專利名稱：叢集電腦機(jī)柜及利用該機(jī)柜組裝而成的叢集電腦的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種叢集電腦機(jī)柜及利用該機(jī)柜 組裝而成的叢集電腦。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，電腦技術(shù)日新月異，工業(yè)上用計(jì)算機(jī)的要求也越來越高， 尤其是在進(jìn)行大規(guī)模的數(shù)學(xué)運(yùn)算，單個(gè)的電腦難以應(yīng)付。 一個(gè)解決方法是采用超 級(jí)電腦，但這種電腦的價(jià)格相當(dāng)高，多達(dá)上百萬元之多， 一般的用戶難以接受。 用戶的另一種解決方法是選用刀鋒型電腦，而刀鋒型電腦的機(jī)箱界面只能與該公 司生產(chǎn)的主板結(jié)合。因此，當(dāng)主板、硬盤或CPU需要升級(jí)或更換時(shí)，用戶沒有其
他選擇，只能選擇同一廠商的產(chǎn)品，故同超級(jí)電腦一樣，這種類型的電腦的成本 也很高，對(duì)一般的預(yù)算小的用戶也是不現(xiàn)實(shí)的。因此，成本低廉的叢集電腦便應(yīng) 運(yùn)而生。 一般來說，利用幾臺(tái)個(gè)人電腦或工作站，透過網(wǎng)絡(luò)來傳遞數(shù)據(jù)以及交換 邊界條件，就可以組裝叢集電腦，這種叢集電腦不僅成本低廉，解決了單機(jī)運(yùn)行 速度慢的問題，而且擴(kuò)充性也相當(dāng)令人滿意?，F(xiàn)今普遍使用的叢集電腦是將多臺(tái) 電腦堆放在一起，通過網(wǎng)絡(luò)連接的方式把每臺(tái)電腦連接起來，這種堆積的方式勢(shì) 必會(huì)占據(jù)很多的空間，，用戶需在辦公區(qū)間內(nèi)特別規(guī)劃放置這些電腦的空間。再 者，傳統(tǒng)方式的叢集需要用戶為每臺(tái)電腦的主板分別配置一臺(tái)變壓器，在系統(tǒng)工 作時(shí)，這些變壓器會(huì)產(chǎn)生大量的熱，而在過熱的環(huán)境下，叢集系統(tǒng)的運(yùn)行也不是 太穩(wěn)定?，F(xiàn)今的解決辦法是用戶專門為叢集電腦的空間規(guī)劃空調(diào)系統(tǒng)，以驅(qū)散熱 量，確保安全運(yùn)行。但額外的這個(gè)空調(diào)系統(tǒng)使得成本增加，也不符合節(jié)能降耗的 環(huán)保要求。
為此，設(shè)計(jì)人員也在這方面作不懈的努力，例如，WO/2003/103359公開的 一種安裝計(jì)算機(jī)的架式安裝系統(tǒng)，該安裝系統(tǒng)采用把多臺(tái)電腦主機(jī)裝入機(jī)架內(nèi)預(yù) 先設(shè)置的隔間內(nèi)，再利用網(wǎng)絡(luò)把每臺(tái)電腦連接起來，這種組裝方法雖然在一定程 度上減小了電腦占用的空間，但是其安裝過程非常復(fù)雜，由于機(jī)架要承受多臺(tái)電腦主機(jī)的重量，故機(jī)架必須要選擇承重能力較好的材料，這些都使成本升高。再 者，該機(jī)架采用的也是分別供電的方式，散熱問題難以解決。因此，研制一種既 不占空間、又散熱容易、運(yùn)行穩(wěn)定、成本低廉的叢集電腦勢(shì)在必行。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種在普通機(jī)柜的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的叢集 電腦機(jī)柜，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的叢集電腦系統(tǒng)占據(jù)過多空間、散熱難、維修管理 不便的缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是提供一種成本低廉，構(gòu)造簡(jiǎn)單的叢集電腦。 本實(shí)用新型的叢集電腦機(jī)柜是通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 一種叢集電腦機(jī)柜，所述的機(jī)柜包括
機(jī)柜本體，其由與地面平行設(shè)置的頂框以及一對(duì)相互相對(duì)且垂直地在所述的 頂框兩端作固定連接的邊框構(gòu)成；
散熱裝置，其設(shè)置在機(jī)柜本體的頂框上；
