TW201712466A

TW201712466A - 模組化設施

Info

Publication number: TW201712466A
Application number: TW104130786A
Authority: TW
Inventors: 他希爾卡德; 約翰法蘭茲; 韋德文森; 阿稜Ｌ羅斯涅爾; 凱文雷斯; 戴弗瑪雅
Original assignee: 慧與發展有限責任合夥企業
Priority date: 2015-09-17
Filing date: 2015-09-17
Publication date: 2017-04-01

Abstract

一種模組化設施總成係提供於此。該模組化設施總成包含一電源模組，一網路模組，及一冷卻模組。該電源模組包含一電源連接器用以配接並提供電力至一電子模組。該網路模組包含一網路連接器用以配接並在該網路模組與該電子模組之間提供一網路連結。該冷卻模組包含一冷卻連接物用以配接並連接於該電子模組上之冷卻組件。

Description

模組化設施

本發明係有關於一種模組化設施。

發明背景

電子裝置有溫度、通訊及功率等的要求。若該等電子裝置的密度增加，則與其相關的設施可能必須被調適或改變來有效率地應付該等溫度、通訊及功率的要求。

依據本發明之一實施例，係特地提出一種模組化設施總成，包含：一電源模組包含一電源連接器用以配接並提供電力至一電子模組；一網路模組包含一網路連接器用以配接並在該網路模組與該電子模組之間提供一網路連結；及一冷卻模組包含一冷卻連接器用以配接並連接於該電子模組上之一冷卻組件。

100‧‧‧模組化設施總成

120‧‧‧電源模組

130‧‧‧電源連接器

140‧‧‧網路模組

150‧‧‧網路連接器

160‧‧‧冷卻模組

170‧‧‧冷卻連接器

230‧‧‧電源盲配連接器

250‧‧‧網路盲配連接器

261‧‧‧液體冷卻模組

262‧‧‧液體供應器

264‧‧‧液體回流器

266‧‧‧空氣冷卻模組

270‧‧‧冷卻盲配連接器

271‧‧‧液體連接器

272‧‧‧液體冷卻供應連接器

274‧‧‧液體冷卻回流連接器

276‧‧‧空氣連接器

290‧‧‧電子模組

300‧‧‧模組化計算系統

310‧‧‧電子機殼

330‧‧‧支撐結構

421‧‧‧電源母線

441‧‧‧網路歧管

461‧‧‧冷卻歧管

463‧‧‧供應線

465‧‧‧回流線

491‧‧‧上組伺服器

492‧‧‧下組伺服器

520‧‧‧模組化電源匣

590‧‧‧閘片伺服器

632‧‧‧顯示器

634‧‧‧指示器

636‧‧‧移求請求按鈕

661‧‧‧閥

662‧‧‧液體阻斷器

663‧‧‧流量及壓力計

664‧‧‧溫度感測器

665‧‧‧乾斷接配件

780‧‧‧連接總成

832‧‧‧直流電源供應器

834‧‧‧控制器

850‧‧‧連接器

866‧‧‧風扇

872‧‧‧供應盲配連接器

873‧‧‧不滴閥

874‧‧‧回流盲配連接器

940‧‧‧光容室

951‧‧‧光纖纜線

A、B、C‧‧‧架座

本揭露的非限制例等會參照所附的圖式被描述於以下說明中，而不會限制申請專利範圍。在該等圖中，出現在一個以上圖中之相同和類似的結構、元件或部件等，在它們所出現的圖中係概括地被標以相同或類似的標號。在該等圖中所示的組件和特徴細構之尺寸主要係為呈現的方便和清楚而被選用，且不一定依照比例。參閱所附圖式：圖1示出一依據一例之模組化設施總成的方塊圖；圖2示出一依據一例之圖1的總成之頂視圖；圖3示出一依據一例之模組化計算系統的方塊圖；圖4示出一依據一例之圖3的系統之分解圖；圖5示出一依據一例之圖3的系統之前視圖；圖6示出一依據一例之圖3的系統之後視圖；圖7示出一依據另一例之模組化計算系統的方塊圖；及圖8~9示出依據一例之圖7的系統之示意圖。

