KR20150004464U

KR20150004464U - 전원연결장치

Info

Publication number: KR20150004464U
Application number: KR2020150003543U
Authority: KR
Inventors: 박정호
Original assignee: 매니코어소프트주식회사
Priority date: 2014-06-03
Filing date: 2015-06-02
Publication date: 2015-12-11
Also published as: KR20140004273U

Abstract

본 고안은 전원연결장치에 관한 것이다. 본 고안에 따르면, 가속기를 하나 이상 포함하는 고밀도서버에 장착되는 전원연결장치는, 상기 가속기의 전원입력부와 연결가능한 제1커넥트부, 전원공급부와 연결가능한 제2커넥트부, 및 상기 제2커넥트부로부터의 전원을 상기 제1커넥트부로 제공하는 브릿지부를 포함할 수 있다.

Description

전원연결장치{POWER CONNECTOR DEVICE}

본 고안은 전원연결장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고밀도서버에 적용가능한 전원연결장치에 관한 것이다.

최근 들어 고밀도서버의 이용률이 높아지고 있다. 관련하여 ‘고밀도서버’란 하나 이상의 CPU(Central Processing Unit)와 가속기(accelerator), 메인 메모리, 마더보드, 하드 디스크 드라이브(HDD) 등 서버의 핵심 요소를 고밀도로 내장하여 같은 공간에 많은 수의 CPU 및 가속기를 삽입, 설치할 수 있는 서버를 지칭한다.

‘고밀도서버’는, 예를 들어, HP사의 ProLiant SL270s 또는 Supermicro사의 1027GR-TQF 서버 등이 있을 수 있다. HP사의 ProLiant SL270s의 경우, 19인치 서버 랙의 4U 높이에 HP ProLiant s6500 샤시를 설치하고, 그 안에 SL270s 서버를 좌우로 2개 장착하는 구조이며, 4U 높이에 가속기를 최대 16개까지 장착할 수 있다.

이와 같은 고밀도서버는 통상적인 서버와 대비하여, 2~4배의 밀도로 가속기를 장착할 수 있어, 에너지 비용 및 설치 공간을 절약하는 등의 장점을 갖고 있다.

한편, 가속기는 수십에서 수백 개 이상의 코어를 가지고 있어 많은 양의 계산을 CPU보다 빠르게 수행하는 것을 특징으로 하는 장치이다. 가속기의 일례로는 GPU(Graphics Processing Unit)가 있다. GPU(Graphics Processing Unit)는 그래픽 처리장치로서, CPU의 그래픽 처리의 부담을 덜어주기 위해 개발되었고, 최근 GPGPU(General-Purpose computing on Graphics Processing Units) 기술이 등장하면서 그래픽 처리 대신 많은 양의 계산을 빠르게 수행하는 가속기의 용도로 활발히 이용되고 있다.

가속기는 전자부품이 부착된 인쇄 회로 기판(PCB)으로서, 도 1에서 도시된 바와 같이 가속기(10)의 전면(110)에 프로세서(120) 등의 핵심 구성요소가 부착되어 있으며, 가속기(10)의 하단부(130)가 마더보드 상의 슬롯에 결합됨으로써 서버에 장착되어 동작한다. 또한 가속기(10)는, 전면(110)에 배치되되 터미널이 상단(140)을 향하도록 전원입력부(150)를 배치해둘 수 있으며, 전원입력부(150)를 통해 가속기(10) 구동을 위한 전원을 제공받을 수 있다.

그러나, 고밀도서버의 특성상 부품들이 밀집되어 배치되고 있기 때문에, 고밀도서버 내의 부품으로 전원을 공급하기 위해서는, 전원을 공급받는 부품의 전원입력부 터미널이 부품의 측면(예를 들어, 가속기(10)의 측면(160))을 향하도록 위치해야 하나, 상술된 바와 같이 가속기(10)의 전원입력부(150) 터미널은 가속기의 상단(140)을 향하도록 배치되어 있는바, 가속기(10)의 전원입력부(150)에 전원 케이블을 연결하는 것이 불가능한 문제점이 있다.

