專利名稱：多處理器系統(tǒng)之機殼隔間結(jié)構(gòu)的制作方法
多處理器系統(tǒng)之機殼隔間結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于機殼隔間架構(gòu)，特別是一種多處理器系統(tǒng)之機殼隔間架構(gòu)。背景技術(shù)：
機殼空間的安排對于計算系統(tǒng)而言一直是一重要的問題。通常而言，物理 硬件架構(gòu)決定機殼的空間安排。且相對于機殼需求而提供必要的操作支持予涉 及計算系統(tǒng)之全部電子單元及模塊。因此，精心設(shè)計的硬件架構(gòu)往往伴隨一相 符的機殼，其具有優(yōu)良的隔間架構(gòu)。針對一多處理器系統(tǒng)，其具有設(shè)置于復(fù)數(shù)印刷電路板上之處理器而言，傳 統(tǒng)電子包圍的設(shè)計需要一復(fù)雜且昂貴的內(nèi)部機殼，具有許多線路電纜在其中， 以提供操作的支持予電子組件。而對于不同輸入/輸出裝置及儲存單元的需求， 包含為散熱而增加空氣流動之熱交換，更增加了系統(tǒng)設(shè)計上的復(fù)雜性。整個系 統(tǒng)的復(fù)雜程度增加了，并且在某些情況下限制住了機殼各方面及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的外 觀設(shè)計選擇。 一例為提供中央內(nèi)連結(jié)板的困難。由于在組合的機殼中存取困難 或無法存取，先前技術(shù)中大部份背板及中板的設(shè)計無法適用。另一例為由于替 換了系統(tǒng)的不同部分造成阻礙，亦無法提供各種組件足夠的散熱及氣流。除此 之外， 一旦若需安裝很多各種功能卡，滿足冷卻、機能性及硬件的穩(wěn)定性的各 方面需求將更困難。而對高階系統(tǒng)而言，彈性是另一項重要的議題?；旧?，在硬件架構(gòu)方面，有兩個主要因素用以決定結(jié)構(gòu)的走向或一計算 系統(tǒng)的使用。首先是物理的隔間方法，決定計算系統(tǒng)的硬件組件在次系統(tǒng)板中 如何被分隔配置。擴充卡及開關(guān)板的使用亦為常見的。另一則為在這些次系統(tǒng) 板間的連接形式。硬件組件的物理隔間方法及次系統(tǒng)板的連接形式皆影響著散 熱的執(zhí)行及硬件的穩(wěn)定。雖然理論上較多的次系統(tǒng)板分隔開來，將會有較高度 的系統(tǒng)彈性。然而物理分隔仍然受限于實際的硬件功能。機殼隔間需要提供空間以容納這些板及卡，具有依據(jù)可安裝或可使用的開 口，并同時產(chǎn)生內(nèi)部通道已允許板、卡、甚至電纜線間的聯(lián)系。此外，散熱設(shè) 計在整體上亦為一重要的需求。如圖1A及圖1B所示，在一叢集系統(tǒng)機殼IO中的前端設(shè)置復(fù)數(shù)主板(母板) 11。機殼10被分隔為一主板隔間P10、 一風(fēng)扇隔間Pll、 一電源隔間P12及一
預(yù)備隔間P13。機殼10中后端之下半部(電源隔間P12)設(shè)置一個或多個電源 供應(yīng)器12，其具有專用風(fēng)扇；然而，電源供應(yīng)器，在下方之電源供應(yīng)器仍為主 要氣流之阻礙，該主要氣流產(chǎn)生自在上方的數(shù)個主要風(fēng)扇13。由于氣流必須透 過小風(fēng)扇通過電源供應(yīng)器12，透過電源供應(yīng)器之流動率常小于主要風(fēng)扇13。因 此，處理器110設(shè)置于主板隔間P10的上部。在此簡單系統(tǒng)中，主板ll可透過 主板隔間P10之前側(cè)向內(nèi)/向外滑動，故其僅在前側(cè)可使用或可安裝。