至少一層分層板，每一分層板的兩端垂直地與所述的邊框作可拆裝連接，而 分層板之間的間距按需要安排； 其中，所述的機(jī)柜還包括
變壓器，其包括輸入端和輸出端，所述的變壓器設(shè)在所述機(jī)柜本體的頂框上；
以及
多塊電腦主板固定板，其相互平行地安裝在所述的分層板上，而電腦主板固 定在所述的固定板上。
如上所述的叢集電腦機(jī)柜，所述的變壓器還可設(shè)置在最靠近散熱裝置的分層 板上。
較佳地，所述的每一分層板上都設(shè)有散熱孔。 較佳地，所述的變壓器輸出端設(shè)有多個(gè)輸出端子。 較佳地，所述的散熱裝置是排風(fēng)扇。 較佳地，所述的機(jī)柜頂框設(shè)有孔和槽。 實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的叢集電腦所采用的技術(shù)方案是
一種叢集電腦，該電腦包括多塊電腦主板、網(wǎng)絡(luò)連接系統(tǒng)、存儲(chǔ)器、輸入和 輸出系統(tǒng)，所述的主板上包括中央處理器、記憶體，所述的叢集電腦設(shè)置在所述的叢集電腦機(jī)柜上，其中，通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接的多塊電腦主板分別固定在所述的 主板固定板上，所述的變壓器的輸出端分別為多塊電腦主板及磁盤供電。
如上所述的叢集電腦，所述的輸入輸出系統(tǒng)包括一鍵盤-鼠標(biāo)-顯示器交換器 (KVM)，以在每一臺(tái)電腦之間進(jìn)行切換。另外，所述的叢集電腦包括一與外部網(wǎng) 絡(luò)連接的主節(jié)點(diǎn)，所述主節(jié)點(diǎn)通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與所述叢集電腦的各個(gè)分節(jié)點(diǎn)連接， 從而控制所述各分節(jié)點(diǎn)。
由于本實(shí)用新型的叢集電腦機(jī)柜采用新穎的設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)的叢集電腦相比， 本實(shí)用新型是把叢集電腦中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的主板抽出，再通過主板固定板固定在機(jī)柜 內(nèi)預(yù)先分隔開的分層板上，實(shí)現(xiàn)叢集電腦的功能，其有益效果體現(xiàn)在
1. 節(jié)省空間，本實(shí)用新型的叢集電腦只占用了機(jī)柜的空間就可以把多臺(tái)電腦連 接起來，用戶無需為叢集系統(tǒng)規(guī)劃特別的空間；
2. 產(chǎn)生的熱量少，整個(gè)機(jī)柜采用一臺(tái)變壓器中央供電，使得整個(gè)叢集系統(tǒng)產(chǎn)生 的熱量比傳統(tǒng)的叢集電腦所產(chǎn)生的熱量少得多；
3. 由于環(huán)境溫度的降低，系統(tǒng)運(yùn)行起來比較穩(wěn)定；
4. 由于產(chǎn)生的熱量少，無需單獨(dú)安裝空調(diào)系統(tǒng)；
5. 所有的主板設(shè)置在一個(gè)機(jī)柜內(nèi)，維修管理也比較方便；
6. 成本低廉，只需要普通電腦的價(jià)格即可實(shí)現(xiàn)超級(jí)電腦的功能，易于被各種用 戶接受。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中所常見的機(jī)柜本體和分層板的示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的叢集電腦機(jī)柜本體的立體示意圖。
圖3為本實(shí)用新型的主板固定板的示意圖。
圖4為將主板安裝在分層板上之后的示意圖。
圖5為本實(shí)用新型的分層板與變壓器組裝后的示意圖。
圖6為本實(shí)用新型的排風(fēng)扇嵌入機(jī)柜頂框后的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為上述圖6中的機(jī)柜頂框的正視圖。
圖8為本實(shí)用新型的叢集電腦的示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出現(xiàn)有技術(shù)中常用的機(jī)柜的示意圖，該機(jī)柜包括機(jī)柜本體和分層板 22，所述的機(jī)柜本體由與地面平行設(shè)置的頂框20以及一對(duì)相互相對(duì)且垂直地與 頂框20兩端作固定連接的邊框21構(gòu)成，此處的固定連接可以采用焊接或其它的 方式。所述的分層板設(shè)置在所述的機(jī)柜本體的內(nèi)部。