한편 선행기술문헌인 한국공개특허번호 제10-2013-0093585호(2013년 8월 22일자 공개)에서는, 범용 컴퓨팅 시스템을 제공하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것으로, 제 1 기능을 수행하는 제 1 전자 회로 보드, 제 2 기능을 수행하는 제 2 전자 회로 보드를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 보드들은 컴퓨터 시스템을 위한 통합된 로직 보드를 제공하기 위해 동작가능하게 연결되는 모듈식 마더보드에 대해 기재하며, 마더보드는 전원 커넥터를 포함하고 있음을 기재한다.

즉, 선행기술문헌에서는 전원 커넥터에 대해 기재하고 있으나, 선행기술문헌에서는 상술된 문제점을 인식하고 있지 아니한바, 상기 문제점을 해결하기 위한 기술에 대해서도 기재하고 있지 않다.

따라서 상술된 문제점을 해결하기 위한 기술이 필요하게 되었다.

한편, 전술한 배경기술은 고안자가 본 고안의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 고안의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 고안의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 고안의 일실시예는, 고밀도서버에 최적화된 전원연결장치를 제시하는 데에 목적이 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 고안에 따르면, 가속기를 하나 이상 포함하는 고밀도서버에 장착되는 전원연결장치는, 상기 가속기의 전원입력부와 연결가능한 제1커넥트부, 전원공급부와 연결가능한 제2커넥트부, 및 상기 제2커넥트부로부터의 전원을 상기 제1커넥트부로 제공하는 브릿지부를 포함할 수 있다.

전술한 본 고안의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 고안의 일실시예는 고밀도서버에 최적화된 전원연결장치를 제시할 수 있다.

또한, 본 고안의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 이미 시중에 판매되고 있는 고밀도서버의 원형을 그대로 유지하면서 그 내부 한정된 공간에 가속기를 배치하고, 상기 가속기로의 원활한 전원공급을 가능하게 할 수 있다. 이로 인해, 고밀도서버의 추가설계 비용을 최소화시킬 수 있어, 서버 구축비용을 절감할 수 있다.

그리고, 본 고안의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 이미 시중에 판매되고 있는 가속기의 원형을 그대로 유지하면서, 가속기를 고밀도서버 내부의 한정된 공간에 배치하고, 상기 가속기로의 원활한 전원공급을 가능하게 할 수 있다. 이로 인해, 비용이 저렴하면서 성능이 좋은 게임용 GPU를 고밀도로 배치하고 가속기로서 이용할 수 있어, 서버 구축비용을 절감할 수 있다.

본 고안에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 전원연결장치가 장착되는 가속기를 도시한 것이다.
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 전원연결장치를 도시한 것이다.
도 3 및 도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 전원연결장치를 구성하는 브릿지부를 도시한 것이다.
도 5는 본 고안의 일실시예에 따른 전원연결장치가 가속기에 장착되는 모습을 도시한 것이다.
도 6는 본 고안의 일실시예에 따른 전원연결장치가 장착된 고밀도서버를 도시한 것이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 고안은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 고안을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 고안을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 전원연결장치(20)가 장착되는 가속기(10)를 설명하기 위한 예시도이며, 도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 전원연결장치(20)를 설명하기 위한 예시도이다.

관련하여, 도 2는, 도 3 내지 도 5를 참조하여 후술되며, 도 3 및 도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 전원연결장치(20)를 구성하는 브릿지부(230)를 도시한 것이고, 도 5는 본 고안의 일실시예에 따른 전원연결장치(20)가 가속기(10)에 장착되는 모습을 도시한 것이다.

도 2에서 도시된 바와 같이 전원연결장치(20)는, 제1커넥트부(210), 제2커넥트부(220) 및 브릿지부(230)를 포함한다.

제1커넥트부(210)는, 가속기(10)의 전원입력부(150)와 연결가능하도록 구성된다.

즉, 제1커넥트부(210)는, 제1커넥트부(210)로 제공되는 전원을 가속기(10)의 전원입력부(150)로 전달할 수 있다.

이와 같은 제1커넥트부(210)는 PCI-E 파워 커넥터 규격에 맞게 구성될 수 있다.