詳細說明

在以下詳細說明中，會參照所附圖式其形成本說明的一部份，且其中係藉由本揭露可被實施的特定舉例來示出。請瞭解其它之例亦可被利用，且結構或邏輯上的變化可能被作成而不超出本揭露的範圍。

電子系統設計必須平衡功率密度、空間布局、溫度要求、噪音、及其它因素等之間的抵觸衡突。空氣冷卻系統典型會使用散熱器和風扇來由該系統移除”廢”熱。散熱器和風扇的使用會增加一電子系統中要操作一電子裝置所需的電力，並可能造成過大的噪音和較低的系統密度。液體冷卻會比空氣冷卻更有效率；但是，液體冷卻典型會在該等電子裝置內包含配管連接物。當該液體通過該等配管連接物時，該液體在該電子裝置內滲漏的風險會產生。

客製化冷卻方案可被構製用於冷卻電子系統，譬如模組化計算設備。客製化冷卻方案可包括空氣冷卻系統及/或液體冷卻系統。被用來使該等冷卻系統操作的連接物對該等設備的設計是客製化的，且典型係不能互相交換或與另一者相容。客製化冷卻方案不符合成本效益，且不容許裝備的標準化或庫存組件的使用。又，使用客製化方案可能會使安裝複雜及/或延遲修理時間。

在舉例中，一種模組化設施總成會被提供。該模組化設施總成包含一電源模組，一網路模組，及一冷卻模組。該電源模組包含一電源連接器用以配接並提供電力至一電子模組。該網路模組包含一網路連接器用以配接並提供一網路連結於該網路模組和該電子模組之間。該冷卻模組包含一冷卻連接器用以配接並連接於該電子模組上之一冷卻組件。該模組化設施總成會提供一用於該電子模組的標準平台。且，該等連接器容許一標準化的連接物組來將該設施，譬如電源、網絡、及/或冷卻模組等，連接於該電子模組，而不會增加佈署和維修該設施和該電子模組的成本。

圖1示出一依據一例之模組化設施總成100的方塊圖。該模組化設施總成100包含一電源模組120，一網路模組140，及一冷卻模組160。該電源模組120包含一電源連接器130用以配接並提供電力至一電子模組。該網路模組 140包含一網路連接器150用以配接並在該網路模組140與該電子模組之間提供一網路連結。該冷卻模組160包含一冷卻連接器170用以配接並連接於該電子模組上之一冷卻組件。該電源模組120、該網路模組140、及該冷卻模組160各可在該模組化設施總成100中形成行列成為獨特的模組或行列結構，及/或成為多數個連結在一起的模組來形成一行列結構。

圖2示出一依據一例之圖1的總成100之頂視圖。參閱圖2，該模組化設施總成100可包含該電源模組120、該網路模組140、及該冷卻模組160對齊排列呈一行列配置，且該各電源模組120、網路模組140、及冷卻模組160連接於至少一電子模組290。圖2示出四個模組化設施總成100及四個電子模組290，譬如伺服器。多數個模組化設施總成100會為該模組化設施總成100所連接的整個系統提供冗餘度和可調變性。且，各該電源模組120、該網路模組140、及該冷卻模組160會包含一連接物通至多數個電子模組290。例如，該連接物可被形成在該架座層級，伺服器層級及/或閘片層級，如圖4中所示。

該等連接物係以一組盲配連接物作成，譬如一電源盲配連接器230，一網路盲配連接器250，及/或一冷卻盲配連接器270，其會將該電子模組290連接於該電源模組120、該網路模組140、和該冷卻模組160。該”盲配連接物”及”盲配連接器”等用語係指不需要工具來形成一連接且包含自行對準細構的連接物及/或連接器。

該等電子模組290、電源模組120、網路模組140、及冷卻模組160可各包含一盲配連接器來與該電子模組290的盲配連接器配接。或者，人工連接物及/或人工和盲配連接物之一組合可將該電源模組120、該網路模組140、及該冷卻模組160連接於該電子模組290。

該電源模組120可包含例如，一高電壓直流(HVDC)電源供應器，一高電壓交流(HVAC)電源供應器，一交流(AC)電源供應器，一直流(DC)電源供應器，一DC-DC電流轉換器模組，一輔助DC電源供應器，及/或電源熔絲塊等。該電源模組120係被示出在一相反於該液體冷卻模組161的位置；但是，該電源模組120亦可被置設相鄰於一供應器，俾可藉由一乾斷接熱接觸連接物(乾斷接總成)來提供熱移除。