通常主板 隔間PIO已預(yù)定取出孔或開口以讓使用者手觸及內(nèi)部。圖2A及圖2B為一八路系統(tǒng)，其具有二堆棧主板隔間P20、 P21;四風(fēng)扇隔 間P22; —硬盤隔間P23及一電源隔間P24。具專用系統(tǒng)內(nèi)存211之四處理器210 設(shè)置于二堆棧處理器板21之每一個上。在二處理器板21之間，二系統(tǒng)總線卡 22透過連接器212用以板對板連接。此類的系統(tǒng)因為其硬件架構(gòu)，明顯的為上 側(cè)可使用或可安裝的。工程師必須自主板隔間P20移去上方處理器板21以拔取 下方之處理器板21及在主板21間(？原文似f冇誤？)中二系統(tǒng)總線卡22。圖3A及圖3B顯示另一八路系統(tǒng)3，其包含設(shè)置于基板32上之四個雙處理 器卡3h透過數(shù)邊緣連接器34與基板32接合之一輸入/輸出板33。此相同的 機殼隔間架構(gòu)包含一處理器隔間P31、 一輸入/輸出隔間P32、 二風(fēng)扇隔間P33、 一硬盤隔間P34及一電源隔間P35。四處理器卡31中每一個皆兩兩相對，并具 有一個或多個風(fēng)扇35設(shè)置在四處理器卡的每一對間。擴充卡331、輸入/輸出器 332及橋式芯片333位于輸入/輸出板33上。散熱問題在此類「平面」系統(tǒng)為風(fēng) 扇35尺寸相對較小，需要高轉(zhuǎn)速以有效帶走熱量。然而，風(fēng)扇速度較高會產(chǎn)生 較多噪音。此外，雖然此系統(tǒng)整體上具有二或三可使用/可安裝側(cè)邊(二長邊及 上側(cè))，散熱、可安裝及穩(wěn)定性問題在額外的功能卡(圖中未示)增加于系統(tǒng)架 構(gòu)中時將仍發(fā)生。當(dāng)有大量擴充卡或功能卡的需求時，機殼隔間將變的較為復(fù)雜。如果額外 的功能卡安排于機殼之長的方向(接著雙處理器板31之方向)，系統(tǒng)將需要有 一額外的隔間，并具有一異常的平面、長的結(jié)構(gòu)。此外，有效散熱的氣流路徑 將會過長。如果額外功能卡被安排于寬之方向(平行于擴充卡331)，在輸入/ 輸出板33上之線路長度將會過長以符合總線通訊需求。加上如硬盤等障礙單元 的安排，結(jié)構(gòu)將變的非常復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明基本上提供一理想的機殼隔間架構(gòu)予像叢集系統(tǒng)之一多處理 器系統(tǒng)。在本發(fā)明之一實施例中， 一機殼之隔間架構(gòu)以設(shè)置一多處理器系統(tǒng)主要包
含一節(jié)點隔間、 一擴充隔間及一功能隔間。節(jié)點隔間位于機殼之中段部位，用 以容納垂直縱向設(shè)置之復(fù)數(shù)處理器板。擴充隔間位于節(jié)點隔間之后，以容納垂 直縱向設(shè)置之復(fù)數(shù)擴充板。以及功能隔間位于機殼前段部位，較低于節(jié)點隔間 以及擴充隔間，以容納由下向上垂直縱向設(shè)置之復(fù)數(shù)功能卡。在本發(fā)明的實施例中，多處理器系統(tǒng)之一底板面朝上并設(shè)置于節(jié)點隔間及 擴充隔間上，以允許處理器板及擴充卡連結(jié)于其上。此外， 一功能板面朝下， 設(shè)置與底板前緣邊對邊相連接，以允許功能卡向下縱向設(shè)置于功能板之底面上。在本發(fā)明之實施例中，節(jié)點隔間越過而達(dá)到功能隔間之上方。在本發(fā)明之實施例中，此架構(gòu)更包含一主要空間及一次要空間，分別提供 一專用氣流；其中主要空間包含節(jié)點隔間及擴充隔間，而次要空間包含功能隔 間。