제1커넥트부(210)는 예를 들어, 가속기(10)의 전원입력부(150)와 맞물리는 형상을 갖도록 구현될 수 있다.

예를 들어, 가속기(10)의 전원입력부(150)는, '6핀+6핀', '8핀+8핀' 또는 ‘6핀+8핀’을 연결할 수 있는 암 연결자(female connector)로 구현되는 경우가 많으며, 특히, 암 연결자는 암 하우징(female housing) 및 수 클림프(male climp)로 구성될 수 있다.

이러한 전원입력부(150)와 연결될 수 있도록 제1커넥트부(210)는, 수 클림프(female climp)로 구성될 수 있으며,‘6핀+6핀’, '8핀+8핀' 또는, ‘6핀+8핀’으로 구현될 수 있다. 도 2에서는 제1커넥트부(210)가 ‘6핀+8핀’으로 구현된 것을 도시한 것이다.

한편, 제2커넥트부(220)는 전원공급부(미도시)와 연결되어, 전원공급부로부터의 전원을 공급받도록 구성된다.

이때, 전원공급부(미도시)는 고밀도서버의 외부에 위치할 수 있으며, 또는 고밀도서버의 내부에 위치할 수 있다.

이와 같은 전원공급부(미도시)에 제2커넥트부(220)가 연결된다. 즉, 제2커넥트부(220)는 전원공급부(미도시)와 직접적으로 연결될 수 있고, 또는 PCI-E(Peripheral Component Interconnect Express) 파워 케이블을 통해 전원공급부(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다.

이와 같은 제2커넥트부(220)는 PCI-E 파워 커넥터 규격에 맞게 구성될 수 있다.

제2커넥트부(220)는 예를 들어, 전원공급부(미도시) 또는 상기 전원공급부(미도시)와 연결되는 케이블과 맞물리는 형상을 갖도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 전원공급부(미도시)와 연결되는 케이블인 PCI-E 파워 케이블은 수 연결자(male connector)로 구현되는데, 제2커넥트부(220)는 상기 PCI-E 파워 케이블과 연결될 수 있도록 암 연결자로 구현될 수 있다.

즉, 제2커넥트부(220)는 PCI-E 표준에 따라 8핀 또는 6핀의 암 연결자로 구현될 수 있다.

아울러 제2커넥트부(220)는 예를 들어, 2개의 암 연결자로 구현될 수 있다. 2개의 암 연결자로 제2커넥트부(220)를 구현하는 경우, 도 2의 A방향에 따라 상기 2개의 암 연결자가 수직 배치될 수 있다. 즉, 도 2의 B방향이 아닌 A방향으로 2개의 암 연결자를 수직 배치하여 제2커넥트부(220)를 구현함에 따라, 전원연결장치의 고밀도서버 장착이 용이해질 수 있다.

한편 브릿지부(230)는, 제1커넥트부(210)와 제2커넥트부(220)를 연결하도록 구성된다.

즉, 브릿지부(230)는 제2커넥트부(220)로부터의 전원을 제1커넥트부(210)로 전달할 수 있다.

또한 브릿지부(230)는 제1커넥트부(210)와 제2커넥트부(220)와의 연결을 위해, 인쇄 회로 기판으로 구현될 수 있으며, 제1커넥트부(210) 및 제2커넥트부(220)가 브릿지부(230) 상에 배치, 결합될 수 있다.

도 3은 일실시예에 따른 브릿지부(230)를 도시한 것이며, 도 3의 좌측은, 도 2의 A방향으로 향하는 브릿지부(230)의 전면이며, 도 3의 우측은, 도 2의 A방향의 반대방향으로 향하는 브릿지부(230)의 후면을 도시한 것이다.

도 3에서 도시된 바와 같이, 브릿지부(230)는 전원 공급을 위한 출력 소켓 및 전원 입력을 위한 입력 소켓이 장착되기 위한 구멍(231)을 하나 이상 포함할 수 있다. 또한 브릿지부(230)는, 소켓 사이를 연결하는 도체(233)도 포함할 수 있다. 이때, 브릿지부(230) 상에서의 구멍(231) 개수 및 배치, 또는, 도체(233)의 형상은, 제1커넥트부(210) 및 제2커넥트부(220)의 형상에 따라 결정될 수 있다.

