병렬 슈퍼컴퓨터와 같이, 일반 범용 피씨의 기판(메인보드 및 CPU 등을 포함하는)이 일반 랙에 횡적으로 배열되어 다수 장착되는 경우 일반 랙의 길이, 크기 및 부피가 매우 클 뿐만 아니라, 냉각팬 사용에 따른 전력 소모량이 매우 클 수밖에 없는데,

본 발명은 냉각팬을 필요로 하지 않으므로 삽입 슬롯부(21)들의 방사상 배치 구조가 구현될 수 있고, 이러한 장점은 슈퍼컴퓨터의 소형화뿐만 아니라, 냉각팬 작동을 위한 전력이 필요하지 않아 에코시스템, 그린컴퓨팅에 부합할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

뿐만 아니라, 본 발명의 팬리스 슈퍼컴퓨터는 냉각팬 작동에 따른 진동이 발생하지 않으므로 노이즈 발생이 제거됨에 따라 각종 연사 처리 시 오작동 및 영상 출력의 질적 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

다시 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제어 유닛(35)은 삽입 슬롯부(21)들에 장착된 피씨 키트(10)에 전원 공급 및 고속 스위칭 버스 연결을 시켜주도록 고속 스위칭 백보드(24)와 연결되는 고속 병렬 백플레인(35A), 핫-스왑 기능을 갖는 전원 공급 수단(35B), 피씨 기판(11)들을 개별/종합적으로 제어하여 전체 시스템을 제어 관리하고, 전체 동작 온도 감시 및 제어 기능을 갖는 제어보드(35C)를 포함하여 이루어져 상기 하부 본체(30)에 내장된다.

상기 전원 공급 수단(35B)은 상용전원을 구동전원으로 변환하는 다수의 어댑터로 이루어진 파워 서플라이로써, 각각의 피씨 기판(11)들과 고속 스위칭 백보드을 통해 병렬 연결되어 전원의 개별 공급이 이루어져, 일부의 피씨 기판(11)을 분리하거나 사용하지 않더라도 전체적인 슈퍼컴퓨터 사용에 이상이 없도록 한다.

또한 상기 고속 병렬 백플레인(35A)은 본체 외부의 통신망 케이블과 연결되는 메인 랜 단자(미도시)를 갖고, 상기 피씨 키트(10)들과 병렬로 접속되며, 다수의 분할 랜 포트(35a)들을 구비한 고속 스위치 허브를 포함하여 이루어져, 피씨 키트(10)들을 통한 동시 접속 기능이 구현되도록 한다.

이러한 다중 동시 접속 기능은 특히, 다수의 사용자가 하나의 슈퍼컴퓨터에 동시 접속이 가능하도록 하여, 온라인 게임 개발에 활용할 수 있게 된다.

한편 상기 제어보드(35C)는 상기 전원 공급 수단(35B) 및 고속 병렬 백플레인(35A)과 상기 고속 스위칭 백보드들에 접속된 피씨 기판(11)들이 병렬적으로 접속되도록 하는 기판으로써, 사용자의 선택에 따라 다수의 피씨 기판을 활용한 단일 작업 또는 다중 멀티태스킹 작업이 이루어지도록 제어한다.

특히 본 발명은 상기 고속 스위칭 백보드(24)에 피씨 키트(10)들이 동시 접속되어 하나의 BUS 구조를 구현하게 되고 이러한 복수의 BUS 구조를 갖는 고속 스위칭 백보드가 상기 고속 스위치 허브를 통해 병렬 구조로 상호 연결되어 고속 스위치 허브를 통해 데이터 전송이 이루어짐에 따라 피씨 키트들을 개별적으로 접속시키기 위한 케이블, 와이어 등을 불필요하므로 피씨 키트(10)들 간의 데이터 전송이 고속으로 이루어져 전체적인 데이터 처리 시간을 크게 단축시킬 수 있다.

한편 본 발명은 상기 제어 유닛(35)의 유지 보수 및 관리의 편리성을 위하여 상기 하부 본체(30)의 일측에는 지지 프레임(30a)이 제거된 상태로 개구부를 형성하고 외측판(33) 분리 시에 제어 유닛(35)을 슬라이드 구조로 손쉽게 장착, 분리하여 하부 본체(30)에 영향을 주지 않고 기능을 확인할 수 있도록 하는 투입구(30b)로써 기능하도록 한다.

