TW201624473A - 前側接取之裝置 - Google Patents

Abstract

一種前側接取之裝置經配置而使得伺服器的硬體元件可從伺服器的前側被接取。裝置包含具有前側、背側及至少一機箱的直立式伺服器。機箱包含主機板和容置於在前側之機箱中的至少一硬碟，此硬碟適於與主機板空間分離且在主機板之上。托架可支持硬碟。主機板的輸入輸出埠和硬碟可從前側被接取。硬碟可被配置在裝置中，使得硬碟為可移除且可熱插拔。裝置包含至少一耦合埠，此耦合埠用以耦接至位於前側的週邊設備。裝置可包含前端面板，其中至少一耦合埠可經由此前端面板而接取而附接至機箱之前側。

Description

前側接取之裝置

本揭露一般係指一種前側接取之裝置的配置。

傳統的伺服器設計係將輸入輸出埠和其他連接器(例如電源連接器)置於伺服器的背側。傳統的伺服器設計也包含冷卻風扇，其從伺服器的前側拉入冷空氣，且從伺服器的背側推出熱空氣。此種設計的主要缺點為，當需要完成伺服器維護時，伺服器管理員必須進入接觸伺服器背側的熱空氣(例如熱通道)以接取纜線、埠等，其可能造成伺服器管理員的不舒適和不方便。此外，在伺服器背側的能見度低且操作空間被限制。當伺服器需要進行維護時，上述此些因素導致伺服器管理員在伺服器背側工作環境不理想。

在一些實施方式中，一種前側接取之裝置可被配置而使得而使得伺服器的硬體元件可從伺服器的前側被接取。此裝置可包含具有前側、背側及至少一機箱的直立式伺服器，此至少一機箱包含容置於前側之機箱中的主機板和/或容置於在前側且適於與主機板空間分離且在主機板之上的至少一硬碟。舉例而言，托架可支持硬碟，使得硬碟浮接在主機板上，且主機板輸入輸出埠和硬碟兩者可從伺服器的 前側被接取。硬碟可被配置在裝置中，使得硬碟可被移除且被熱插拔(hot-swap)。裝置更可包含多個計算元件，每一計算元件包含在前側的至少一耦合埠。此至少一耦合埠可包含用以耦接至週邊設備(例如通用序列匯流排(universal serial bus；USB)、快速週邊組件互連(peripheral component interconnect express；PCI-e)、電源埠、視訊圖形陣列(video graphics array；VGA)、夾層卡埠(mezzanine ports)、通訊埠等)的多個埠。在一些實施方式中，裝置可包含前端面板，其中此至少一耦合埠可經由此前端面板而接取而附接至機箱之前側。

特別的實施方式至少提供下列優點：方便前側接取至伺服器的耦合埠以用於維護目的；且伺服器管理員不需進入伺服器背側的熱空氣來進行伺服器維護。

一或多個實施方式的細節將結合圖式與下列說明中闡述。其他的特徵、方面和潜在優點將從說明和圖式以及申請專利範圍而顯而易見。

100‧‧‧裝置

102a~102f‧‧‧機箱

104‧‧‧前側

106‧‧‧背側

208‧‧‧主機板

210‧‧‧硬碟

212‧‧‧托架

214‧‧‧支架

216‧‧‧輸入輸出板

218‧‧‧電源

220‧‧‧夾層卡

222‧‧‧快速週邊組件互連卡

224‧‧‧風扇

226‧‧‧風扇殼體

228‧‧‧風扇電源板

230‧‧‧電源供應單元

232‧‧‧程式資料庫

234‧‧‧雙列記憶體模組

300‧‧‧通用序列匯流排埠

302‧‧‧快速週邊組件互連埠

304‧‧‧視訊圖形陣列埠

306‧‧‧通訊埠

308‧‧‧夾層卡埠

310‧‧‧電源耦合埠

312‧‧‧機箱蓋

400‧‧‧前端面板

402‧‧‧開口

為了更完整了解實施例及其優點，現參照結合所附圖式所做之下列描述，其中：〔圖1〕繪示用以提供接取至伺服器的前側之裝置的一示例；〔圖2〕繪示用以提供前側接取至伺服器的裝置之機箱的一示例； 〔圖3〕繪示機箱的前側視圖，此機箱提供前側接取至伺服器元件；以及〔圖4〕繪示一前端面板，其中前側接取伺服器的各種元件可藉由此前端面板而接取。

