TWI482001B - 伺服器及伺服器機架系統 - Google Patents

Description

伺服器及伺服器機架系統

本發明是有關於一種伺服器，且特別是有關於一種機架伺服器系統。

伺服器係為網路系統中服務各電腦之核心電腦，可提供網路使用者需要之磁碟與列印服務等功能，同時也可供各用戶端彼此分享網路環境內之各項資源。伺服器之基本架構和一般之個人電腦大致相同，是由中央處理器(CPU)、記憶體(Memory)及輸入/輸出(I/O)設備等部件所組成，並由匯流排(Bus)在內部將其連接起來，透過北橋晶片連接中央處理器和記憶體，而透過南橋晶片連接輸入/輸出支架等。伺服器按機箱結構來說大約經歷了三個演變過程：從早期之塔式機箱到強調集中性能之機架式、再到高密度計算方式之刀片伺服器。

在此以機架伺服器為例，機架伺服器是一種外觀按照統一標準設計的伺服器，配合機櫃統一使用。可以說機架式是一種優化結構的塔式伺服器，它的設計宗旨主要是為了盡可能減少伺服器空間的佔用。很多專業網路設備都是採用機架式的結構，其多為扁平式，就如同抽屜一般。例如交換機、路由器、硬體防火牆這些。機架伺服器的寬度為19英寸，高度以U為單位(1U=1.75英寸=44.45毫米)，通常有1U，2U，3U，4U，5U，7U幾種標準的伺服器。

機櫃的尺寸也是採用通用的工業標準，通常從22U到42U不等。機櫃內按U的高度有可拆卸的滑動拖架，用戶可以根據自己伺服器的標高靈活調節高度，以存放伺服器、集線器、磁片陣列櫃等網路設備。伺服器機箱擺放好後，它的所有纜線全部從機櫃的後方引出，統一安置在機櫃的線槽中，一般貼有標號，便於管理。

隨著資訊科技及雲端技術的發展，伺服器所消耗的能量以及維持伺服器設備正常運作所需的散熱等成本急劇上升。因此如何實現伺服器的高密度佈置，以節省配置空間並降低散熱等成本，為當前重要的課題。

本發明提供一種伺服器，能容置多個主機板模組，提高佈置密度。

本發明提供一種伺服器機架，適於容置上述之伺服器，並藉由電源集中供應模組同時對多個伺服器供電。

本發明提出一種伺服器機架系統，包括機架、伺服器及電源集中供應模組。伺服器組裝於機架內。電源集中供應模組從機架外獲取電源並將電源分配給伺服器。伺服器包括機箱、主機板模組及電連接器模組。機箱具有容置空間、第一開口及相對第一開口的第二開口。主機板模組並排配置於容置空間內，且主機板模組的前端鄰近第二開口。電連接器模組具有電源分配電路，設置於第一開口並與主機板模組電性連接。當伺服器組裝於機架時，電連接 器模組與電源集中供應模組電性連接。電連接器模組能夠從電源集中供應模組獲取電源，並由電源分配電路分為與主機板模組數量對應的多路至主機板模組。

本發明提出一種伺服器，適於組裝於機架內，機架包括電源集中供應模組。電源集中供應模組從機架外獲取電源並將電源分配給伺服器。伺服器包括機箱、主機板模組及電連接器模組。機箱具有容置空間、第一開口及相對第一開口的第二開口。主機板模組並排配置於容置空間內，且主機板模組的前端鄰近第二開口。電連接器模組具有電源分配電路，設置於第一開口並與主機板模組電性連接。當伺服器組裝於機架時，電連接器模組與電源集中供應模組電性連接，以從電源集中供應模組獲取電源並由電源分配電路分為與主機板模組數量對應的多路至主機板模組。

在本發明之一實施例中，伺服器更包括轉接板，轉接板對應主機板模組設置於容置空間內，電連接器模組藉由轉接板與主機板模組電性連接。

在本發明之一實施例中，上述之電連接器模組包括第一電連接器及第二電連接器。第一電連接器設置於電連接器模組相對於機箱的外側，第一電連接器適於與電源集中供應模組電性連接。第二電連接器設置於電連接器模組相對於機箱的內側並對應地與主機板電性連接。電源分配電路設置於電連接器模組內且電性連接於第一電連接器和第二電連接器，以將第一電連接器輸入的電源分配至第二電連接器。

在本發明之一實施例中，上述之電連接器模組更包括功耗計算電路，設置於電源分配電路上，功耗計算電路能夠計算第一電連接器輸入的電源功率以及由第二電連接器輸出至主機板模組的電源功耗，並將計算結果輸出至機架管理模組。

