CN101126948A - 多处理器系统之多向可安装架构 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种用于多处理器系统之多向可安装架构，以满足弹性、机能性、可安装性。该架构主要包含一底板、复数处理器板及一切换板。处理板设置于底板之上侧前段。切换板面朝下并设置与底板前缘边对边相连接。功能卡可被垂直设置于切换板之底面上。扩充卡垂直设置于底板上侧之后段。由于主要系统风扇位于切换板之上方，辅助系统风扇设置于底板之下，多处理器系统透过本架构将亦达到理想的冷却能力。

Description

多处理器系统之多向可安装架构

【技术领域】

本发明系关于系统架构，特别是一种多处理器系统之多向可安装实体硬件架构。

【背景技术】

针对一多处理器系统，其具有设置于复数印刷电路板上之处理器而言，传统电子包围的设计需要一复杂且昂贵的内部机壳，具有许多线路电缆在其中，以提供操作的支持予电子组件。而对于不同IO(输入输出)装置及储存单元的需求，包含为散热而增加空气流动之热交换，更增加了系统设计上的复杂性。整个系统的复杂程度增加了，并且在某些情况下限制住了机壳各方面及内部结构的外观设计选择。一例为提供中央内连结板的困难。由于在组合的机壳中存取困难或无法存取，先前技术中大部份背板及中板的设计无法适用。另一例为由于替换了系统的不同部分造成阻碍，亦无法提供各种组件足够的散热及气流。除此之外，一旦若需安装很多各种功能卡，满足冷却、机能性及硬件的稳定性的各方面需求将更困难。而对高阶系统而言，弹性是另一项重要的议题。

基本上，有两个主要因素用以决定结构的走向或一计算系统的使用。首先是实体的隔间方法决定计算系统的硬件组件在次系统板中如何被分隔。另一则为在这些次系统板间的连接形式。硬件组件的实体隔间方法及次系统板的连接形式皆影响着散热的执行及硬件的稳定。虽然理论上较多的次系统板分隔开来，将会有较高度的系统弹性。然而实体分隔仍然受限于实际的硬件功能。

如图1所示，在一丛集系统之机壳10的前段设置有复数主板(母板)11。在机壳10后段下半部设置具专用风扇的一个或多个电源供应器12；然而，该电源供应器12在下半部仍为气流之障碍，此气流是由上半部之数个主要风扇13所产生。当气流透过小风扇通过电源供应器12，通过电源供应器12之流动率通常小于通过主要风扇13。因此，处理器110被设置于较高处。在此类简单的系统中，主板11透过机壳前侧向内/向外滑动，因而仅在于前侧具有可使用及可安装性。通常而言，机壳10已预先决定取出孔以允许使用者的手可触及内部。

图2显示一8向的系统，具专用系统内存211之4个处理器210设置于二个堆栈之处理器板21之每一个上。在二处理器板21之间，透过连接器212二系统总线卡22被用以板对板的连接。此系统由于其硬件架构明显于上侧具可使用及可安装性。工程师必须移去上方之处理器板21以取出下方之处理器板21及二系统总线卡22。

图3显示另一8向系统3，其包含4个双处理器卡31设置于一基板32，并且输入/输出板33透过数个边缘连接器34接合于基板32。四个双处利器卡31的每一个两两相对，四个双处理器卡31的每一对间设置有一个或多个风扇35。扩充卡331、输入/输出控制器332及桥式芯片333设置于输入/输出板33上。散热问题在此平面式系统为由于风扇的尺寸相对较小，因此需要高转速以有效带走热量。然而，较高的风扇转速则会产生较多的噪音。此外，虽然此系统整体具有二或三个可使用/可安装的侧边(二长侧边及上侧)，散热、可使用及稳定性的问题将仍发生于当额外的功能卡(图中未示)增加于系统架构时。

如果额外的功能卡安排于机壳之长的方向(接着双处理器板31之方向)，系统将具有一异常的平面、长的结构以及有效散热的气流路径将会过长。如果额外功能卡被安排于宽之方向(平行于扩充卡331)，在输入/输出板33上之线路长度将会过长以符合总线通讯需求。加上如硬盘等障碍单元的安排，结构将变的非常复杂。

【发明内容】

因此，本发明基本上提供一理想的实体硬件隔间及较佳的硬件架构予一丛集系统。

在本发明之一实施例中，一架构主要包含一底板、复数处理器板及一切换板。在底板上侧的前段，处理器板设置于其上。切换板面朝下并设置与底板前缘边对边相连接。功能卡可垂直设置于切换板底面。在底板上侧的后段垂直设置扩充卡。主要系统风扇位于切换板上方，辅助系统风扇设置于底板下方，一多处理器系统将可透过本架构达到理想的散热能力。

在本发明的实施例中，底板包含复数前缘连接器在底板底面。同时切换板包含复数后缘连接器在切换板的底面，以连接底板的前缘连接器。

在本发明的实施例中，处理器板之一部分超出底板前缘并达到切换板上方。

为对本发明的目的、构造特征及其功能有进一步的了解，兹配合附图详细说明如下：

【附图说明】

图1为先前技术中一丛集系统之硬件架构示意图

图2为先前技术中一8向系统之硬件架构之示意图

图3为先前技术中另一8向系统之硬件架构之示意图

图4为本发明之用于多处理器系统之多向可安装架构之分解图

图5为图4之多向可安装架构之组合图

图6为本发明之另一用于多处理器系统之多向可安装架构之分解图

【具体实施方式】

请参阅图4及图5，依据本发明之一实施例，一多处理器系统主要包含机壳40、一底板41、复数处理器板42、复数扩充卡43、一切换板44及复数功能卡45、46。

为解释方便起见，机壳40的实体架构在图中被省略。机壳40包含必要的隔间、架构及机箱以提供稳定的操作上的支持予底板41、处理器板42、扩充卡43、切换板44、功能卡45、46及其他电子配件。为提供多向的可安装或可使用，必要的空位及相关的滑动模块也已预先决定。