應當理解，為了簡化和清楚地說明，在適當情況下，重複不同圖式間的元件編號，以指出對應或類似的元件。此外，大量的特定細節被闡述以提供在本說明書中所描述的實施例之徹底理解。然而，可被所屬領域中具通常知識者所理解的是，在本說明書中所描述的實施例可在沒有此些具體細節的情況下實現。在其他實例中，方法，步驟和元件未被詳細描述，以避免模糊所描述的相關特徵。此外，本說明書中的描述不應被認為是限制本說明書中所述實施例的範圍。圖式不一定是按比例繪製，且一些部件的比例被誇大，以更佳地例示說明本揭露的細節和特徵。

在本揭露中所使用的一些定義將被提出。

「耦合」一詞被定義為連接，無論是直接或間接地透過中間元件，並且不侷限於物理連接。此連接可以是物件的永久連接(permanently connected)或是可釋放地連接(releasably connected)。「實質上」被定義為基本上符合特定尺寸、形狀或其他實質修改的文字，使得該構件不需精確。例如，實質上為為圓柱形意味著物件類似於一圓柱，但可具有一真正圓柱的一或多個偏差。當利用「包含」(comprising)一詞，其意思為「包含但不一定限於」； 其具體地表示在此種描述的組合、群組、系列等的開放式包含或成員資格。

圖1繪示用以提供接取至伺服器的前側之裝置100的一示例。在一些實施方式中，裝置100可為直立式伺服器(server tower)。舉例而言，直立式伺服器可用為應用伺服器、網頁伺服器、電子郵件信箱伺服器、行動伺服器、檔案伺服器和/或機架式伺服器(rack mounted server)等。裝置100可由金屬、塑膠或合金等所製造。

在一些實施方式中，裝置100可包含前側104、背側106及機箱102a~102f。舉例而言，前側104可對應至裝置100的側邊，而在此側邊中，冷空氣進入至每一機箱102a-102f。背側106可對應至裝置100的另一側邊，而在此側邊中，熱空氣從每一機箱102a~102f離開。

在一些實施方式中，裝置100可用以容置至少一機箱(例如，機箱102a)。舉例而言，機箱102a~102f可依據所屬技術領域中所熟知的手段而附接至裝置100的側邊，此手段包含但不限於螺絲、焊接、黏膠、釘針、摩擦配合(friction fit)、扣合(snap fit)等。在一些實施方式中，裝置100可包含如所屬技術領域中所知的托盤(trays)和/或層架(shelves)，其用以附接至機箱102a~102f，以促進接取機箱102a~102f。舉例而言，機箱102a~102f可藉由在用以接取至機箱102a~102f托盤或層架上的滑動而被接取，以為了安裝和解除安裝的目的。如上 所述，每一機箱102a~102f可用以容置在前側104上的多個計算元件(例如，伺服器元件)。

具有位於前側104上的每一機箱102a~102f之多個計算元件提供便利接取至伺服器元件的耦合埠，以為了維護的目的。因此，伺服器管裡員不需進入在伺服器的背側106的熱空氣來進行伺服器維護。相反地，伺服器管理員可從有更多光源和冷空氣的前側104進行維護。

圖2繪示用以提供前側接取至伺服器的裝置100之機箱102a的一示例。雖然僅說明單一機箱102a，但應注意的是，每一機箱102a~102f可根據以下說明的組合而被配置。

在一些實施方式中，機箱102a可由金屬、塑膠或合金等所製造，且其形狀相似於一盒子。舉例而言，機箱102a可根據伺服器的標準高度和寬度(例如1U、2U等)而被成形。機箱102a可用以容置多個伺服器元件。

