TWI779496B - 可擴充主機、擴充模組以及運算裝置 - Google Patents

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Abstract

一種運算裝置，包括一可擴充主機以及一擴充模組。可擴充主機包括一主機殼體、一主機電路板、一運算單元以及一電力單元，其中主機殼體形成有一開口；主機電路板配置於主機殼體內且形成有一插槽，插槽對位於開口；運算單元配置於主機電路板上；電力單元配置於主機殼體內且電性連接於主機電路板。擴充模組包括一擴充殼體、一擴充電路板以及一擴充單元，其中擴充電路板穿設於擴充殼體且包括一插接部，插接部突出於擴充殼體的外側；擴充單元配置於擴充殼體內且電性連接於擴充電路板，且擴充單元包括一處理器。

Description

可擴充主機、擴充模組以及運算裝置
本發明提供一種可擴充主機、擴充模組以及運算裝置，且特別是關於一種可自由插接及分離的可擴充主機、擴充模組以及包括上述可擴充主機與擴充模組的運算裝置。
電腦是在生活領域以及工業用途上相當常見的一種電子用品。一般而言，電腦包括殼體、對指令進行運算處理的運算單元、提供特定效能的擴充單元以及提供上述各單元運作電力的電力單元等等，且運算單元、擴充單元以及電力單元均配置於同一殼體內。然而，當使用者對於運算性能或硬體規格的需求改變時，原有的殼體有可能無法容納因性能或規格變更而對應改變尺寸的各種單元，導致需要更換整組電腦從而降低使用上的彈性。除此之外，當產線在運作時，如果需要對部份元件進行檢測或維護，則需要將整台電腦停機或自產線上移出，進而使整條產線擱置並產生巨大的經濟損失。
發明人遂竭其心智悉心研究，進而研發出一種可自由插接及分離的可擴充主機、擴充模組以及運算裝置，以期達到提高使用彈性以及維持產線運作能力的效果。
本發明提供一種可擴充主機，包括一主機殼體、一主機電路板、一運算單元以及一電力單元。主機殼體形成有一開口；主機電路板配置於主機殼 體內且形成有一插槽，且插槽對位於開口；運算單元配置於主機電路板上；電力單元配置於主機殼體內且電性連接於主機電路板。
在一實施例中，可擴充主機還包括一導引部，其中導引部配置於主機殼體內且連接於開口並朝插槽延伸。
在一實施例中，上述的插槽包括一第一匯流排以及一第二匯流排，第一匯流排以及第二匯流排的其中之一電性連接於運算單元，第一匯流排以及第二匯流排的另一者電性連接於電力單元，且第二匯流排的寬度大於第一匯流排。
在一實施例中，上述的運算單元為一中央處理器。
除此之外，本發明還提供一種擴充模組，擴充模組包括一擴充殼體、一擴充電路板以及一擴充單元。擴充電路板穿設於擴充殼體且包括一插接部，其中插接部與擴充電路板為一體成型且突出於擴充殼體的外側；擴充單元配置於擴充殼體內且電性連接於擴充電路板，其中擴充單元包括一處理器。
在一實施例中，上述的插接部包括一第一端子以及一第二端子，第一端子以及第二端子的其中之一用以傳遞資料訊號，第一端子以及第二端子的另一者用以傳遞電力，且第二端子的寬度大於第一端子。
在一實施例中，擴充模組還包括一擴充運算單元，其中擴充運算單元配置於擴充殼體內且電性連接於擴充電路板。
在一實施例中，擴充模組還包括一擴充單元托架，其中擴充單元托架配置於擴充殼體內且固設或滑設於擴充電路板上，且擴充單元安裝於擴充單元托架上。
在一實施例中，上述的擴充單元為一顯示卡。
除此之外，本發明還提供一種運算裝置，包括上述的可擴充主機以及擴充模組，其中插接部透過開口選擇性地插接於插槽。
在一實施例中，運算裝置還包括一安裝架，其中安裝架固設於可擴充主機以及擴充模組且包括一固定部，且固定部相對於主機殼體以及擴充殼體突出。
藉此，本發明的可擴充主機以及擴充模組可透過插接部、開口以及插槽自由地插接或分離，因此當使用者需要不同規格的擴充單元時僅需將不同的擴充模組更換插上即可運作，大幅提高了使用上的彈性。另一方面，本發明的運算裝置包括上述的可擴充主機以及擴充模組，當生產過程中需要對擴充模組的元件進行檢測或維護時，可將擴充模組單獨自可擴充主機上卸下並維持可擴充主機的運作，使得產線能夠持續從而減少損失。