該網路模組140可包含光或電信路徑。例如，一光或電的輸入/輸出(I/O)通訊連接物，會將該模組連接至一具有線路卡之架座頂上(ToR)或架座末端(EoR)開關，具有光及/或電織物的管道，及/或一控制器。

圖2示出該冷卻模組160為包含一液體冷卻模組261及一空氣冷卻模組266。該”液體冷卻模組”乙詞係指一種能使用液體來冷卻一電子模組的冷卻系統。該”空氣冷卻模組”乙詞係指一種能使用熱和機械裝置來冷卻一電子模組的冷卻系統。該液體冷卻模組261可包含一液體供應器262連接於一液體冷卻供應連接器272，及一液體回流器264連接於一液體冷卻回流連接器274。例如，該冷卻供應連接器272和該液體冷卻回流連接器274各可為盲配連接物，而設在鄰近於該電子模組的不同位置處，譬如該電子模組290的後面、前面、側面、頂部或底部。該液體冷卻模組261可另擇地包含一乾斷接總成具有一散熱器能接收來自該電子模組290的熱，及一液體冷卻迴路能由該散熱器移除熱。

在另一例中，該液體冷卻模組261可不被連接於一開放的液體饋給器(即一水饋給器)，但可包含一水對水熱交換總成，其會在該電子模組290，即一伺服器內，提供一封閉的流體迴路。又，該液體冷卻模組261可包含熱可交換泵等，其會循環該電子模組290或伺服器內的液體，而免除內伺服器裝置層級的泵等。該”可交換”或”熱可交換”等用語係指不需要一系統被重整的組件可互換性。

該空氣冷卻模組266可包含一組風扇，其係透過一組會帶送電力至風扇的電盲配連接器，稱為空氣連接器276或空氣盲配連接器，來連接於該電子模組290。

圖3示出一依據一例之模組化計算系統300的方塊圖。該模組化計算系統300包含一模組化設施總成100，一電子機殼310，及一支撐結構330。該模組化設施總成100包含一電源模組120，一網路模組140，及一冷卻模組160，各具有一組盲配連接器，譬如一電源盲配連接器230，一網路盲配連接器250，及一冷卻盲配連接器270。該電子機殼310能收納一電子模組290，並透過該組盲配連接器等將該電子模組290連接於該模組化設施總成的各模組。該支撐結構330用以承納該模組化設施總成100和該電子機殼310。

圖4示出一依據一例之圖3的系統之背面分解圖。該模組化計算系統300係被示為包含該模組化設施總成100，該電子機殼310，及該支撐結構330。該電子模組和該機殼係被示為收納三個電子模組的架座，例如A、B和C。

該模組化設施總成100包含一電源模組120、一網路模組140、及一冷卻模組160。該電源模組120包含一電源連接器130，譬如一盲配電源連接器230。例如，該電源模組120可包含一HVDC電源供應器。電力可經由一電源母線421來被提供至該模組化設施總成100，或藉由連接於該模組化設施總成100的電源歧管來提供電力至該等電子模組290。

該網路模組140包含一網路連接器150，譬如一網路盲配連接器250。例如，該網路連接器150可包含一輸入/輸出通訊網路。該網路模組140可被連接於一網路歧管441，其會為該等電子模組290提供網路通訊。該網路歧管441係被示為一水平模組，其會帶送來自多個網路模組140之集聚的通訊組等。例如，該網路歧管441可包含光纖或電線等。

該網路模組140亦可提供一連接至一控制器及單點來進行對該系統的診斷，包括該模組化設施總成100及/或該電子模組290。例如，外部診斷和交互作用功能，譬如用於伺服器辨識、健康狀態、功率、電源阻斷器、液體阻斷器、閥、壓力計，及/或用以聯結電子模組290來形成例如伺服器區等之網路埠等的指示。在其它例中，有一顯示器能提供外部診斷和交互作用的功能特徴。例如，該模組化計算系統300可包含一顯示裝置用以提供對該模組化計算系統300及連接於它的模組之狀態指示。該網路模組140亦可被連接於一針對每個模組化設施總成100的移除請求按鈕，以及對應的移除請求中和核准指示器等。某些例子係被示於以下的圖6下。