在一些例子中，主要空間更包含一主要風(fēng)扇隔間，位于節(jié)點隔間前方，以 容納一個或多個主要系統(tǒng)風(fēng)扇。主要空間可更包含一儲存隔間，位于節(jié)點隔間 之后并在擴充隔間上方，以容納數(shù)硬盤。另一方面來說，次要隔間可更包含一 次要風(fēng)扇隔間，位于功能隔間之后，以容納一個或多個輔助系統(tǒng)風(fēng)扇。在某些 狀況下，次要空間可更包含一電源隔間，位于次要風(fēng)扇隔間之后，以容納一些 電源供應(yīng)器。為對本發(fā)明的目的、構(gòu)造特征及其功能有進(jìn)一步的了解，茲配合附圖詳細(xì) 說明如下
圖1A為先前技術(shù)中一叢集系統(tǒng)之硬件架構(gòu)之示意圖 圖1B為依圖1A之一機殼隔間架構(gòu)之示意2A為先前技術(shù)中一八路系統(tǒng)之硬件架構(gòu)之示意圖 圖2B為依圖2A之一機殼隔間架構(gòu)之示意圖 圖3A為先前技術(shù)中另一八路系統(tǒng)之硬件架構(gòu)之示意圖 圖3B為依圖3A之一機殼隔間架構(gòu)之示意4A為本發(fā)明之一多處理器系統(tǒng)之機殼隔間架構(gòu)之一實施例之示意圖 圖4B為依圖4A之一機殼隔間架構(gòu)之示意5A為本發(fā)明之一機殼隔間架構(gòu)之機殼隔間架構(gòu)之一實施例之示意5B為依圖5A之一機殼隔間架構(gòu)之示意圖
具體實施方式為達(dá)到一多處理器系統(tǒng)之明顯可使用、可安裝及散熱能力，依本發(fā)明提供 在一些硬件限制下之以隔間為目的之機殼設(shè)計。請參閱圖4A及圖4B。依照本發(fā)明之一實施例， 一機殼40之隔間架構(gòu)主要 包含一節(jié)點隔間P411、 一擴充隔間P412及一功能隔間P421。此隔間架構(gòu)被專 門設(shè)計予顯示于圖4B之具復(fù)數(shù)板及許多卡之一多處理器系統(tǒng)。此所稱之「隔間」 系指定義為一機殼之內(nèi)部空間，且不具有操作結(jié)構(gòu)上之限制。多處理器系統(tǒng)主要包含一機殼40、 一底板41、復(fù)數(shù)處理器板42、復(fù)數(shù)擴充 卡43、 一功能板44及復(fù)數(shù)功能卡45、 46。此外，節(jié)點隔間P411位于機殼40之中段部位，以容納垂直縱向設(shè)置之處 理器板42。擴充隔間P412位于節(jié)點隔間P411之后，用以容納垂直縱向設(shè)置之 擴充板。以及功能隔間P421位于機殼40之前段部位，并較低于節(jié)點隔間以及 擴充隔間。功能隔間P421主要容納由下向上垂直縱向設(shè)置之功能卡45、 46。為方便說明，機殼40之物理結(jié)構(gòu)在圖中被省略。機殼40包含必要的架構(gòu) 或機箱以提供穩(wěn)定的機械支撐予底板41、處理器板42、擴充卡43、功能板44、 功能卡45、 46及其他電子配件，亦即所謂的隔間。為提供多向的配置或可使用， 必要的開口及相關(guān)的滑動模塊也己預(yù)先決定予機殼40。底板41水平設(shè)置于機殼40之后方較低部位并面朝上。即底板41位于節(jié)點 隔間P411及擴充隔間P412之上。底板41主要包含復(fù)數(shù)系統(tǒng)連接器410 (例如 FCI Airmax連接器)在其前段部位以與在節(jié)點隔間P411中之處理器板42連結(jié)。 復(fù)數(shù)前緣連接器411 (例如FCI Airmax連接器)位于底板41底之前緣，用以 邊對邊連接底面41及功能板44。在另-方面，底面41是與功能卡44邊對邊相 連接。