이를 위하여 상기 베이스 프레임(30A)의 바닥판 상면에는 안내레일(34)이 구비되고 상기 제어 유닛(35) 저면에 상기 안내레일(34)에 슬라이딩 결합되는 가이드부재(36)가 구비되어 투입구를 통해 제어 유닛(35)을 쉽게 넣거나 빼내어 슈퍼컴퓨터의 유지, 관리를 용이하게 할 수 있다.

이러한 제어 유닛(35)의 슬라이딩 결합 구조는 하부 본체(30)에 제어 유닛의 결합을 견고하게 할 뿐만 아니라, 고속 스위치 허브를 비롯한 고속 병렬 백플레인(35A) 및 파워 서플라이를 비롯한 전력 공급 수단(35B)으로 이중화된 제어 유닛의 교체 및 보수 작업 등을 손쉽게 행할 수 있게 된다.

한편 상기 상부 본체(20) 또는 하부 본체(30) 또는 이들 모두에는 내부 온도를 감지할 수 있는 온도 감지 센서(미도시)가 내장되어 슈퍼컴퓨터의 내부 온도를 실시간으로 감지하여 사용자에게 제공할 수 있도록 한다.

이를 위하여 상기 상부 본체(20)의 외측판 중 하나에는 상기 온도 감지 센서와 연결되어 내부 온도를 실시간으로 보여주는 디스플레이부(25b; 도 2 참고)가 구비된다.

한편 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 슈퍼컴퓨터는 상기한 바와 같이, 팬리스 구조 설계를 도입하였는데, 사용되는 피씨 키트(10)의 사양, 추가 업그레이드와 같이 슈퍼컴퓨터의 사양이 높아지는 경우 자연 공기 순환을 통한 냉각만으로 냉각 기능이 완전하게 구현되지 못할 수 있으므로, 상기 삽입 슬롯부(21) 상부에 보조 냉각팬(29)이 추가 설치될 수 있다.

상기 보조 냉각팬(29)은 삽입 슬롯부(21)들 각각의 최상측에 추가 설치되는 것으로써, 보조 냉각팬(29)이 작동되는 경우 삽입 슬롯부(21)에서 공기 순환이 상측을 향하도록 강제로 구현됨으로써 상술한 무한 공기 순환 구조와 함께 보다 빠른 냉각이 가능해지도록 한다.

이러한 보조 냉각팬(29)의 구성은 추가 업그레이드 또는 여름철 실내 온도가 비정상적으로 상승되는 경우에 한하여, 본 발명의 공기 순환 냉각 구조를 보조하는 장치로써, 상기한 바와 같이, 본 발명의 주된 목적은 팬리스 구조 설계를 통한 소형화, 저전력 소비 구조를 구현하는 것이므로, 상기 온도 감지 센서와 연동하여 수펴컴퓨터의 내부 온도가 설정 온도 이상으로 상승되는 경우에만 선택적으로 작동되도록 설치되는 것이 바람직하며,

삽입 슬롯부(21)마다 하나의 보조 냉각팬(29)이 추가 설치되는 경우에도 본 발명은 다각형 본체 구조 및 공기 순환 구조를 통한 소형화 및 저전력 소비 구조를 통한 목적 달성을 저해하지 않으며, 특히 하나의 삽입 슬롯부(21)마다 상측에 하나의 보조 냉각팬(29)이 추가 설치될 뿐이므로 종래 병렬 슈퍼컴퓨터와 달리 냉각팬의 수를 최소화할 수 있으므로 소비 전력의 증가를 수반되지 않아 그린컴퓨팅에 부합할 수 있다.

이상으로 상기 피씨 기판(11) 및 제어 유닛(35)에는 슈퍼컴퓨터 구동을 위한 다른 종류의 각종 칩, 단자부 및 전기적 연결을 위한 케이블 등이 더 구비될 수 있으며, 이러한 구성은 본 발명의 본질적인 특징과는 연관성이 적으므로 상세한 설명을 생략한다.

