TWI601002B - 伺服器 - Google Patents

Description

伺服器

本發明係關於一種伺服器，特別是一種針對符合非揮發性記憶體標準(Non-Volatile Memory Express，NVMe) 的儲存裝置的伺服器。

由於高速串列電腦擴展匯流排(PCIe)具有點對點串列連接的特性，不需要向整個匯流排請求帶寬，因此可以提供較佳的傳輸速率和質量。隨著高速串列電腦擴展匯流排(PCIe)的快速發展，各家廠商積極地推出PCIe儲存裝置。然而，不同廠商所推出的PCIe儲存裝置，其外型尺寸、驅動程式及PCIe規格都不盡相同，導致了PCIe儲存裝置的適應性問題。為了改善上述PCIe儲存裝置適應性的問題，在各大廠商的參與之下，衍生出了非揮發性記憶體標準(NVMe)，其係針對基於PCIe的固態儲存器(Solid State Disk, SSD)而發展出來的標準。透過非揮發性記憶體標準，可以使PCIe固態儲存器對於各作業平台具有良好的適應性。因此，在這樣的背景之下，提供一種高精密度的符合非揮發性記憶體標準(NVMe)的儲存型伺服器係為一重要的趨勢。

本發明在於提供一種伺服器，具備高精密、支援大容量儲存裝置且易拆卸的儲存型伺服器。

依據本發明之一實施例所揭露的伺服器，包含主板、多個第一擴展模組、多個第二擴展模組、多個第三擴展模組及管理控制板。主板具有第一端與相對於第一端的第二端，以及第一平面與相對於第一平面的第二平面。主板包含多個硬體連接部，設置於第一平面上且介於第一端與第二端之間。主板通過硬體連接部，與多個硬體元件連接。主板更包含多個第一連接器、多個第二連接器與多個第三連接器。多個第一擴展模組，設置於第二端且於第一平面。每一第一擴展模組具有第一乙太連接部、第一插接器與多個第一連接埠。每一第一擴展模組通過多個第一連接器其中之一耦接第一插接器連接至主板。第一連接埠用以連接外部第一服務器。多個第二擴展模組，設置於第二端且於第一平面。每一第二擴展模組具有第二插接器與多個第二連接埠，用以連接外部第二服務器。每一第二擴展模組通過多個第二連接器其中之一耦接第二插接器連接至主板。多個第三擴展模組，設置於第二端且於第一平面，每一第三擴展模組具有第三插接器，且通過多個第三連接器其中之一耦接第三插接器連接至主板。管理控制板設置於第二端且於第二平面，具有多個第二乙太連接部。多個第一擴展模組彼此互不相鄰，多個第二擴展模組彼此互不相鄰，且多個第三擴展模組彼此互不相鄰。

綜上所述，本發明所揭露的伺服器，係通過主板上的高密度的硬體連接部，連接多個硬體元件(例如固態硬碟、傳統硬碟或是其他種類的儲存裝置)，並利用通過插接於主板的多個第一擴展模組、多個第二擴展模組與多個第三擴展模組，達到伺服器的運作。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參照圖1，圖1係依據本發明之一實施例所繪示的伺服器內部架構圖。如圖1所示，伺服器1包含主板10、多個第一擴展模組101~105、多個第二擴展模組111~112、多個第三擴展模組121~123及管理控制板130。主板10具有第一端E1、相對於第一端E1的第二端E2、第一平面S1與相對於第一平面S1的第二平面S2。請一併參照圖1與圖2，圖2係依據本發明之一實施例所繪示的主板的俯視圖。如圖2所示，主板10包含多個硬體連接部HC。多個硬體連接部HC位於第一平面S1上且介於第一端E1與第二端E2之間。於一實施例中，主板10通過第一平面S1上的多個硬體連接部HC，與多個硬體元件連接。於一實施例中，所述的多個硬體元件係為多個硬碟。

於一個例子中，硬碟係為傳統硬碟(Hard Disk Drive, HDD)或是符合非揮發性記憶體標準(NVMe)的固態硬碟(Solid State Disk, SSD)。於實務上，硬碟通過第一平面S1上的硬體連接部HC，與主板10上的其他裝置或模組進行數據的傳輸，而硬碟的數量係依據實際需求作調整。於一實施例中，僅有固態硬碟被佈置在主板10上。於一實施例中，僅有傳統硬碟被佈置在主板10上。於另一實施例中，傳統硬碟與固態硬碟係被混合地佈置在主板10上。例如，部分的硬體連接部HC連接傳統硬碟，另一部分的硬體連接部HC連接固態硬碟。