在底板41后段部位設(shè)置復(fù)數(shù)擴充連接器412 (例如PC I-Express連接器) 以在擴充隔間P412內(nèi)允許擴充卡43插入其中。在本實施例中，底板41基本上 為整個硬件系統(tǒng)的主體。幾乎每一其他的單元或模塊皆直接或間接連接于底板 41。底板41之使用方向可為側(cè)邊(左或右)或后側(cè)。其首先被設(shè)置于機殼40 內(nèi)并最后成為可用的。在某些情況下，底板41可設(shè)置于一滑動盤上以利于配置。此外，節(jié)點隔間P411可超過而達(dá)到功能隔間P421之上方。即底板41可為 較短的，并使部分處理器板42超過底板41之前緣而達(dá)到開關(guān)板44之上方。此 設(shè)計將縮短節(jié)點隔間P411或底板41之長度并保留空間予功能板44或功能隔間 P421，因此實現(xiàn)一理想空間安排及一緊密的架構(gòu)。在節(jié)點隔間P411中，每一處理器板42主要包含二處理器420、二內(nèi)存421、
一橋式芯片423 (例如北橋芯片或南橋芯片)及一基板管理控制器424 (BMC， Baseboard Management Controller)。數(shù)個底緣連接器425 (例如FCI Airmax 連接器)設(shè)置于處理器板42之底緣，以連接系統(tǒng)連接器41Q，并垂直坐落于底 板41上。處理器板42可從上側(cè)裝配/卸除或具可使用或可安裝性。某些滑動盤 模塊(圖中未示)可被用于每一處理器板42。在某些情況中，此五個處理器板 運作如同一主節(jié)點及四運算節(jié)點?；旧希跀U充隔間P412中，擴充卡43設(shè)置平行于處理器板42。在本實 施力中這些擴充卡43可由上側(cè)或后側(cè)可使用或可安裝性的加以配置。在一些情 況中，擴充卡為網(wǎng)絡(luò)卡(例如無線網(wǎng)卡或以太卡)、聲卡或繪圖卡。擴充卡可能 插入擴充連接器412于設(shè)置底板41進(jìn)入機殼40前。在節(jié)點隔間P411及功能隔間P421間，功能板44面朝下設(shè)置，并透過位于 其后緣底面之后緣連接器441 (如FCI Airmax連接器)連接于底板之前緣連接 器411 。復(fù)數(shù)功能連接器442亦被設(shè)置于功能板44之底面以連接復(fù)數(shù)功能卡45、 46。受到連接方向的限制，功能板44從前方可使用或可安裝性的配置。在功能隔間P421中，功能卡45、 46設(shè)置平行于處理器板42或擴充板43。 在本實施例中，功能卡45、 46可從底側(cè)可使用或可安裝性的配置。在一些情況， 功能卡為網(wǎng)絡(luò)卡(例如無線網(wǎng)卡或以太卡)、聲卡或繪圖卡。當(dāng)然功能卡45、 46 可插入功能連接器442于連接功能板44及底板41之前。如上所揭露之機殼隔間架構(gòu)提供一多向、具可使用即可安裝性予一多處理 器系統(tǒng)。此架構(gòu)可需要一散熱系統(tǒng)以提供兩氣流； 一予節(jié)點隔間P411及擴充隔 間P412，另一予功能隔間P421。如果功能隔間P421位于節(jié)點隔間P411之前(隔間之次序為功能一節(jié)點一 擴充)，即功能板44面朝上設(shè)置，功能卡45、 46垂直縱向座落，整體之長度將 太長以有效的散熱。同時，倘若功能隔間P421位于擴充隔間P412之后(隔間次序為節(jié)點一擴 充一功能)，即功能板44設(shè)置于緊鄰底板41后緣，在處理器板42及功能卡45、 46間之通訊路徑將太長以執(zhí)行高速數(shù)據(jù)傳輸速度的需求；此架構(gòu)也具有整體長 度過長及散熱問題。