為讓本發明的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。
1:運算裝置
100:可擴充主機
110:主機殼體
112:開口
120:主機電路板
122:插槽
122a:第一匯流排
122b:第二匯流排
124:鎖固件
130:運算單元
140:電力單元
150:散熱單元
160:導引部
200:擴充模組
210:擴充殼體
220:擴充電路板
222:插接部
222a:第一端子
222b:第二端子
230:擴充單元
240:擴充單元托架
250:擴充運算單元
260:擴充散熱單元
300:安裝架
310:固定部
A:區域
D1、D2、D3:方向
X-X、Y-Y:剖面
圖1為本發明的運算裝置的一實施例的立體示意圖。
圖2為圖1中的可擴充主機的前視示意圖。
圖3為圖2沿著X-X剖面的剖視示意圖。
圖4為圖3中區域A的放大示意圖。
圖5為圖1中的擴充模組的側視示意圖。
圖6為圖5沿著Y-Y剖面的剖視示意圖。
圖7為圖1的運算裝置的各個元件組裝時的示意圖。
有關本發明之前述及其它技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚地呈現。值得一提的是，以下實施例所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明，而非對本發明加以限制。此外，在下列的實施例中，相同或相似的元件將採用相同或相似的標號。
請參考圖1，圖1為本發明的運算裝置的一實施例的立體示意圖。本實施例的運算裝置1例如是一個人電腦或一工業用電腦，且包括一可擴充主機100以及一擴充模組200，其中可擴充主機100以及擴充模組200可自由地插接及分離。較佳地，運算裝置1還包括一安裝架300，其中安裝架300例如是用以將可擴充主機100以及擴充模組200安裝於牆壁、機架等特定位置的一金屬板。具體而言，安裝架300固設於可擴充主機100以及擴充模組200且包括一固定部310，固定部310相對於可擴充主機100以及擴充模組200的外殼突出且形成有複數個鎖固用的孔洞，使用者可先將可擴充主機100以及擴充模組200固定於安裝架300上後，再透過螺絲或鉚釘等鎖固件穿設於固定部310上的孔洞從而將整個運算裝置1鎖固於上述的特定位置，使用上相當簡單且便利。
請參考圖2至圖4，其中圖2為圖1中的可擴充主機的前視示意圖，圖3為圖2沿著X-X剖面的剖視示意圖，而圖4為圖3中區域A的放大示意圖。如圖所示，本實施例的可擴充主機100包括一主機殼體110、一主機電路板120、一運算單元130以及一電力單元140，其中主機電路板120配置於主機殼體110內；運算單元130例如是一中央處理器(central computing unit,CPU)且配置於主機電路板120上；電力單元140例如是一電力供給單元(power supplying unit,PSU)，配置於 主機殼體110內且電性連接於主機電路板120，用以將外部電源的電力整流、變壓為適合輸入可擴充主機100的各個電子元件的電壓、電流。較佳地，可擴充主機100還包括一散熱單元150，其中散熱單元150例如是風扇及鰭片所構成的模組，配置於主機殼體110內且電性連接於電力單元140，用以將可擴充主機100的元件運作時產生的熱能逸散至主機殼體110的外部。
詳細而言，可擴充主機100可獨立運作，亦可結合擴充模組200進而具備更加強大的工作效能或運算能力。如圖2及圖3所示，主機殼體110形成有一開口112，而主機電路板120上形成有一插槽122，其中插槽122用以接收一電子元件且對位於開口112。換言之，當運算裝置1於工作環境運作時，可將擴充模組200的元件經由開口112插入可擴充主機100的插槽122，從而使可擴充主機100以及擴充模組200兩者結合並提昇工作效能或運算能力；而當使用者想要節省電力輸出或者是需要對擴充模組200的元件進行維護或檢測時，可將擴充模組200自可擴充主機100上卸除，此時可擴充主機100將獨立運作而使生產線免於擱置或停擺，進而減少經濟上的損失且省去檢測或維護整個裝置的工序。