在本發明之一實施例中，上述之主機板模組包括托盤及主機板。主機板的第一側具有電連接端子，相對於第一側的第二側具有輸入/輸出埠。輸入/輸出埠設置於托盤上並可隨托盤自第二開口插入機箱或從機箱抽出。當托盤插入機箱後，主機板之電連接端子連接對應的轉接板，機箱之第二開口能夠暴露主機板的輸入/輸出埠。

基於上述，本發明之伺服器機架系統，其設置在機架的電源集中供應模組，能夠從機架外獲取電源並將電源分配給設置於機架內的多個伺服器。而每一個伺服器其機箱內能夠容置多個主機板模組，且這些主機板模組能夠與單一的電連接器模組連接，電連接器模組能夠從電源集中供應模組獲取電源，並依據機箱內主機板模組的數量，分成多個供電線路至每個主機板模組，使得本發明之伺服器機架系統內的伺服器內的主機板模組設置佈置密度能夠更高，以節省配置空間。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1A為本發明之一實施例之伺服器機架系統的示意圖。圖1B為圖1A之伺服器的立體圖。圖2為圖1B之伺服器移除一上殼體之後的俯視圖。為清楚繪示伺服器100與伺服器機架系統10之間的配置關係，僅繪示出部分的伺服器100安裝於機架11的情形，但機架11的層數及樣式不以此為限制。請參考圖1A至圖2，本實施例之伺服器機架系統10，包括機架11、伺服器100及電源集中供應模組12。伺服器100組裝於機架11內。電源集中供應模組12從機架11外獲取電源並將電源分配給伺服器100。

伺服器100包括機箱110、主機板模組120及電連接器模組130。機箱110具有容置空間S、第一開口116及相對第一開口116的第二開口118。主機板模組120並排配置於容置空間S內，且主機板模組120的前端鄰近第二開口118。電連接器模組130具有電源分配電路132，且設置於第一開口116內並與主機板模組120電性連接。當伺服器100組裝於機架11時，電連接器模組130與電源集中供應模組12電性連接，以從電源集中供應模組12獲取電源並由電源分配電路分為與主機板模組120數量對應的多路至主機板模組120。

本實施例之伺服器機架系統100，其設置在機架11的電源集中供應模組12，能夠從機架11外獲取電源並將電源分配給設置於機架11內的多個伺服器100。而每一個伺服器100能夠容置多個主機板模組120，且這些主機板模組120能夠與單一的電連接器模組130連接，電連接器模 組130能夠從電源集中供應模組12獲取電源，並依據機箱110內主機板模組120的數量，分成多個供電線路至每個主機板模組120，使得本發明之伺服器機架系統內100的伺服器100內的主機板模組120設置佈置密度能夠更高，以節省配置空間。

請繼續參考圖2，在本實施例中，伺服器之機箱110的內部，還包括多個轉接板140(圖示繪示為兩個)，轉接板140對應主機板模組120設置於容置空間S內，電連接器模組130藉由轉接板140與主機板模組120電性連接。詳細地說，本實施例之轉接板140的數量與主機板模組120的數量相同。因此，機箱110內的轉接板140數量決定了伺服器100中可容置的主機板模組120數量。

電連接器模組130包括第一電連接器134及多個第二電連接器136。第一電連接器134設置於電連接器模組130相對於機箱110的外側，第一電連接器134適於與電源集中供應模組12電性連接。第二電連接器136設置於電連接器模組130相對於機箱110的內側並對應地與主機板模組130電性連接。電源分配電路132設置於電連接器模組130內且電性連接於第一電連接器134和第二電連接器136，以將第一電連接器134輸入的電源分配至這些第二電連接器134。所述之第一電連接器134及第二電連接器136例如是設置在一基板138上。基板138可以依設計需求為印刷電路板(PCB)或是軟性電路板(FPC)的設計。第一電連接器134及第二電連接器136的形式例如是一塢連接器 (Docking Connector)，塢連接器為一多腳位(pin)的連接器，本發明在此不限定基板的形式、電連接器的形式及腳位數目。此外，在本實施例中，電連接器模組130更包括功耗計算電路139，設置於電源分配電路132上，功耗計算電路139能夠計算第一電連接器134輸入的電源功率以及由第二電連接器136輸出至主機板模組120的電源功耗，並將計算結果輸出至機架管理模組。

在圖2中，所述之伺服器100具有兩個並列的主機板模組120。在伺服器100的機箱110內，其容置空間S具有一容置寬度W1。每一個主機板模組120具有一模組寬度W2，模組寬度W2小於或等於容置寬度W1的一半。因此，主機板模組120能夠組裝在容置空間S內。此外，在本發明其他未繪示的實施例中，在機箱110的容置空間S內，更可具有多個導軌或凸肋，使得主機板模組120能夠依靠滑入機箱內組裝。