在一些實施方式中，主機板208可被配置在機箱102a中，使得主機板208的各種元件可從裝置100的前側104被接取。舉例而言，主機板208的連接器可包含例如用於中央處理器單元(CPU)的插座(sockets)、記憶體插槽、電源連接器、磁碟連接器、整合驅動電子裝置(IDE)連接器、序列先進附件(SATA)連接器、快速週邊組件互連(PCI)插槽、快速週邊組件互連(PCI-e)插槽以及整合週邊的連接器(例如PS/2鍵盤、滑鼠、序列埠、平行埠、VGA、韌體/IEEE 1394a、USB、乙太網路、等)。在一 些實施方式中，主機板208可被安裝在裝置100的前側，使得主機板連接器和各種耦接至主機板連接器的計算元件可從前側104被接取。在一些實施方式中，當主機板208被安裝在前側104時，各種連接器可位於主機板208上，使得連接器更靠近前側104。舉例而言，主機板208可被安裝在裝置100的前側104，使得USB、乙太網路、PS/2、VGA和其他此類的輸入輸出連接器位於裝置100的前側104。主機板208可包含任何所屬技術領域中所知的印刷電路板(printed circuit board；PCB)。

在一些實施方式中，至少一硬碟210可耦接至主機板208(例如在序列先進附件(SATA)連接器)，使得硬碟210可被容置在前側104上，且可從機箱102a的前側被接取。硬碟210可以是任何所屬領域中所知的硬式磁碟機(hard disk drive；HDD)類型，其包含但不限於並列先進附件(PATA)、SATA、小型電腦系統介面(SCSI)、固態硬碟(SSD)、內接式硬碟、外接式硬碟等。在一些型式中，硬碟210可被移除。在其他型式中，硬碟210可被熱插拔，使得硬碟210可在裝置100為開機狀態時被移除。在一些型式中，多個硬碟210可被支持在裝置100的前側。此些硬碟210可根據所屬技術領域中所知的方法而被排列在另一硬碟210的頂部上(即層疊)或是並排式(side-by-side)排列。在一些型式中，因為空間上的限制，主機板208可佔據前側104之全部寬度，而在裝置100的前側留下非常小的空間予伺服器的其他元件。為了在裝置100 的前側104容納主機板208和硬碟210兩者，在一些實施方式中，硬碟210可適於與主機板208空間分離且座落在主機板208之上。舉例而言，硬碟210可耦接至托架212，以使硬碟210保持在主機板208之上。托架212可被配置而使得硬碟210座落在主機板208之上且與主機板208空間分離。托架212可由金屬、塑膠或合金等所製造，且可根據任何手段而附接至硬碟210，例如包含但不限於摩擦配合、扣合、螺絲、黏膠等。托架212可根據任何手段而附接至機箱102a，此手段包含但不限於螺絲、焊接、黏膠、釘針、摩擦配合、扣合等。

在一些實施方式中，托架212可包含支架214以支持硬碟210。支架214可用以根據所屬技術領域中所熟知的方法以直接在硬碟210的底下(圖未繪示)或是側邊(如圖2所示)來支持硬碟210。從側邊支持硬碟210的優點在於，其允許硬碟210與機箱102a空間分離，使得沿著機箱102a有線路或其他元件的空間。在一些實施方式中，托架212可以是硬碟盒(hard drive box)。

在一些實施方式中，機箱102a可用以容置輸入輸出板216，使得輸入輸出板216可從裝置100的前側104被接取。輸入輸出板216可包含任何習知具有各種輸入和輸出埠的網路繼電模組(例如PS/2、通用序列匯流排、音效、視訊圖形陣列等)。輸入輸出板216可耦接至主機板208(例如在一連接器)，使得輸入輸出板216的各種輸入和輸出埠位於裝置100的前側104且可從前側104被接取。

在一些實施方式中，電源218可位於裝置100的前側104，使得電源218可從機箱102a的前側被接取。電源218可為任何所屬技術領域中所知的電源供應器(例如根據先進技術擴展(Advanced Technology eXtended；ATX)標準)，以將主機板208耦接至一電源(例如交流電源)。電源218可在一連接器(例如ATX電源連接器)耦接至主機板208，使得電源218位於裝置100的前側104。電源218可包含將交流電源轉換為直流電源的電源供應單元(power supply unit；PSU)，以用於耦接至主機板208的計算元件。