관련하여 도 4는 일실시예에 따른 브릿지부(230)를 구현하기 위한 설계도면을 도시한 것이며, 도 4의 상측 및 하측의 도면 모두 브릿지부(230)의 후면을 도시한 것이다. 브릿지부(230)의 후면에는 도체가 2개의 층으로 배치됨에 따라, 도 4의 하측 도면에 따른 도체(401) 상에 도4의 상측 도면의 도체(402)가 배치될 수 있다.

즉, 도 4에서 도시된 바와 같이, 브릿지부(230)는 다음과 같이 구성될 수 있다.

-제1커넥트부의 모든 12V 핀과 제2커넥트부의 모든 12V 핀을 도체로 연결

-제1커넥트부의 모든 GND 핀과 제2커넥트부의 모든 GND 핀을 도체로 연결

-제1커넥트부의 Sense0 핀은 제2커넥트부의 Sense0 핀과 도체로 연결하거나, 제2커넥트부의 GND 핀과 도체로 연결

-제1커넥트부의 Sense1 핀은 제2커넥트부의 Sense1 핀과 도체로 연결하거나, 제2커넥트부의 GND 핀과 도체로 연결

이때 Sense핀(Sense0, Sense1)은, 가속기에서 전원 공급 여부를 확인할 수 있는 핀이며, 가속기의 전원입력부(150) 또한 Sense핀을 포함할 수 있다. 따라서, PCI-E 표준에 따른 Sense핀을 통해, 가속기의 전원입력부(150)는 제1커넥트부(210), 브릿지부(230) 및 제2커넥트부(220)를 거쳐 전원공급부(미도시)의 그라운드(GND)로 연결될 수 있으며, 그라운드에 연결되어 있음이 확인되면 가속기에 전원이 공급 중임을 알 수 있다.

도 4에서 도시된 바와 같이 브릿지부(230) 상에서 구멍(231)이, 각 핀이 연결될 수 있도록 배치될 수 있다.

이와 같은 브릿지부(230) 상에 제1커넥트부(210)와 제2커넥트부(220)가 배치될 수 있는데, 제1커넥트부(210) 및 제2커넥트부(220)는 인접하게 위치하되, 상기 제1커넥트부(210)의 터미널 및 상기 제2커넥트부(220)의 터미널이 서로 상이한 방향을 향하도록 할 수 있다.

예를 들어, 제1커넥트부(210)가 전원입력부(150)로 향하는 제1방향(A)이, 제2커넥트부(220)가 전원공급부(미도시)로 향하는 제2방향(B)과 평행하지 않도록, 제1커넥트부(210) 및 제2커넥트부(220)를 배치할 수 있다.

또한, 예를 들어, 제1방향(A)이, 도 2에서 도시된 바와 같이, 제2방향(B)과 꼬인 위치가 되도록, 제1커넥트부(210) 및 제2커넥트부(220)를 배치할 수 있다.

또한, 예를 들어, 제1방향(A)이, 제2방향(B)과 꼬인 위치에 있고, 제1방향(A)이 제2방향(B)과 교차할 수 있도록 제1방향(A)을 평행이동시킨 직선을 A’이라 하면, 제2방향(B)과 A’이 직교가 되도록, 제1커넥트부(210) 및 제2커넥트부(220)를 배치할 수 있다.

한편 전원연결장치(20)는 추가적으로, 합선을 막기 위한 절연부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 절연부(미도시)는 절연물질로 구성될 수 있고, 브릿지부(230)의 후면에 배치되어, 전원연결장치에서의 합선, 또는, 전원연결장치와 타 구성요소 사이의 합선을 방지할 수 있다. 특히, 고밀도서버가 서버의 핵심 요소를 고밀도로 내장함에 따라, 전원연결장치(20)가 배치되는 공간, 즉, 가속기의 상단(140)과 서버 샤시 사이의 간격, 또는 가속가의 상단(140)과 내부 격벽 사이의 간격이 좁을 수밖에 없으며, 서버 샤시 또는 내부 격벽은 통상 알루미늄 등의 도체로 만들어진다. 따라서, 고밀도서버 내에서의 합선을 방지하기 위해, 브릿지부(230)의 후면은 절연부를 추가적으로 포함할 수 있다.