較佳地，主機殼體110鄰近於開口112的周緣上形成有至少一鎖固孔，且開口112相對於主機殼體110具有一段差。藉此，當使用者將擴充模組200自可擴充主機100卸除時，可透過螺絲或鉚釘等鎖固件將對應開口112大小及形狀的蓋板鎖固於開口112上，如此一來可避免外部的灰塵進入主機殼體110內造成元件污染或損傷，且可提高主機殼體110外觀上的平整度。
此外，如圖2所示，插槽122包括一第一匯流排122a以及一第二匯流排122b，其中第一匯流排122a以及第一匯流排122b的寬度可以相同也可以不同，本實施例以第二匯流排122b的寬度大於第一匯流排122a為例。具體而言，由 於擴充模組200插接於插槽122的電子元件可能需要高功率的電力供給，因此可擴充主機100分別透過第一匯流排122a以及第二匯流排122b與擴充模組200的電子元件傳遞資料訊號以及電力。換言之，第一匯流排122a以及第二匯流排122b的其中之一電性連接於運算單元130，而第一匯流排122a以及第二匯流排122b的另一者電性連接於電力單元140，在本實施例中以第一匯流排122a電性連接於運算單元130，而第二匯流排122b電性連接於電力單元140為例。透過這樣的配置，當擴充模組200的電子元件插入插槽122時，可透過第一匯流排122a接收來自於運算單元130的資料訊號並加以回傳，且透過第二匯流排122b自電力單元140獲得所需的電力供給，如此一來兩種不同種類的電訊號不會互相干擾，且可提高傳輸上的效率。
更進一步而言，如圖4所示，插槽122透過一鎖固件124鎖固在主機電路板120上，其中鎖固件124例如是一鉚釘。此外，為了提供使用者將元件插入插槽122時所需的方向導引及觸感回饋，可擴充主機100還包括一導引部160，其中導引部160例如是以具有彈性的金屬板所製成的導軌，配置於主機殼體110內且連接於開口112並朝插槽122延伸。藉此，當使用者將擴充模組200的電子元件插入開口112時，電子元件的下端將會受到導引部160的抵靠從而沿著其延伸方向穩定插入插槽122，可確保插接步驟順利進行。
請參考圖5及圖6，其中圖5為圖1中的擴充模組的側視示意圖，而圖6為圖5沿著Y-Y剖面的剖視示意圖。如圖所示，本實施例的擴充模組200包括一擴充殼體210、一擴充電路板220以及一擴充單元230，其中擴充電路板220穿設於擴充殼體210；擴充單元230例如是一顯示卡且包括一圖形處理器(Graphic Processing Unit,GPU)，配置於擴充殼體210內且電性連接於擴充電路板220。較 佳地，擴充模組200還包括一擴充單元托架240，其中擴充單元托架240配置於擴充殼體210內且固設或滑設於擴充電路板220上，用以調整擴充單元230與擴充電路板220的相對位置，且擴充單元230安裝於擴充單元托架240上。
詳細而言，擴充模組200可透過將擴充電路板220的一部份插接於可擴充主機100的插槽122從而使得可擴充主機100具備更為強大的效能。如圖5及圖6所示，擴充電路板220包括一插接部222，其中插接部222突出於擴充殼體210的外側且包括一第一端子222a以及一第二端子222b，其中第一端子222a以及第二端子222b的功能以及尺寸分別對應於第一匯流排122a以及第二匯流排122b。換言之，本實施例的第一端子222a用以傳遞擴充單元230輸入及輸出的資料訊號，而第二端子222b用以傳遞擴充單元230所需的電力，且第二端子222b的寬度大於第一端子222a。當使用者將插接部222經由開口112插入插槽122時，擴充單元230可透過第二匯流排122b以及第二端子222b接收來自於電力單元140的高功率電力供給(在本實施例中可到達500W)，並透過第一匯流排122a以及第一端子222a接收來自於運算單元130的資料訊號，再經過擴充單元230內部的處理器、記憶體等電子元件運算後回傳至運算單元130，從而讓可擴充主機100具備更為強大及多樣化的效能。