該冷卻模組160係被示為包含一液體冷卻模組261及一空氣冷卻模組266。該液體冷卻模組261包含一液體供應器262及一液體回流器264。該液體供應器262能連接於該液體冷卻供應連接器272。該液體回流器264能連接於該液體冷卻回流連接器274。該液體冷卻模組261可被連接於一冷卻歧管461，其包含一水平模組會使用一供應線463和一回流線465來帶送一液體或流體進出該等冷卻模組160。該冷卻歧管461能提供一液體或流體至該模組化設施總成100。該空氣冷卻模組266可包含一直列的冷卻模組，譬如透過一組電盲配連接器被連接於該電子模組290的風扇，該等連接器會帶送電力至該等風扇，係稱為該空氣連接器276。

如圖4中所示，該等盲配連接物可被形成在該架座層級，伺服器層級，閘片層級及/或匣盒層級。該模組化設施會減少雜亂和浪費，及對電線、光纖及/或線路等的損害。例如，該架座A包含該模組化設施總成100在二位置處連接於該架座來為該上組伺服器491和下組伺服器492提供伺服器層級的連接。架座B示出該等盲配連接物在該閘片或匣盒層級，而每一閘片或匣盒包含一連接物。又一例係被示於架座C，其中一連接物會被提供用於整列的該架座來提供架座層級的盲配連接物。

又，該等盲配連接物係被示出在該架座的背面且該模組化設施總成100在該背面，但是，該模組化設施總成100亦可被設在該架座的正面、側面、頂面或底面，乃視該架座及/或伺服器的設計而定。該模組化設施總成100可在該架座及/或伺服器層級減少雜亂。例如，該模組化設施總成100可包含可聯結或較小的片件，其可比它們所連接的該架座或伺服器的尺寸更小。該等可聯結或較小的片件可被預製或組合來保護該等線路的內含物，及提供一容易且有效率的方式來安全地管理該等連接物，並容許與例如高電壓電源供應器組合的安全性驗證。該等可聯結或較小的片件可包含感測器裝置，譬如溫度感測器、流率及/或壓力感測器等，和滲漏感測器等，其中該等感測器裝置可藉由導線或無線網路被耦接於管理控制器等。又，該等可聯結的片件會使安裝較容易，此可改良其處理並減少安裝和更換成本。例如，該電源、壓力及/或訊號組件可在安裝之前被預先設立和測試，此會減少人力成本，能避免浪費、超過的導線長度、及損害，並可較能調適來供更換、修理、及升級等。

圖5示出一依據一例之圖3的系統之前視圖。該電子模組290係被示為閘片伺服器590。該等電子模組290可另擇地包含一托盤的伺服器匣。該前視圖亦示出一模組化電源匣520置設靠近於該等閘片伺服器590，能透過一在該等閘片伺服器590背面的介面來提供電力至該等閘片伺服器590。該介面能由該模組化電源匣520將電力分配至該等閘片伺服器590。該等模組化電源匣520係示出一組可聯結的電源模組之一例。該等模組化電源匣520可更包含電源阻斷器及/或感測器等連接於控制器以管理該等電源供應器。

圖6示出一依據一例之圖3的模組化計算系統300之後視圖。該模組化設施總成100包含液體冷卻模組261等具有一第一組整合的乾斷接配件665。例如，該等乾斷接配件可包含一散熱器能與該等電子模組290，即閘片伺服器590等配接，而使該散熱器會接收來自該等電子模組290的熱，並使用一流體或液體由該等液體冷卻模組261移除熱。例如，該液體可經由一被示於該液體冷卻模組261之頂部的液體供應線463進入該液體冷卻模組261中，其在圖6中係被示為一直列。該液體可經由該等液體冷卻模組261被散佈在供應管道中，其會帶送該液體通過該散熱器來移除該熱，然後經由回流管道來移除該加熱的液體。由該等回流管道中，該液體可藉被示於該液體冷卻模組261之底部的液體回流線465來被由該液體冷卻模組261移除。該液體冷卻模組261可包含閥661、液體阻斷器662、流量及壓力計663、及/或溫度感測器664等。