이와 같은 구성요소를 포함하는 전원연결장치(20)는, 가속기(10)의 전원입력부(150)에 연결되며, 또한 고밀도서버의 전원공급부(미도시)에 연결될 수 있다.

즉, 도 5에서 도시된 바와 같이, 가속기(10)의 전원입력부(150)에 전원연결장치(20)의 제1커넥트부(210)가 연결될 수 있다. 이에, 전원연결장치(20)의 제2커넥트부(220)로 제공된 전원이, 브릿지부(230)를 경유하여 제1커넥트부(210)로 전달되고, 전원입력부(150)는 제1커넥트부(210)로부터 전원을 제공받을 수 있다.

한편 도 6는 본 고안의 일실시예에 따른 전원연결장치(20) 및 가속기(10)가 설치된 고밀도서버(50)를 도시한 것이다.

고밀도서버(50)는, 바람직하게는, 1개의 노드에 가속기를 최대 8개 장착할 수 있는 HP사의 ProLiant SL270s 서버일 수 있다.

또한 도 6에서 도시된 바와 같이, 고밀도서버(50)는 복수개의 슬롯(510)을 포함할 수 있으며, 슬롯(510) 각각에는 가속기(10)가 장착될 수 있다.

또한 슬롯(510) 각각에 장착된 가속기(10)로의 전원공급을 위해, 가속기(10)의 전원입력부와 연결되는 전원연결장치(20)가 각 슬롯(510)마다 배치될 수 있다.

도 6의 확대도(500)에서 도시된 바와 같이, 전원연결장치(20)가 가속기(10)에 결합될 수 있다.

전술한 본 고안의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 고안이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 고안의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 고안의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 실용신안청구범위에 의하여 나타내어지며, 실용신안청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 가속기
20: 전원연결장치
210: 제1커넥트부
220: 제2커넥트부
230: 브릿지부

Claims

가속기를 하나 이상 포함하는 고밀도서버에 장착되는 전원연결장치로서,
상기 가속기의 전원입력부와 연결가능한 제1커넥트부;
전원공급부와 연결가능한 제2커넥트부; 및
상기 제2커넥트부로부터의 전원을 상기 제1커넥트부로 제공하는 브릿지부를 포함하는, 전원연결장치.
제 1 항에 있어서,
상기 브릿지부는, 상기 제1커넥트부 및 제2커넥트부가 결합가능한 인쇄 회로 기판인, 전원연결장치.
제 1 항에 있어서,
상기 브릿지부는, 상기 제1커넥트부가 상기 전원입력부로 향하는 방향의 반대방향으로 향하는 후면에, 절연부를 추가적으로 포함하는, 전원연결장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가속기의 전원입력부는, 상기 제2커넥트부로부터, 상기 브릿지부를 경유하여 상기 제1커넥트부로 전달된 전원을 공급받는, 전원연결장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가속기의 전원입력부는,
상기 제1커넥트부로부터의 전원 공급을 확인할 수 있는 핀을 포함하며,
상기 핀은 상기 제1커넥트부, 상기 브릿지부 및 상기 제2커넥트부를 거쳐 상기 전원공급부의 그라운드로 연결되는, 전원연결장치.
제 1 항에 있어서,
상기 전원입력부의 터미널은, 상기 가속기의 상단을 향하는 방향으로 위치하는, 전원연결장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1커넥트부가 상기 전원입력부로 향하는 제1방향은, 상기 제2커넥트부가 상기 전원공급부로 향하는 제2방향과 평행하지 않는, 전원연결장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제1방향은, 상기 제2방향과 꼬인 위치인, 전원연결장치.
제 1 항에 따른 전원연결장치를 장착하는 고밀도서버에 있어서,
복수개의 슬롯을 포함하고,
상기 슬롯 각각에는 가속기가 위치하고 상기 가속기 각각에는 상기 전원연결장치가 장착되는, 고밀도서버.