圖2為本實(shí)用新型的機(jī)柜本體的示意圖，所述的機(jī)柜本體由頂框1和邊框 2固接而成，其中，機(jī)柜本體的頂框1上設(shè)有多個(gè)孔和槽(圖中未示)，所述的 孔和槽用作鋪設(shè)各種輔助系統(tǒng)，例如網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和切換系統(tǒng)。所述的邊框2還可以 制成四根平行的立柱的形式，即邊框2上不設(shè)置墻體。所述的機(jī)柜本體一般設(shè)計(jì) 為長(zhǎng)方體，具體尺寸視叢集的電腦數(shù)量而定，舉例來說，可以把機(jī)柜本體的尺寸 設(shè)定成60cmX95cmX185cm。在所述的頂框1上設(shè)置有散熱裝置，這里的散熱 裝置是指一切可以排除熱量的裝置，本實(shí)施方式中的散熱裝置優(yōu)選的是排風(fēng)扇 6 ，可視頂框1的具體尺寸設(shè)置多個(gè)排風(fēng)扇6。
上述機(jī)柜本體內(nèi)設(shè)置有分層板4 ，分層板4的兩端與所述的邊框2作可拆裝 連接。分層板4的數(shù)量可根據(jù)需要設(shè)置，如果叢集的電腦少，可以是一層，如果 叢集的電腦多，則可以是多層，層與層之間的距離按機(jī)柜本體的高度和叢集的數(shù) 量進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。在每一塊分層板4上都開有多個(gè)小孔(圖中未示)，以利于 散熱。機(jī)柜本體和分層板4的材料都是金屬，視制造成本的高低，選用鋼或鐵制 成。分層板4以可拆卸的方式固定在機(jī)柜本體的邊框2上，例如，用螺釘連接固 定，當(dāng)然，也可以是本領(lǐng)域公知的其它方式連接。為方便設(shè)計(jì)和安裝，同時(shí)也考 慮成本問題，在本說明書中，除非另有說明，下文中所有提及的固定方式都采用 螺釘固定。具體而言，預(yù)先在機(jī)柜本體的兩個(gè)邊框2上以一定的間距平行地鉆有 與螺釘標(biāo)準(zhǔn)件匹配的螺釘孔3 ;而在分層板4與機(jī)柜本體的邊框2連接的兩側(cè)面 分別鉆有同樣大小的孔5，如圖4所示。在機(jī)柜本體上安裝分層板4的時(shí)候，只 需要把分層板4上的孔5與機(jī)柜本體上的螺釘孔3對(duì)齊，插入螺釘，擰緊即可固 定。這種方式方便拆裝，同時(shí)也易于調(diào)節(jié)。如果要調(diào)節(jié)分層板4之間的高度，只 需要將分層板4向上或向下移動(dòng)一個(gè)或者多個(gè)螺釘孔3的位置即可。
如圖3和圖4所示，所述的機(jī)柜本體的分層板4上設(shè)有安裝主板10用的主 板固定板8，所述的主板固定板8以一定的間距用螺釘固定在分層板4上，間距 可在實(shí)際安裝過程中自由設(shè)定，以放置預(yù)定數(shù)量的主板10為佳。主板固定板8 上穿有螺釘孔9，安裝的時(shí)候，只需要將主板10靠著主板固定板8，插入螺釘，擰緊即可將主板10固定在所述的主板固定板8上。由于電腦的主板都是生產(chǎn)商 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制造的，因此，相同型號(hào)的主板上的孔的位置都是確定的，故主板固定 板8上的孔9 一定與主板上的孔相匹配。當(dāng)然，采用其它的固定方式也是可行 的。
如圖5所示，所述的機(jī)柜還包括變壓器7，所述的變壓器7固定在分層板4 上，再將分層板4安裝在機(jī)柜本體內(nèi)最靠近排風(fēng)扇6的位置，其目的是較好地排 出變壓器所生的熱。所述的變壓器7包括輸入端和輸出端，所述的輸入端是指外 接電源的插頭11，即外接110V或220V的輸入電壓，輸出端是為整個(gè)電腦系統(tǒng) 供電的多個(gè)端子12，例如是ATX12V2.0pin，輸出端的端子12應(yīng)該留有多個(gè)， 以連接足夠多的電腦。對(duì)于一般的用戶而言，變壓器的輸出端通常預(yù)留30個(gè)或 以上的端子12備用。
圖6和圖7示出了頂框1的另一種結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，變壓器7嵌入頂框1 中，向下占據(jù)機(jī)柜本體一定的空間。為利于散熱，在變壓器7上也單獨(dú)配置一排 風(fēng)扇6 。這樣使變壓器產(chǎn)生的熱量更容易散發(fā)。本文所述的變壓器7的兩種安裝 位置各具優(yōu)點(diǎn)，用戶可任意選擇，例如，將變壓器7設(shè)置在頂框1的優(yōu)點(diǎn)是使整 個(gè)裝置更簡(jiǎn)便，同時(shí)可節(jié)省一根電源線，即只用一條電源線就可以為變壓器7 和排風(fēng)扇6供電。