請一併參照圖1及圖3，圖3係依據本發明之一實施例所繪示的伺服器後視圖。如圖1所示，多個第一擴展模組101~105設置於主板10的第二端E2且於第一平面S1。如圖3所示，第一擴展模組101~105個別具有第一乙太連接部1011、1021、1031、1041及1051。多個第一擴展模組101~105可以通過個別的第一乙太連接部，與外部的乙太網路相連接。而除了第一乙太連接部之外，於圖3的實施例中，第一擴展模組101具有八個第一連接埠1011~1018，而多個第一擴展模組102~105與第一擴展模組101具有相同數量的第一連接埠。多個第一擴展模組101~105上分別具有的八個第一連接埠係用以連接外部第一服務器，以進行數據的傳輸。

於一個實際的例子中，每個第一連接埠可以提供四條PCIE信號傳輸通道，也就是說，第一擴展模組101~105個別具有三十二條PCIE信號傳輸通道。每一條PCIE信號傳輸通道的傳輸速率為8Gb/s，因此第一擴展模組101~105均具有的傳輸速率為256Gb/s。也就是說，本發明的伺服器1藉由所配置的第一擴展模組101~105，可以傳輸龐大的數據量。第一擴展模組101~105之間在傳輸數據的過程中，不會相互干擾。上述實施例中第一擴展模組101~105具有的第一連接埠的數量僅係作為舉例說明，本發明並不以此為限。而於其他實施例中，伺服器1包含更多的第一擴展模組，本發明不以第一擴展模組的數量為限。於一實施例中，多個硬體連接部HC被劃分成五組，分別受控於第一擴展模組101~105。

如圖1與圖3所示，多個第二擴展模組111~112設置於主板10的第二端E2，且位於第一平面S1。第二擴展模組111具有四個第二連接埠1111~1114，第二擴展模組112與第二擴展模組111具有相同數量的第二連接埠，第二連接埠均係用以連接外部第二服務器。於一實施例中，主板10可以通過硬體連接部連接多個固態硬碟，而這多個固態硬碟被劃分成兩組，分別受控於第二擴展模組112與第二擴展模組111，以進行數據的傳遞。

如圖1所示，多個第三擴展模組121~123設置於主板10的第二端E2，且位於第一平面S1。設置多個第三擴展模組121~123的主要目的係在於預留擴展的空間。使用者可以依據實際的需求，通過多個第三擴展模組121~123，自行插接不同種類的PCIE擴充卡。如圖3所示，在結構上，多個第一擴展模組101~105彼此互不相鄰，多個第二擴展模組111~112彼此互不相鄰，多個第三擴展模組121~123彼此互不相鄰。在運作上，多個第一擴展模組101~105、多個第二擴展模組111~112及多個第三擴展模組121~123均可以獨自運作，而不受其他擴展模組的影響。例如，伺服器1運作時，只啟動第一擴展模組101與第二擴展模組111，其餘的擴展模組保持關閉狀態。於一實施例中，除了預留擴展的空間之外，多個第三擴展模組121~123更預留了供電連接埠，用以提供電能。要注意的是，相較於圖1，圖3所示的多個第一擴展模組101~105、多個第二擴展模組111~112及多個第三擴展模組121~123係具有外殼包覆。而圖1中的多個第一擴展模組101~105、多個第二擴展模組111~112及多個第三擴展模組121~123係不具有外殼包覆。

如圖1所示，管理控制板130設置於主板10的第二端E2且於第二平面S2。請參照圖4，圖4係依據本發明之一實施例所繪示的管理控制板的示意圖。如圖4所示，管理控制板130具有多個第二乙太連接部131~133。於一實施例中，第二乙太連接部131連接至主板10的交換器晶片，通過乙太網路遠程監控，主控裝置(host)可以對伺服器1發送儲存指令。第二乙太連接部131連接至週邊設備管理控制器(Peripheral Management Controllers, PMC)，用以監控多個第一擴展模組101~105、多個第二擴展模組111~112、多個第三擴展模組121~123的即時動態。第二乙太連接部133連接基板管理控制器(Baseboard Management Controller, BMC)，可以外接投影顯示或進行基本輸入輸出系統(BIOS)的管理。