圖3A為圖2之主機板模組的示意圖。請繼續參考圖1B至圖3，主機板模組120包括托盤122及主機板124。主機板124的第一側124a具有電連接端子126，相對於第一側124a的第二側124b具有輸入/輸出埠128。輸入/輸出埠128設置於托盤122上並可隨托盤122自第二開口118插入機箱110或從機箱110抽出。當托盤128插入機箱110後，主機板124之電連接端子126連接對應的轉接板140，機箱110之第二開口118能夠暴露主機板124的輸入/輸出埠128。換言之，這些主機板124上的輸入/輸出埠128填 滿了第二開口118，這些多個輸入/輸出埠128例如是DVI等信號傳輸插槽。

此外，在主機板模組120之托盤122上，更可依伺服器100的設計需求設置多電子零件150。在圖3A中，主機板模組120之電子零件150包括了多個硬碟152、發熱元件154及介面卡156。硬碟152設置於主機板模組120中靠近第一側124a的位置，硬碟152例如是大型尺寸的硬碟(LFF)。在托盤122上，設置多發熱元件154，這些發熱元件154例如是中央處理器(CPU)或是記憶體晶片。在主機板模組120靠近第二側124b的位置，設置了多個介面卡156或是硬碟152，介面卡156例如是窄板形式的顯示卡(Low Profile,LP card)，介面卡156設置於靠近第二側124b，使得介面卡156的輸入/輸出埠128能夠被機箱110的第二開口118暴露，讓使用者便於操作。

此外，因為主機板124上承載多個發熱元件154，為了避免發熱元件154溫度過高造成損壞，第一電路板124上更設置多個散熱鰭片158，協助將發熱元件154導引至伺服器100外。在伺服器機架系統10更可設置多個風扇協助降溫。然而，本發明在此不限制主機板模組120上的電子零件150配置情形。以下將再舉一實施例，介紹不同實施例的電子零件配置的情形。

圖3B為本發明另一實施例之主機板模組的示意圖。在圖3B之電子零件250中，設置在主機板模組220的第一側224a的硬碟252，例如是小型尺寸硬碟(SFF)或是固 態硬碟(SSD)的其中之一。主機板224上的發熱元件254、散熱鰭片258及介面卡256的位置也與圖3A雖有所不同，但皆能應用於本發明之伺服器100中。本發明在此不限制托盤上的電子零件的配置情形。

綜上所述，本發明之伺服器機架系統，其設置在機架的電源集中供應模組，能夠從機架外獲取電源並將電源分配給設置於機架內的多個伺服器。而每一個伺服器其機箱內能夠容置多個主機板模組，且這些主機板模組能夠與單一的電連接器模組連接，電連接器模組能夠從電源集中供應模組獲取電源，並依據機箱內主機板模組的數量，分成多個供電線路至每個主機板模組。此外，電連接器模組的第一電連接器及第二電連接器，更可藉由功耗計算電路計算以控制電源分配電路調配自第一電連接器送至第二電連接器的電源。本發明之伺服器機架系統內的伺服器內的主機板模組設置佈置密度能夠更高，以節省配置空間。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧伺服器機架系統

11‧‧‧機架

12‧‧‧電源集中供應模組

100‧‧‧伺服器

110‧‧‧機箱

116‧‧‧第一開口

118‧‧‧第二開口

120、220‧‧‧主機板模組

122‧‧‧托盤

124、224‧‧‧主機板

124a、224a‧‧‧第一側

124b‧‧‧第二側

126‧‧‧電連接端子

128‧‧‧輸入/輸出埠

130‧‧‧電連接器模組

132‧‧‧電源分配電路

134‧‧‧第一電連接器

136‧‧‧第二電連接器

138‧‧‧基板

139‧‧‧功耗計算電路

140‧‧‧轉接板

150、250‧‧‧電子零件

152、252‧‧‧硬碟

154、254‧‧‧發熱元件

156、256‧‧‧介面卡

158、258‧‧‧散熱鰭片

S‧‧‧容置空間

W1‧‧‧容置寬度

W2‧‧‧模組寬度

圖1A為本發明之一實施例之伺服器機架系統的示意圖。圖1B為圖1A之伺服器的立體圖。

圖2為圖1B之伺服器移除一上殼體之後的俯視圖。

圖3A為圖2之主機板模組的示意圖。

圖3B為本發明另一實施例之主機板模組的示意圖。

100‧‧‧伺服器

116‧‧‧第一開口

120‧‧‧主機板模組

122‧‧‧托盤

124‧‧‧主機板

124a‧‧‧第一側

124b‧‧‧第二側

126‧‧‧電連接端子

130‧‧‧電連接器模組

132‧‧‧電源分配電路

134‧‧‧第一電連接器

136‧‧‧第二電連接器

138‧‧‧基板

139‧‧‧功耗計算電路

140‧‧‧轉接板

S‧‧‧容置空間

W1‧‧‧容置寬度

W2‧‧‧模組寬度

Claims (10)