如果功能隔間P421位于緊鄰節(jié)點隔間P411之一側(cè)邊(左側(cè)或右側(cè))，即功 能板44設(shè)置緊鄰底板41之一側(cè)邊，并使功能卡45、 46成一直線水平于擴充卡 43，通訊路徑可不會過長。但散熱解決對功能板44及功能卡45、 46將是困難 的。理論上，額外的風(fēng)扇將需要專用提供散熱氣流予功能隔間P421。此外，其 他模塊或單元的安排，例如硬盤或電源供應(yīng)器可能成為功能卡45、 46的散熱障礙。如果隔間維持相同但功能板44及底板41連結(jié)如同一板，此系統(tǒng)將因無法允許功能卡變更項目而缺乏彈性。因此，此所揭露之隔間機殼以及整個系統(tǒng)之方法亦提供一達(dá)到硬件性能、 具可使用、彈性及散熱能力之理想架構(gòu)。請參閱圖5A及圖5B，為本發(fā)明之另一實施例，針對一完整多處理器系統(tǒng)提 供一理想的架構(gòu)。其主要單元維持如圖4A及圖4B所示，包含具有底板41、處 理器板42、擴充卡43、功能板44及功能卡45、 46之節(jié)點隔間P411、擴充隔間 P412及功能隔間P421。此呈現(xiàn)的架構(gòu)包含具有專用散熱氣流的二空間。 一主要空間P41位于上方， 其包含一主要風(fēng)扇隔間P413、節(jié)點隔間P412、儲存隔間P414及擴充隔間P412。 節(jié)點隔間P411主要位于主要空間P41之中段部位。主要風(fēng)扇隔間P413位于節(jié) 點隔間P411前方，以容納系統(tǒng)風(fēng)扇470。儲存隔間P414位于節(jié)點隔間P411之 后，并在擴充隔間P412之上方，以容納復(fù)數(shù)硬盤49。一次要空間P42位于下方(或位于主要空間之上)，包含功能隔間P421、次 要風(fēng)扇隔間P422及電源隔間P423。功能隔間P421主要位于次要空間P42之前 段部位。次要風(fēng)扇隔間P422位于功能隔間P421之后，以容納輔助系統(tǒng)風(fēng)扇471。 又電源隔間P423位于次要風(fēng)扇隔間P422之后，以容納復(fù)數(shù)電源供應(yīng)器48。二氣流之一由主要風(fēng)扇隔間P413中之主要系統(tǒng)風(fēng)扇470產(chǎn)生，并通過主要 空間P41之每一隔間。另一氣流由次要風(fēng)扇隔間P422中之輔助系統(tǒng)風(fēng)扇471所 產(chǎn)生，并通過次要空間P42之每一隔間。至于相關(guān)的硬件配置，主要系統(tǒng)風(fēng)扇470之選擇可為一較大尺寸之風(fēng)扇、 或四較小之風(fēng)扇；可設(shè)置于底板41之前方及功能板44之上方。 一個或多個系 統(tǒng)風(fēng)扇470可由上側(cè)或側(cè)邊可使用或可被配置的配置。復(fù)數(shù)硬盤49可安裝于擴充卡43之上方，并可保留足夠的空間在硬盤49之 下以供上方氣流流通。在某種情況下，無須保留空間因擴充卡43是主要的熱源。 處理器420可設(shè)置于處理器板42之較低部位以與前述之預(yù)留空間及/或擴充卡 43排列成一直線。^€盤49亦可從上側(cè)或后側(cè)可使用或可安裝的配置。輔助系統(tǒng)風(fēng)扇471 (可能具有較小尺寸)設(shè)置在底板41之下方，并位于功 能卡45、 46及電源供應(yīng)器48之間。如果功能卡45、 46及擴充卡43產(chǎn)生不同 量的熱，該些產(chǎn)生較多熱的卡可被安排于上方氣流通道中，即主要空間P41。具 有專用風(fēng)扇之復(fù)數(shù)電源供應(yīng)器48可安裝于底板41后段部位之下。如果功能卡 45、 46產(chǎn)生較少的熱度，電源供應(yīng)器之專用風(fēng)扇及較小的輔助系統(tǒng)風(fēng)扇將提供