於一實施例中，第一擴展模組101~105個別具有第一插接器，第二擴展模組111~112個別具有第二插接器，第三擴展模組121~123個別具有第三插接器。又如圖2所示，主板10上更包含有多個第一連接器20~28、多個第二連接器30~31與多個第三連接器40~42。每個第一擴展模組101~105通過多個第一連接器20~28其中之一耦接第一插接器連接至主板10。每個第二擴展模組111~112通過多個第二連接器30~31其中之一耦接第二插接器連接至主板10。每個第三擴展模組通過多個第三連接器40~42其中之一耦接第三插接器連接至主板10。

舉例來說，請參照圖5，圖5係依據本發明之一實施例所繪示的伺服器分解示意圖。如圖5所示，第一擴展模組101具有第一插接器C1，第二擴展模組111具有第二插接器C2，第三擴展模組121具有第三插接器C3。主板10上的第一連接器20、第二連接器30與第三連接器40分別耦接第一擴展模組101的第一插接器C1、第二擴展模組111的第二插接器C2與第三擴展模組121的第三插接器C3。以一個具體的例子來說，當使用者需要在主板10上擴充時，使用者將第一擴展模組101的第一插接器C1耦接至主板10上的第一連接器20，進而將第一擴展模組101連接於主板10。同樣地，當使用者不需要第一擴展模組101時，使用者也可以輕易地將第一擴展模組101自主板10上移除。於另一個例子中，如圖5所示，第二連接器30與第三連接器40亦可以分別對應地耦接於主板10上的第二連接器30與第三連接器40。

請回到圖2，於一實施例中，如圖2所示，伺服器1包含多個第一接腳組201~205、多個第二接腳組301~302與多個第三接腳組401~403，均位於主板10上。每一個第一接腳組201~205用以導向並固設多個第一擴展模組101~105其中之一。每一個第二接腳組301~302用以導向並固設多個第二擴展模組111~112其中之一。每一個第三接腳組401~403用以導向並固設多個第三擴展模組121~123其中之一。舉例來說，第一接腳組201用以將第一擴展模組101導向並固定於主板10上。第二接腳301用以將第二擴展模組111導向並固定於主板10上。第三接腳401用以將第三擴展模組121導向並固定於主板10上。於一個實際的例子中，請一併參照圖2與圖5，第一接腳組201、第二接腳組301與第三接腳組401均係為孔洞結構。第一擴展模組101、第二擴展模組111與第三擴展模組121分別具有凸起的腳位P1、P2與P3，可以對應地插入所述的孔洞結構。通過腳位P1、P2與P3分別與第一接腳組201、第二接腳組301與第三接腳組401的接合，以達到導向且固定的效果。於上述例子中，為了方便說明，因此僅以第一擴展模組101、第二擴展模組111與第三擴展模組121來作舉例說明。然而，所屬領域具有通常知識者可以推知，其餘的第一擴展模組102~105、第二擴展模組112與第三擴展模組122~123也可以通過相同的方式，而達到導向且固定於主板10上的效果。

於一實施例中，除了提供導向與固定的作用之外，多個第一接腳組201~205、多個第二接腳組301~302與多個第三接腳組401~403更用以提供電源。每個第一接腳組201~205提供電源至多個第一擴展模組101~105其中之一，每個第二接腳組301~302提供電源至多個第二擴展模組111~112其中之一，每個組第三接腳組401~403提供電源至多個第三擴展模組121~123其中之一。舉例來說，第一接腳組201對應地提供電源至第一擴展模組101。第二接腳組301對應地提供電源至第二擴展模組111。第三接腳組401對應地提供電源至第三擴展模組121。

於一實施例中，如圖2所示，伺服器1包含處理器PR，位於主板10的第二端E2且位於第一平面S1，對應於第三擴展模組121~123其中之一。舉例來說，如圖2所示，處理器PR設置於第三接腳組402的孔洞結構之間，對應第三擴展模組122。於其他實施例中，處理器係設置於第三接腳組401的孔洞結構之間或第三接腳組403的孔洞結構之間，分別對應第三擴展模組121或第三擴展模組123。於實務上，處理器PR上方具有散熱片HS。散熱片HS係為導熱性佳、質量輕且易加工的金屬(鋁或銅)所組成。於一個例子中，散熱片HS通常係貼附於發熱的表面(例如主板10)，用以提供系統散熱的功能，以提升系統運作的穩定性。若是系統運作時產生高溫，更可以藉由增加散熱片HS的散熱面積，以提供更高的散熱效率。