為配接該等液體冷卻模組261，該電子機殼會接收一組電子模組290具有一第二組整合的乾斷接冷卻配件等。該第一組整合的整合的乾斷接配件665和該第二組整合的乾斷接冷卻配件能配接。例如，該二組配件可以互相對置齊平來促進其間的熱移轉。或者，該等乾斷接冷卻配件可包含一公構件及一母構件被形成能與另一者配接並在其間移轉熱。又，如後於圖8~9所示，該等流體冷卻模組261可使用具有冷板的盲配連接器取代一乾斷接配件665來連接。

該模組化計算系統300可更包含一顯示器632或視覺指示器，譬如一移除請求按鈕636來協調連接於該模組化計算系統300之模組的移除和更換。例如，可能有一移除請求按鈕636設在一或多個模組上及/或該顯示器632上和對應的移除請求中及核准指示器634上，以供用於各個模組化設施總成100。

圖7示出一依據另一例之模組化計算系統300的方塊圖。該模組化計算系統包含一模組化設施總成100，一電子機殼310，及一連接總成780。該模組化設施總成100包含一電源模組120，一網路模組140，及一冷卻模組160。該電子機殼310能收納一電子模組290，並將該電子模組290連接於該電源模組120、網路模組140、和冷卻模組160。該連接總成780包含一電源連接器130來可互換地連接該電源模組130和該電子模組290，及一網路連接器150來可互換地連接該網路連接器150和該電子模組290，及一冷卻連接器170來可互換地將該冷卻連接器170連接於該電子模組290。

圖8~9示出依據一例之圖7的系統之示意圖。一電子模組290係被示出。該電子模組290包含該電源連接器130、該網路連接器150、及該冷卻連接器170。該設施會提供替代組件的方便交換，以使該模組化計算系統300可調變大小並減少佈署時間。該設施亦會增加該系統在安裝、修理及/或升級時的可調適性。

該電源連接器130被示為一直流電源供應器832及一控制器834。該直流電源供應器832能提供電力至該電子模組290及/或其它組件，譬如該等風扇866，其會提供空氣冷卻。例如，該電源連接器130可包含高電壓直流配線及/或電源迴路等安全地納裝於該電源模組120內。該電源連接器130可更包含一控制器834來管理該直流電源供應器832。

該電子模組290包含該網路連接器150被示為光纖纜線951和連接器850等，其可被用來形成該等連接物。該網路連接器150可藉預先建立網路模組140並將其置於一網路連接器150或殼體中而來保護該等纖細的光纖。例如，圖8~9示出該網路連接器150為一浮動式光連接器850。該等光連接器包含一公光連接器會連接於一容室，其係為一母連接器。該等光纖纜線951和織物可被納裝於光容室940中。且，該等光纖纜線951可被捲辮來提供冗餘度。

該冷卻連接器170包含一液體連接器271及一空氣連接器276。該液體連接器271連接於一液體冷卻模組261。該液體連接器271會配接該液體冷卻模組261與該電子模組290。該液體連接器271包含一盲配連接器。例如，該盲配連接器可包含一不滴閥873連接於各該供應盲配連接器872 和該回流盲配連接器874。該不滴閥873會與該液體冷卻模組261的液體供應器262和液體回流器264配接。

該空氣連接器276會連接於一空氣冷卻模組。該空氣連接器276能配接該空氣冷卻模組與該電子模組290。該空氣連接器276包含一盲配連接器。

本揭露已被使用其舉例之非限制性詳細說明來描述，且無意要限制本揭露的範圍。應請瞭解針對一例所述的特徴及/或操作亦可用於其它之例，且並非本揭露的所有各例皆具有在一特定圖中所示或針對一例所述的全部該等特徴及/或操作。所述之例的變化將會發生於該專業人士。又，該”包含”、”包括”、”具有”等措詞及它們的配應用語，當使用於本揭露及/或申請專利範圍中時，應意為”包括但不必然限制於”。

請注意某些上述之例可能包含結構，結構的行為或細節，及動作等，其對本揭露可能不是必要的，而是意要作為舉例。所述的結構和行為等係可被以等同者替代，其會執行相同的功能，即使該等結構或行為是不同的，而如該技術中所習知者。因此，本揭露的範圍係僅由申請專利範圍中所用的元件和限制等來界限。