在一些實施方式中，夾層卡220可位於裝置100的前側104，使得夾層卡220可從機箱102a的前側被接取。夾層卡220可包含任何所屬技術領域中所知的PCI夾層卡(mezzanine card)。夾層卡220可耦接至主機板208(例如在FCI 61082-121402LF連接器)，使得在前側104的一些夾層卡220為彼此平行。夾層卡220可包含夾層耦合，其亦可從前側104被接取。在一些型式中，夾層卡220可與開放運算計畫(Open Compute Project；OCP)Intel v2.0主機板而被使用。在一些型式中，夾層卡220可包含多個指示燈(例如LED燈)，以顯示夾層卡埠的狀態。藉由使夾層卡220位於前側104，可容易認出指示燈。

在一些實施方式中，快速週邊組件互連卡222(例如音效卡、網路卡、序列卡、內建式數據機、視訊卡等)可位於裝置100的前側104，使得快速週邊組件互連卡222 可從機箱102a的前側被接取。快速週邊組件互連卡222可耦接至主機板208(例如在PCI-e插槽)，使得快速週邊組件互連卡222在裝置100的前側104。在一些實施方式中，快速週邊組件互連卡222可包含PCI-e耦合(例如乙太網路、USB、VGA等)，其可從裝置100的前側104被接取。

在一些實施方式中，以上列出的計算元件之組合可被排列，使得此些計算元件在裝置100的前側104耦接至主機板208，使各種計算元件及其對應的耦合埠可從前側104而方便被接取。舉例而言，多個硬碟210可被排列而浮接在主機板208的頂部上，使得硬碟210在前側104與主機板208空間分離。在同一時間，輸入輸出板216、電源218、夾層卡220和快速週邊組件互連卡222可與硬碟210而被排列在前側且耦接至主機板208，使得其對應的耦合埠可從前側104被接取。此些計算元件的特定排列可為任何順序，只要此些計算元件均可從前側104被接取且位於機箱102a的前側。

藉由具有以上列出被排列在裝置100的前側104的計算元件，不只可更容易接取耦合埠，也可更容易取代和/或診斷錯誤的計算元件。舉例而言，若硬碟失敗，此硬碟可在不需至伺服器的背側而輕易地從前側以新的硬碟取代。

在一些實施方式中，為了方便起見，具有用於診斷或維護目的或是一般使用之耦合埠的計算元件被容置在裝置100的前側。舉例而言，耦合埠可包含任何所屬技術 領域中所知的耦合埠類型，其包含但不限於USB、PCI-e、電源埠、VGA、通訊埠、夾層卡埠(mezzanine card ports)等。

或者，機箱102a可容置任何在伺服器中使用的任何計算元件，其包含但不限於風扇224、風扇殼體226、風扇電源板228、電源供應單元230、程式資料庫(program database；PDB)232、雙列記憶體模組(dual in-line memory modules；DIMMs)234。此些計算元件可被容置在機箱102a內或在背側106。在一些型式中，風扇224、風扇殼體226和風扇電源板228位於背側106。此為對容置在機箱102a內的計算元件之最佳散熱效應。風扇224可以是任何所屬技術領域中所知用以冷卻伺服器的風扇類型。在一些型式中，風扇224藉由從前側104拉入冷空氣來創造對計算元件的散熱效應，且從背側106吹出熱空氣。

圖3繪示機箱102a的前側視圖，此機箱102a提供前側接取至伺服器元件。舉例而言，機箱102a可包含多個計算元件和位於裝置100的前側104上的耦合埠。為了方便接取，例如通用序列匯流排埠300、快速週邊組件互連埠302、視訊圖形陣列埠304、通訊埠306、夾層卡埠308、電源耦合埠310等耦合埠位於前側104上。

在一些實施方式中，通用序列匯流排埠300可包含位於前側104上的多個通用序列匯流排埠，且根據所屬技術領域中所知的手段，此些通用序列匯流排埠在另一者上或是並排式排列。為了維護和/或診斷目的，通用序列匯流 排埠300可用以耦接各種外接式設備至機箱102a。舉例而言，管理員可耦接一診斷設備至通用序列匯流排埠300，以用於診斷伺服器錯誤。