請一併參照圖1、圖3與圖6，圖6係依據本發明之一實施例所繪示的伺服器的外觀示意圖。如圖3與圖6所示，伺服器1包含多個風扇F1~F5、多個第一電源模組501~502與多個第二電源模組503~504。多個風扇F1~F5位於主板10的E1第一端且位於第一平面S1且個別具有第四插接器。風扇F1~F5通過個別的第四插接器耦接主板10的多個第四連接器50~54其中之一，如圖1所示。舉例來說，風扇F1所具有的第四插接器C4可以耦接至主板10的第四連接器50，使得風扇F1連接至主板10。多個第一電源模組501~502與多個第二電源模組503~504均位於主板10的第二端E2且位於第二平面S2。如圖3與圖5所示，多個第一電源模組501~502位於管理控制板130的第一側。多個第二電源模組503~504位於管理控制板130的第二側。第二側係相對於第一側。第一電源模組501~502個別具有第五插接器，且通過個別的第五插接器耦接主板10的多個第五連接器60~61其中之一。第二電源模組503~504個別具有第六插接器，且通過個別的第六插接器耦接主板10的多個第六連接器62~63其中之一。舉例來說，第一電源模組502通過第五插接器C5耦接主板10的第五連接器60。第二電源模組504通過第六插接器C6耦接主板10的第六連接器63。於一實施例中，當多個第一電源模組501~502與多個第二電源模組503~504其中至少任意兩者正常供電時，伺服器1正常運作。

具體來說，只要第一電源模組501、第一電源模組502、第二電源模組503或第二電源模組504其中的任兩個可以正常地提供電能，伺服器1便可以正常地運作。以一個實際的例子來說，假設第一電源模組501與第二電源模組503因毀損而無法供電，而第一電源模組502與第二 電源模組504正常供電。此時，伺服器1仍然可以僅通過第一電源模組502與第二電源模組504所提供的電能，維持正常的運作。

於一實施例中，多個第一擴展模組101~105、多個第二擴展模組111~112與多個第三擴展模組121~123包含多個指示燈。多個指示燈係設置於主板10的第二端E2且位於第一平面S1。這些指示燈係用以指示硬體元件的狀態。以一個例子來說，當硬體元件(例如傳統硬碟或固態硬碟)通過硬體連接部連接於主板10且受控於第一擴展模組101時，第一擴展模組101的指示燈顯示硬體元件的運作狀態。舉例來說，如圖3所示，第一擴展模組101包含指示燈L1，當硬體元件在傳輸數據時發生異常，第一擴展模組101可得知硬體元件的異常狀態，而驅使指示燈L1顯示紅色燈號。使用者可以通過所顯示的紅色燈號，得知目前硬體元件的運作狀態係為異常。

綜合以上所述，本發明所揭露的伺服器，可以通過高密度佈置的硬體連接部，連接多個硬體元件(例如固態硬碟)，再通過插接於主板的多個第一擴展模組、多個第二擴展模組與多個第三擴展模組，達到伺服器的運作。本發明的伺服器係可以支援大量的儲存裝置(例如符合非揮發性記憶體標準(NVMe)的固態硬碟)，且通過模塊化的方式，降低伺服器中信號走線的複雜度。且本發明的伺服器的元件可以簡易地拆裝，而不需要其他工具的輔助，達到便利的目的。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1‧‧‧伺服器

10‧‧‧主板

101~105‧‧‧第一擴展模組

111~112‧‧‧第二擴展模組

121~123‧‧‧第三擴展模組

130‧‧‧管理控制板

1011~1018‧‧‧第一連接埠

1111~1114‧‧‧第二連接埠

1011、1021、1031、1041、1051‧‧‧第一乙太連接部

131~133‧‧‧第二乙太連接部

E1‧‧‧第一端

E2‧‧‧第二端

S1‧‧‧第一平面

S2‧‧‧第二平面

C1‧‧‧第一插接器

C2‧‧‧第二插接器

C3‧‧‧第三插接器

C4‧‧‧第四插接器

C5‧‧‧第五插接器

C6‧‧‧第六插接器

20~28‧‧‧第一連接器

30~31‧‧‧第二連接器

40~42‧‧‧第三連接器

50~54‧‧‧第四連接器

60~61‧‧‧第五連接器

62~63‧‧‧第六連接器

201~205‧‧‧第一接腳

301~302‧‧‧第二接腳

401~403‧‧‧第三接腳

P1、P2、P3‧‧‧腳位

PR‧‧‧處理器

HS‧‧‧散熱片

F1~F5‧‧‧風扇

501、502‧‧‧第一電源模組

503、504‧‧‧第二電源模組

HC‧‧‧硬體連接部

L1‧‧‧指示燈

圖1係依據本發明之一實施例所繪示的伺服器內部架構圖。 圖2係依據本發明之一實施例所繪示的主板的俯視圖。 圖3係依據本發明之一實施例所繪示的伺服器後視圖。 圖4係依據本發明之一實施例所繪示的管理控制板的示意圖。 圖5係依據本發明之一實施例所繪示的伺服器的分解示意圖。 圖6係依據本發明之一實施例所繪示的伺服器的外觀示意圖。