以上描述了本實(shí)用新型的叢集電腦機(jī)柜的結(jié)構(gòu)，以下將描述利用本實(shí)用新型 的機(jī)柜組裝而成的叢集電腦
圖8所示為本實(shí)用新型的叢集電腦的示意圖，該叢集電腦主要利用上述的叢 集電腦機(jī)柜制作而成。本實(shí)用新型的叢集電腦設(shè)置在前述的叢集電腦機(jī)柜上，其 中，機(jī)柜頂框1安裝了排風(fēng)扇6，變壓器7可設(shè)在頂框1上或最靠近頂框1的一 層分層板4上。本實(shí)施方式采用的是將變壓器7安裝在機(jī)柜內(nèi)最靠近頂框1的一 層分層板4上。分層板4上安裝了多塊主板固定板8，所述的主板固定板8上以 前述的方式分別固定了多塊電腦主板10、輸入和輸出系統(tǒng)13、網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)14、 各種切換系統(tǒng)、存儲(chǔ)器(圖中未示)等等，然后將每一層的分層板4以一定的間 距固定在機(jī)柜上，其中，在本實(shí)施方式中，除了安置變壓器7的分層板4，其它 的分層板的位置是可以相互調(diào)換的。使變壓器7與排風(fēng)扇6最靠近的目的是使變 壓器7所產(chǎn)生的熱容易通過排風(fēng)扇6排出機(jī)柜外。所述的主板10上以本領(lǐng)域的 技術(shù)人員公知的方式安裝了與主板匹配的CPU、記憶體等元件。每一塊主板10以及存儲(chǔ)器都與變壓器7的輸出端子12連接，以提供工作所用的電壓，而變壓 器7的輸入端11與外部的電源連接。主板與主板之間是靠網(wǎng)絡(luò)相互連接，即使 用一網(wǎng)絡(luò)交換器作為連接每一塊主板的樞紐，這些都是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知 的。所述的輸入輸出系統(tǒng)的插接也是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，本叢集電腦只需要 一組鍵盤、顯示器與鼠標(biāo)，利用KVM切換器(鍵盤顯示器-鼠標(biāo)切換器)就可以 隨時(shí)切換為每一臺(tái)叢集的主板所使用。設(shè)置好上述各元件及排線，插上變壓器的 插頭，本實(shí)用新型的叢集電腦即可進(jìn)行工作。其中，所述的各種線經(jīng)機(jī)柜頂框l 上預(yù)設(shè)的孔和槽進(jìn)行布置。
作為另一種方案，本實(shí)用新型還可以不設(shè)置輸入輸出系統(tǒng)13的KVM切換器， 而只在機(jī)柜內(nèi)的分層板4上安裝電腦主板10和網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)14。這種方式的優(yōu) 點(diǎn)在于節(jié)省機(jī)柜內(nèi)的空間，以叢集更多臺(tái)電腦。具體地，叢集電腦都有自己專用 的網(wǎng)絡(luò)，除主節(jié)點(diǎn)外，其它節(jié)點(diǎn)通常都不與外部網(wǎng)絡(luò)連接。所以需要一臺(tái)專用的 網(wǎng)絡(luò)交換器作內(nèi)部連接，而在主節(jié)點(diǎn)上加一張網(wǎng)卡及其需要的網(wǎng)線，即可與外部 網(wǎng)絡(luò)連接。而在沒有安裝KVM而又要控制機(jī)柜的電腦時(shí)，只需要利用外部網(wǎng)絡(luò)用 遠(yuǎn)程控制的程序連接到主節(jié)點(diǎn)，再?gòu)闹鞴?jié)點(diǎn)連接到其它節(jié)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)不需要KVM 控制每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的目的。
雖然以上對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地描述，但是，對(duì)于本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員來說，只要不脫離本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思路及構(gòu)思是可以作出各種 變化或改型的。應(yīng)當(dāng)說，這樣一些變化或改型都是屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