除此之外，擴充模組200也可以提昇可擴充主機100的運算處理能力。具體而言，本實施例的擴充模組200還包括一擴充運算單元250以及一擴充散熱單元260，其中擴充運算單元250例如是一中央處理器且配置於擴充殼體210內，而擴充散熱單元260例如是一風扇組，且擴充運算單元250以及擴充散熱單元260電性連接於擴充電路板220。透過這樣的配置，當使用者將插接部222插接於插槽122時，擴充運算單元250以及擴充散熱單元260可接收來自於可擴充主機 100的資料訊號以及電力，從而達到輔助可擴充主機100運算以及對擴充模組200的內部元件進行散熱的功能。顯而易見地，在其它可能的實施例中，擴充運算單元250也可以替換為快取記憶體、硬碟等儲存媒介，本發明對此不加以限制。
以下將針對本實施例的運算裝置1的使用方式進行說明，請參考圖7，圖7為圖1的運算裝置的各個元件組裝時的示意圖。如圖所示，當使用者需要提高可擴充主機100的顯示效能或運算效能時，可將可擴充主機100以及擴充模組200分別沿著圖7中的第一方向D1以及第二方向D2靠近，並將擴充電路板220的插接部222經由開口112插入插槽122。待兩者完全插接並穩固結合後，再透過螺絲或鉚釘等鎖固件將安裝架300沿著第三方向D3固設於可擴充主機100以及擴充模組200。如此一來，運算單元130、電力單元140與擴充單元230分別配置於兩個獨立的殼體內，當可擴充主機100需要不同規格的擴充模組200，或是擴充模組200的內部元件需要檢測或維修時，僅需將擴充模組200自可擴充主機100卸除，即可維持產線持續運作，且賦予運算裝置1使用上更大的彈性。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，上述實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。且應注意的是，舉凡與上述實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
1:運算裝置
100:可擴充主機
200:擴充模組
300:安裝架
310:固定部

Claims (11)

  1. 一種可擴充主機，包括：一主機殼體，該主機殼體形成有一開口；一主機電路板，配置於該主機殼體內，該主機電路板上形成有一插槽，且該插槽對位於該開口；一運算單元，配置於該主機電路板上；以及一電力單元，配置於該主機殼體內且電性連接於該主機電路板。
  2. 如請求項1所述的可擴充主機，還包括一導引部，該導引部配置於該主機殼體內且連接於該開口並朝該插槽延伸。
  3. 如請求項1所述的可擴充主機，其中該插槽包括一第一匯流排以及一第二匯流排，該第一匯流排以及該第二匯流排的其中之一電性連接於該運算單元，該第一匯流排以及該第二匯流排的另一者電性連接於該電力單元，且該第二匯流排的寬度大於該第一匯流排。
  4. 如請求項1所述的可擴充主機，其中該運算單元為一中央處理器(CPU)。
  5. 一種擴充模組，包括：一擴充殼體；一擴充電路板，穿設於該擴充殼體，該擴充電路板包括一插接部，該插接部與該擴充電路板為一體成型且突出於該擴充殼體的外側；以及 一擴充單元，配置於該擴充殼體內且電性連接於該擴充電路板，且該擴充單元包括一處理器(Processing Unit)。
  6. 如請求項5所述的擴充模組，其中該插接部包括一第一端子以及一第二端子，該第一端子以及該第二端子的其中之一用以傳遞資料訊號，該第一端子以及該第二端子的另一者用以傳遞電力，且該第二端子的寬度大於該第一端子。
  7. 如請求項5所述的擴充模組，還包括一擴充運算單元，該擴充運算單元配置於該擴充殼體內且電性連接於該擴充電路板。
  8. 如請求項5所述的擴充模組，還包括一擴充單元托架，該擴充單元托架配置於該擴充殼體內且固設或滑設於該擴充電路板上，且該擴充單元安裝於該擴充單元托架上。
  9. 如請求項5所述的擴充模組，其中該擴充單元為一顯示卡。
  10. 一種運算裝置，包括：一種如請求項1至4中任一項所述的可擴充主機；以及一種如請求項5至9中任一項所述的擴充模組；其中，該插接部透過該開口選擇性地插接於該插槽。
  11. 如請求項10所述的運算裝置，還包括一安裝架，該安裝架固設於該可擴充主機以及該擴充模組且包括一固定部，且該固定部相對於該主機殼體以及該擴充殼體突出。
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