1‧‧‧伺服器

10‧‧‧主板

101~105‧‧‧第一擴展模組

111~112‧‧‧第二擴展模組

121~123‧‧‧第三擴展模組

130‧‧‧管理控制板

F1‧‧‧風扇

E1‧‧‧第一端

E2‧‧‧第二端

S1‧‧‧第一平面

S2‧‧‧第二平面

C4‧‧‧第四插接器

50~54‧‧‧第四連接器

Claims (7)

1. 一種伺服器，包含：一主板，具有一第一端與相對於該第一端的一第二端，以及一第一平面與相對於該第一平面的一第二平面，該主板包含多個硬體連接部，設置於該第一平面上且介於該第一端與該第二端之間，該主板通過該些硬體連接部，與多個硬體元件連接，該主板更包含多個第一連接器、多個第二連接器與多個第三連接器；多個第一擴展模組，設置於該第二端且於該第一平面，每一該第一擴展模組具有一第一乙太連接部，一第一插接器與多個第一連接埠，每一該第一擴展模組通過該些第一連接器其中之一耦接該第一插接器連接至該主板，該些第一連接埠用以連接外部一第一服務器；多個第二擴展模組，設置於該第二端且於該第一平面，每一該第二擴展模組具有一第二插接器與多個第二連接埠，每一該第二擴展模組通過該些第二連接器其中之一耦接該第二插接器連接至該主板，該些第二連接埠用以連接外部一第二服務器；多個第三擴展模組，設置於該第二端且於該第一平面，每一該第三擴展模組具有一第三插接器，且通過該些第三連接器其中之一耦接該第三插接器連接至該主板；一管理控制板，設置於該第二端且於該第二平面，具有多個第二乙太連接部；多個第一接腳組，每一該第一接腳組用以導向並固設該些第一擴展模組其中之一； 多個第二接腳組，每一該第二接腳組用以導向並固設該些第二擴展模組其中之一；以及多個第三接腳組，每一該第三接腳組用以導向並固設該些第三擴展模組其中之一；其中該些第一擴展模組彼此互不相鄰，該些第二擴展模組彼此互不相鄰，且該些第三擴展模組彼此互不相鄰。
2. 如請求項1所述的伺服器，其中每一該第一接腳組提供電源至該些第一擴展模組其中之一，每一該第二接腳組提供電源至該些第二擴展模組其中之一，每一該第三接腳組提供電源至該些第三擴展模組其中之一。
3. 如請求項1所述的伺服器，更包含：一處理器，位於該主板的該第二端且位於該第一平面，對應於該些第三擴展模組其中之一。
4. 如請求項1所述的伺服器，更包含：多個風扇，每一該風扇具有一第四插接器，該些風扇位於該主板的該第一端且位於該第一平面，每一該風扇通過該第四插接器耦接該主板的多個第四連接器其中之一；多個第一電源模組，每一該第一電源模組具有一第五插接器，該些第一電源模組位於該主板的該第二端且位於該第二平面，且位於該管理控制板的一第一側，每一該第一電源模組通過該第五插接器耦接該主板的多個第五連接器其中之一；以及 多個第二電源模組，每一該第二電源模組具有一第六插接器，該些第二電源模組位於該主板的該第二端且位於該第二平面，且位於該管理控制板的一第二側，該第二側相對於該第一側，每一該第二電源模組通過該第六插接器耦接該主板的多個第六連接器其中之一。
5. 如請求項4所述的伺服器，其中當該些第一電源模組與該些第二電源模組其中至少任意兩者正常供電，該伺服器正常運作。
6. 如請求項1所述的伺服器，其中該些硬體元件係多個硬碟。
7. 如請求項6所述的伺服器，其中該些第一擴展模組、該些第二擴展模組與該些第三擴展模組包含多個指示燈，該些指示燈設置於該主板的該第二端且位於該第一平面，用以指示該些硬體元件的狀態。