在一些實施方式中，快速週邊組件互連埠302可包含在裝置100的前側104上的多個快速週邊組件互連埠。為了維護和/或診斷目的，快速週邊組件互連埠302可用以耦接至各種外接式設備。舉例而言，管理員可耦接一診斷設備至快速週邊組件互連埠302，以用於診斷伺服器錯誤。

在一些實施方式中，視訊圖形陣列埠304可包含位於裝置100的前側104上的多個視訊輸入和輸出埠。為了維護和/或診斷目的，視訊圖形陣列埠304可用以耦接一顯示器至機箱102a。舉例而言，網路管理員可耦接一監視器至伺服器，以在螢幕上觀看有關伺服器的診斷資訊。在其他型式中，各種視訊輸入/輸出的類型可被使用，其包含但不限於高解析度多媒體介面(HDMI)、數位視訊介面(DVI)、S-端子(S-Video)、AV端子等。

在一些實施方式中，夾層卡埠308可包含位於裝置100的前側104上的多個夾層卡埠。為了維護和/或診斷目的，夾層卡埠308可用以耦接各種外接式設備。舉例而言，管理員可耦接一診斷設備至夾層卡埠308，以用於診斷伺服器錯誤。

在一些實施方式中，電源218可包含電源耦合埠310。電源耦合埠310可位於裝置100的前側104上，使得 主機板208可容易耦接至電源。舉例而言，為了開機和/或重設目的，伺服器可快速耦接至電源或從電源解耦接。

在一些型式中，機箱蓋312可附接至機箱102a，以覆蓋、隱藏和保護計算元件，使其不受外在環境影響。機箱蓋312可包含與機箱102a相同的材料，其包含但不限於金屬、塑膠、合金等。

圖4繪示一前端面板，此前端面板可藉由前側接取伺服器的各種元件而被接取。裝置可包含在一些實施方式中，前端面板400可用以覆蓋機箱102a的前側。舉例而言，前端面板400可包含多個開口402，其中此些耦合埠300、302、304、306、308、至少一硬碟210和電源耦合埠310可經由此些開口402而接取。在一些型式中，開口402可適於匹配此些耦合埠300、302、304、306、308、至少一硬碟210和電源耦合埠310的形狀以及尺寸。舉例而言，開口402可以是矩形、圓形、橢圓形、正方形等。前端面板400可根據所屬技術領域中所知的方法而固定至機箱102a。舉例而言，前端面板400可扣合、摩擦配合、螺合(screwed on)、黏著、焊接等至機箱102a。此外，前端面板400可適於從機箱102a移除。舉例而言，前端面板400可包含鉸鏈(hinge)，使得前端面板400可開啟和關閉。

在一些型式中，前端面板400作為阻障物，以以覆蓋、隱藏和保護計算元件，使其不受外在環境影響。此外，開口402可作為快速且容易辨識出耦合埠位於前側104 上。前端面板400可包含與機箱102a相同的材料，其包含但不限於金屬、塑膠、合金等。

為了清楚和方便起見，僅說明單一機箱。然而，可理解的是，在各種組合中的多個機箱包含多個計算元件和多個耦合埠可被以上揭露所支持。舉例而言，如一般習知的伺服器架構，在直立式伺服器中，多個機箱102a~102f可被儲存在彼此的頂部上，根據本揭露，每一機箱適於具有位於前側上的耦合埠。每一機箱102a-102f亦可容置多個不同伺服器元件的不同組合。舉例而言，機箱102a可容置多個硬碟，而機箱102b可容置多個夾層卡。

雖然各種示例和其他資訊用以解釋在申請專利範圍中的各態樣，在這樣的示例中，不應基於特別的特徵或排列而隱含在申請專利範圍中的限制，如所屬領域中具通常知識者可使用這些示例來導出廣泛的實施方式。進一步地，雖然一些主題可能已經以特定於結構特徵和/或方法步驟之示例的語言來描述，應當理解的是，在後附申請專利範圍中所限定的主題並不一定侷限在這些描述的特徵或動作。舉例來說，這樣的功能可為不同分佈或在不同於那些所確定的元件來進行。相反地，所描述的特徵和步驟被揭露為後附申請專利範圍內的系統和方法的元件之例。