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權(quán)利要求1. 一種叢集電腦機(jī)柜，所述的機(jī)柜包括機(jī)柜本體，其由與地面平行設(shè)置的頂框以及一對(duì)相互相對(duì)且垂直地與所述的頂框兩端作固定連接的邊框構(gòu)成；散熱裝置，其設(shè)置在機(jī)柜本體的頂框上；至少一層分層板，每一分層板的兩端垂直地與所述的邊框作可拆裝連接，而分層板之間的間距按需要安排；其特征在于，所述的機(jī)柜還包括變壓器，其包括輸入端和輸出端，所述的變壓器設(shè)在所述機(jī)柜本體的頂框上；以及多塊電腦主板固定板，其相互平行地安裝在所述的分層板上，而電腦主板固定在所述的固定板上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)柜，其特征在于，所述的變壓器還可設(shè)在最靠近散 熱裝置的分層板上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)柜，其特征在于，所述的每一分層板上都設(shè)有散熱孑L。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)柜，其特征在于，所述的變壓器輸出端設(shè)有多個(gè)輸 出端子。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)柜，其特征在于，所述的散熱裝置是排風(fēng)扇。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)柜，其特征在于，所述的機(jī)柜頂框設(shè)有孔和槽。
7. —種叢集電腦，該電腦包括多塊電腦主板、網(wǎng)絡(luò)連接系統(tǒng)、輸入和輸出系統(tǒng)、 存儲(chǔ)器，所述的主板上包括中央處理器、記憶體，其特征在于，所述的叢集 電腦設(shè)置在如權(quán)利要求1-6中任何一項(xiàng)所述的叢集電腦機(jī)柜上，其中，通過 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接的多塊電腦主板分別固定在所述的主板固定板上，所述的變壓 器的輸出端分別為多塊電腦主板供電。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電腦，其特征在于，所述的輸入輸出系統(tǒng)包括一鍵盤-鼠標(biāo)-顯示器交換器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電腦，其特征在于，所述的叢集電腦包括一與外部網(wǎng) 絡(luò)連接的主節(jié)點(diǎn)，所述主節(jié)點(diǎn)通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與所述叢集電腦的各個(gè)分節(jié)點(diǎn)連 接，從而控制所述各分節(jié)點(diǎn)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種叢集電腦機(jī)柜，所述的機(jī)柜包括機(jī)柜本體；散熱裝置；至少一層分層板，每一分層板與所述的機(jī)柜本體作可拆裝連接；所述的機(jī)柜還包括具有輸入端和輸出端的變壓器，該變壓器設(shè)在機(jī)柜本體的頂框上；多塊電腦主板固定板，其相互平行地安裝在所述的分層板上，而電腦主板固定在所述的固定板上。本實(shí)用新型還提供一種利用所述的電腦機(jī)柜制成的叢集電腦。由于本實(shí)用新型的叢集電腦機(jī)柜和叢集電腦采用了主板相連的方式，使得整個(gè)叢集系統(tǒng)占用空間少，系統(tǒng)采用一臺(tái)變壓器中央供電，產(chǎn)生的熱量也大為減少。故這種系統(tǒng)具有制造簡(jiǎn)單，成本低廉，空間占用少等優(yōu)點(diǎn)，易于推廣適用。
文檔編號(hào)H05K7/14GK201289629SQ20082020203
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者文震邦 申請(qǐng)人:文震邦