또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 퍼스널 슈퍼컴퓨터를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 피씨 키트 11 : 기판
15 : 장착부재 16 : 방열날개
17 : 슬라이드 걸침부
20 : 상부 본체 21 : 삽입 슬롯부
22 : 장착 프레임 23 : 내측판
24 : 고속 스위칭 백보드 25 : 외측판
26 : 커버 패널 27 : 가이드레일
28 : 상부커버
30 : 하부 본체 30A : 베이스 프레임
31 : 내부 공간 32 : 상판
33 : 외측판 34 : 안내레일
35 : 제어 유닛

Claims (9)

1. 피씨 부품이 탑재되는 기판(11)과, 다수의 방열 날개(16)와 슬라이드 걸침부(17)를 구비하고 상기 기판(11)이 결합되는 장착부재(15)로 구성된 다수의 피씨 키트(10);
   상기 장착부재(15)의 슬라이드 걸침부(17)들이 슬라이딩 결합되어 상기 피씨 키트(10)들이 수직 방향으로 서로 이격하여 적층, 결합되는 복수개의 삽입 슬롯부(21)를 포함하고, 상기 삽입 슬롯부(21)들이 방사상으로 배치되어 있으며, 상부 공기 소통부(28A)를 갖는 상부 본체(20); 및
   상기 기판(11)들 각각과 전기적으로 병열 연결되어 있는 고속 병렬 백플레인을 포함하는 제어 유닛(35)이 내장되고, 내부 공간(31)이 상기 삽입 슬롯부(21)들과 연통되어 있으며, 하부 공기 소통부(33A)를 갖는 하부 본체(30);를 포함하여 이루어져,
   공랭식 냉각 기능을 통한 팬리스 구조가 구현되어 소비 전력을 저감시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 퍼스널 슈퍼컴퓨터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 상부 본체(20)는 상기 삽입 슬롯부(21)들 중앙에 고속 스위칭 백보드(24)들로 둘러싸인 중앙 공기 소통로(22A)가 형성되며, 서로 인접한 삽입 슬롯부(21)들 사이에는 내측판(23)들이 서로 이격된 외측 공기 소통로(22B)가 형성되어 공랭식 냉각 기능이 구현되는 것을 특징으로 하는 퍼스널 슈퍼컴퓨터.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 상부 본체(20)는 공랭식 냉각 기능을 위하여 상기 내측판(23)에 다수의 공기 소통공(23A)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 퍼스널 슈퍼컴퓨터.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 피씨 키트(10)들의 탈부착을 위하여,
   상기 장착부재(15)는 외측으로 돌출된 슬라이드 걸침부(17)를 갖고,
   상기 삽입 슬롯부(21)에는 상기 슬라이드 걸침부(17)가 슬라이딩 결합되어 안치되도록 하는 가이드레일(27)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 퍼스널 슈퍼컴퓨터.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기판(11)은 장착되는 상기 삽입 슬롯부(21)의 고속 스위칭 백보드(24)와 슬롯 또는 컨넥터 결합 방식으로 병렬적으로 연결되어 접속됨으로써 상기 피씨 키트(10)들 상호간에 병렬 클러스터 연결 구조가 구현되는 것을 특징으로 하는 퍼스널 슈퍼컴퓨터.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제어 유닛(25)은 상기 고속 스위칭 백보드에 고속 스위칭 버스를 제공하는 고속 스위치 허브(35A)를 포함하는 고속 병렬 백플레인과, 상기 기판(11)들에 전원을 공급하고 핫-스왑 기능을 제공하는 파워부(35B)를 포함하는 전원 공급 수단 및 전체 시스템 제어를 수행하는 제어보드(35C)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 퍼스널 슈퍼 컴퓨터.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 상부 본체(20) 또는 하부 본체(30) 또는 이들 모두는 내부의 온도를 감지하는 온도 센서가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 퍼스널 슈퍼컴퓨터.
8. 제 2 항에 있어서,
   상기 하부 본체(30)의 상측판(32)에는 공랭식 냉각 기능을 위하여 상기 중앙 공기 소통로(22A)와 연통된 공기 소통홀(32B)이 구비되고,
   상기 공기 소통홀(32B) 둘레를 따라 상기 삽입 슬롯부(21)들과 연통되는 공기 소통공(32A)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 퍼스널 슈퍼컴퓨터.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 삽입 슬롯부(21) 최상부에는 보조 냉각팬(29)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 퍼스널 슈퍼컴퓨터.
   

Images