足夠的氣流。輔助系統(tǒng)風(fēng)扇471可從底側(cè)或側(cè)邊可使用或可安裝的配置。關(guān)于電源供應(yīng) 器48，通常后側(cè)已足供其設(shè)置。總之，圖5A及圖5B顯示具雙路徑冷卻之一隔間架構(gòu)，符合一多處理器系 統(tǒng)的硬件架構(gòu)。此不僅提供彈性、可使用及可安裝性，且亦達(dá)到一理想散熱能 力。
權(quán)利要求
1.一種機殼隔間架構(gòu)，用以設(shè)置一多處理器系統(tǒng)，包含一主要空間，包含一節(jié)點隔間及一擴充隔間，該節(jié)點隔間位于該主要空間之中段部位，以容納垂直縱向設(shè)置之復(fù)數(shù)處理器板，該擴充隔間位于該節(jié)點隔間之后，以容納垂直縱向設(shè)置之復(fù)數(shù)擴充板；及一次要空間，位于主要空間之下，包含一功能隔間，該功能隔間位于該次要空間之前段，以容納由上而下垂直縱向設(shè)置之復(fù)數(shù)功能卡。
2. 如請求項1之機殼隔間架構(gòu)，其特征在于該多處理器系統(tǒng)之一底板面朝上， 并設(shè)置于該節(jié)點隔間及該擴充隔間下方，以供該處理器板及該擴充卡連接于 其上。
3. 如請求項2之機殼隔間架構(gòu)，其特征在于一功能板面朝下，設(shè)置與該底板前 緣邊對邊相連接，以供該功能卡在該功能板之底面向下縱向設(shè)置。
4. 如請求項1之機殼隔間架構(gòu)，其特征在于該節(jié)點隔間超出而達(dá)到該功能隔間之上方。
5. 如請求項1之機殼隔間架構(gòu)，其特征在于該主要空間具有一專用氣流。
6. 如請求項l之機殼隔間架構(gòu)，其特征在于該次要空間亦具有另一專用氣流。
7. 如請求項1之機殼隔間架構(gòu)，其特征在于該主要空間更包含一主要風(fēng)扇隔間， 位于該節(jié)點隔間之正前方，以容納至少一主要系統(tǒng)風(fēng)扇。
8. 如請求項1之機殼隔間架構(gòu)，其特征在于該主要空間更包含一儲存隔間，位 于該節(jié)點隔間之后，并于該擴充隔間上方，以容納復(fù)數(shù)硬盤。
9. 如請求項1之機殼隔間架構(gòu)，其特征在于該次要空間更包含一次要風(fēng)扇隔間， 位于該功能隔間之后，以容納至少一輔助系統(tǒng)風(fēng)扇。
10. 如請求項9之機殼隔間架構(gòu)，其特征在于該次要空間更包含一電源隔間，位 于該次要風(fēng)扇隔間之后，以容納復(fù)數(shù)電源供應(yīng)器。
全文摘要
本發(fā)明針對一多處理器系統(tǒng)之機殼，提供符合彈性、可使用性及可安裝性之機殼隔間架構(gòu)。此機殼隔間架構(gòu)主要包含一節(jié)點隔間，一擴充隔間及一功能隔間。節(jié)點隔間位于機殼之中段部位，主要用以容納垂直縱向設(shè)置之復(fù)數(shù)處理器板；擴充隔間位于節(jié)點隔間之后側(cè)，主要用可容納垂直縱向設(shè)置之復(fù)數(shù)擴充板；及功能隔間，位于機殼前段部位并低于節(jié)點隔間及擴充隔間，主要用以容納由下而上垂直縱向設(shè)置之復(fù)數(shù)功能卡。
文檔編號G06F1/18GK101126949SQ20071009629
公開日2008年2月20日 申請日期2007年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月16日
發(fā)明者平井智則, 寵 李, 鐘志明 申請人:泰安電腦科技(上海)有限公司;泰安電腦科技股份有限公司