102a‧‧‧機箱

104‧‧‧前側

106‧‧‧背側

208‧‧‧主機板

210‧‧‧硬碟

212‧‧‧托架

214‧‧‧支架

216‧‧‧輸入輸出板

218‧‧‧電源

220‧‧‧夾層卡

222‧‧‧快速週邊組件互連卡

224‧‧‧風扇

226‧‧‧風扇殼體

228‧‧‧風扇電源板

230‧‧‧電源供應單元

232‧‧‧程式資料庫

234‧‧‧雙列記憶體模組

Claims (20)

1. 一種前側接取之裝置，包含：一直立式伺服器(server tower)，包含一前側及一背側，該直立式伺服器適於容置至少一機箱，其中該至少一機箱包含：一主機板，容置於該前側之該至少一機箱中；以及複數個計算元件，其中每一計算元件包含至少一耦合埠(coupling port)，該些計算元件係容置於該前側中，且該耦合埠適於從該前側耦接至各週邊設備；其中，該直立式伺服器之該些計算元件之該些耦合埠可從該前側被接取。
2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，更包含至少一硬碟，該至少一硬碟係容置於該前側之該至少一機箱中，且該至少一硬碟適於座落在該主機板之上，使得該至少一硬碟與該主機板空間分離。
3. 如申請專利範圍第2項所述之裝置，更包含一托架(bracket)，該托架係耦接至該至少一硬碟，使得該至少一硬碟座落在該主機板之上且與該主機板空間分離。
4. 如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中該至少一硬碟為可移除(removable)。
5. 如申請專利範圍第4項所述之裝置，其中，在該主機板開機時，該至少一硬碟適於被移除。
6. 如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中該至少一硬碟包含複數個硬碟，該些硬碟層疊在相互間之硬碟的頂部上。
7. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該至少一耦合埠包含複數個通用序列匯流排(universal serial bus；USB)埠。
8. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該至少一耦合埠包含複數個快速週邊組件互連(peripheral component interconnect express；PCI-e)埠。
9. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該至少一耦合埠包含一電源埠。
10. 一種前側接取之裝置，包含：一直立式伺服器，包含一前側及一背側，該直立式伺服器適於容置至少一機箱，其中該至少一機箱包含： 一主機板，容置於該前側之該至少一機箱中；至少一硬碟，容置於在該前側之該至少一機箱中，且該至少一硬碟適於座落在該主機板之上，使得該至少一硬碟與該主機板空間分離；複數個計算元件，其中每一計算元件包含至少一耦合埠，該些計算元件係容置於該前側中，且該至少一耦合埠適於從該前側耦接至各週邊設備；以及一前端面板，藉由該至少一硬碟及該至少一耦合埠可被接取而附接至該機箱之該前側；其中，該直立式伺服器之該些計算元件之該至少一耦合埠可從該前側被接取。
11. 如申請專利範圍第10項所述之裝置，更包含一托架，該托架係耦接至該至少一硬碟，使得該至少一硬碟座落在該主機板之上且與該主機板空間分離。
12. 如申請專利範圍第11項所述之裝置，其中該托架包含一支架(shelf)。
13. 如申請專利範圍第10項所述之裝置，其中該至少一硬碟為可移除。
14. 如申請專利範圍第10項所述之裝置，其中該些計算元件包含一電源供應單元(power supply unit；PSU)。
15. 如申請專利範圍第10項所述之裝置，其中該至少一耦合埠包含一電源埠。
16. 如申請專利範圍第10項所述之裝置，其中該至少一硬碟包含複數個硬碟，該些硬碟層疊在相互間之硬碟的頂部上。
17. 如申請專利範圍第10項所述之裝置，其中該至少一耦合埠包含一管理埠。
18. 如申請專利範圍第10項所述之裝置，其中該至少一耦合埠包含一視訊圖形陣列(video graphics array；VGA)埠及一通訊埠。
19. 如申請專利範圍第10項所述之裝置，其中該至少一夾層卡(mezzanine card)埠。
20. 如申請專利範圍第10項所述之裝置，其中該至少一耦合埠包含複數個快速週邊組件互連埠。