1. 一種伺服器機架系統，包括：一機架；多個伺服器，組裝於該機架內；一電源集中供應模組，從該機架外獲取電源並將電源分配給該些伺服器；其中各該伺服器包括：一機箱，具有一容置空間、一第一開口及相對該第一開口的一第二開口；多個主機板模組，並排配置於該容置空間內，且每一該主機板模組的一前端鄰近該第二開口；以及一電連接器模組，具有一電源分配電路，設置於該第一開口並與該些主機板模組電性連接，其中，當各該伺服器組裝於該機架時，該電連接器模組與該電源集中供應模組電性連接，該電連接器模組能夠從該電源集中供應模組獲取電源，並由該電源分配電路分為與該些主機板模組數量對應的多路至該些主機板模組。
2. 如申請專利範圍第1項所述之伺服器機架系統，其中該些伺服器更包括多個轉接板，該些轉接板對應該些主機板模組設置於該容置空間內，該電連接器模組藉由該些轉接板與該些主機板模組電性連接。
3. 如申請專利範圍第1項所述之伺服器機架系統，其中該電連接器模組包括：一第一電連接器，設置於該電連接器模組相對於該機 箱的外側，該第一電連接器適於與該電源集中供應模組電性連接；多個第二電連接器，設置於該電連接器模組相對於該機箱的內側並對應地與該些主機板模組電性連接；其中，該電源分配電路設置於該電連接器模組內且電性連接於該第一電連接器和該些第二電連接器，以將該第一電連接器輸入的電源分配至該些第二電連接器。
4. 如申請專利範圍第3項所述之伺服器機架系統，其中該電連接器模組更包括一功耗計算電路，設置於該電源分配電路上，該功耗計算電路能夠計算該第一電連接器輸入的電源功率以及由各該第二電連接器輸出至各該主機板模組的電源功耗，並將計算結果輸出至一機架管理模組。
5. 如申請專利範圍第2項所述之伺服器機架系統，其中各該主機板模組包括：一托盤；一主機板，一第一側具有一電連接端子，相對於該第一側的一第二側具有多個輸入/輸出埠，該些輸入/輸出埠設置於該托盤上並可隨該托盤自該第二開口插入該些機箱或從該些機箱抽出；其中，當該些托盤插入該些機箱後，該些主機板之該些電連接端子連接對應的該些轉接板，該些機箱之該些第二開口能夠暴露該些主機板的該些輸入/輸出埠。
6. 一種伺服器，適於組裝於一機架內，該機架包括一電源集中供應模組，該電源集中供應模組從該機架外獲取 電源並將電源分配給該些伺服器，該伺服器包括：一機箱，具有一容置空間、一第一開口及相對該第一開口的一第二開口；多個主機板模組，並排配置於該容置空間內，且每一該主機板模組的一前端鄰近該第二開口；以及一電連接器模組，具有一電源分配電路，設置於該第一開口並與該些主機板模組電性連接，其中，當各該伺服器組裝於該機架時，該電連接器模組與該電源集中供應模組電性連接，以從該電源集中供應模組獲取電源並由該電源分配電路分為與該些主機板模組數量對應的多路至該些主機板模組。
7. 如申請專利範圍第6項所述之伺服器，更包括多個轉接板，該些轉接板對應該些主機板模組設置於該容置空間內，該電連接器模組藉由該些轉接板與該些主機板模組電性連接。
8. 如申請專利範圍第6項所述之伺服器，其中該電連接器模組包括：一第一電連接器，設置於該電連接器模組相對於該機箱的外側，該第一電連接器適於與該電源集中供應模組電性連接；多個第二電連接器，設置於該電連接器模組相對於該機箱的內側並對應地與該些主機板模組電性連接；其中，該電源分配電路設置於該電連接器模組內且電性連接於該第一電連接器和該些第二電連接器，以將該第 一電連接器輸入的電源分配至該些第二電連接器。
9. 如申請專利範圍第8項所述之伺服器，其中該電連接器模組更包括一功耗計算電路，設置於該電源分配電路上，該功耗計算電路能夠計算該第一電連接器輸入的電源功率以及由各該第二電連接器輸出至各該主機板模組的電源功耗，並將計算結果輸出至一機架管理模組。
10. 如申請專利範圍第6項所述之伺服器，其中各該主機板模組包括：一托盤；一主機板，一第一側具有一電連接端子，相對於該第一側的一第二側具有多個輸入/輸出埠，該些輸入/輸出埠設置於該托盤上並可隨該托盤自該第二開口插入該些機箱或從該些機箱抽出；其中，當該些托盤插入該些機箱後，該些主機板之該些電連接端子連接對應的該些轉接板，該些機箱之該些第二開口能夠暴露該些主機板的該些輸入/輸出埠。