底板41水平设置于机壳40之下方部位并面朝上，并靠近后侧。底板41主要包含复数系统连接器410(例如FCI Airmax连接器)在其前段以与处理器板42连结。复数前缘连接器411(例如FCI Airmax连接器)位于底板41底面之前缘，用以边对边连接底面41及切换板44。底板41与切换板44边对边相连接。在底板41后段设置复数扩充连接器412(例如PCI-Express连接器)以允许扩充卡43插入其中。在本实施例中，底板41基本上为整个硬件系统的主体。儿乎每一其他的单元或模块皆直接或间接连接于底板41。底板41支使用方向可为侧边(左或右)或后侧。其首先被设置于机壳40内并最后成为可用的。在某些情况下，底板41可设置于一滑动盘上以利于安装。

此外，底板41可为较短的，并使处理器板42一部分超过底板41之前缘而达到切换板44之上方。此设计将缩短底板41之长度并保留空间予切换板44，因此实现一理想空间安排及一紧密的架构。

每一处理器板42主要包含二处理器420、二内存421、一桥式芯片423(例如北桥芯片或南桥芯片)及一基板管理控制器424(BMC，Baseboard ManagementController)。数个底缘连接器425(例如FCI Airmax连接器)设置于处理器板42之底缘，以连接系统连接器410，并垂直坐落于底板41上。处理器板42可从上侧装配/卸除或具可使用或可安装性。某些滑动盘模块(图中未示)可被用于每一处理板42。在某些情况中，此五个处理板运作如同一主节点及似运算节点。在一些系统通，处理器可能不具专用的内存。

基本上，扩充卡43设置平行于处理器板42。扩充卡43可由上侧或后侧可使用或可安装性的加以配置。在一些情况中，扩充卡为网络卡(例如无线网卡或以太卡)、声卡或绘图卡。扩充卡可能插入扩充连接器412于设置底板41进入机壳40前。

切换板44面朝下透过位于其后缘底面之后缘连接器441(如FCI Airmax连接器)连接于底板之前缘连接器411。复数功能连接器442亦被设置于切换板44之底面以连接复数功能卡45、46。受到连接方向的限制，切换板44从前方可使用或可安装性的配置。

功能卡45、46设置平行于处理器板42或扩充板43。功能卡45、46可从底侧可使用或可安装性的配置。在一些情况，功能卡为网络卡(例如无线网卡或以太卡)、声卡或绘图卡。当然功能卡45、46可插入功能连接器442于连接切换板44及底板41之前。

本架构如上所揭露，提供一多向、具可使用及可安装性於一多处理器系统。

如果具功能卡45、46垂直座落的切换板44面朝下设置，整体之长度将太长以有效的散热。

其间，倘若切换板44设置于紧邻底板41后缘，在处理器板42及功能卡45、46间之通讯路径将太长以执行高速数据传输速度的需求；此架构也具有整体长度过长及散热问题。

如果切换板44紧邻于底板41之一侧边(左侧或右侧)设置，并使功能卡45、46水平于扩充卡43成一直线，通讯路径可不会过长，但散热解决对切换板44及功能卡45、46将是困难的。此外，其他模块或单元的安排，例如硬盘或电源供应器将成为功能卡45、46的散热障碍。

如果切换板44及底板41连结如同一板，此系统将因无法允许功能卡变更项目而缺乏弹性。

此所揭露之分隔整个系统之方法亦提供一达到硬件性能、具可使用、弹性及散热能力之理想架构。

请参阅图6，为本发明之另一实施例，针对一完整多处理器系统提供一理想的架构。其主要单元维持如图4及图5所示包含底板41、处理器板42、扩充卡43、切换板44及功能卡45、46；仅此呈现的架构包含二气流通道。一穿过处理器板42及扩充卡43(系统上部)；另一穿过功能卡45、46(系统下部)。

主要系统风扇470之选择可为一较大尺寸之风扇、或四较小之风扇；可设置于底板41之前方及切换板44之上方。一个或多个系统风扇470可由上侧或侧边可使用或可被安装的配置。

复数硬盘49可配置于扩充卡43之上方，并保留足够的空间在硬盘49之下以供上方气流流通。处理器420可设置于处理器板42之较低部位以与前述之预留空间及扩充卡43排列成一直线。硬盘49亦可从上侧或后侧可使用或可安装的配置。

一个或多个辅助系统风扇471(可能具有较小尺寸)设置在底板41之下方，并位于功能卡45、46及电源供应器48之间。如果功能卡45、46及扩充卡43产生不同量的热，该些产生较多热的卡可被安排于上方气流通道中。具有专用风扇之复数电源供应器48可配置于底板41后段之下。如果功能卡45、46产生较少的热度，电源供应器之专用风扇及较小的辅助系统风扇将提供足够的气流。

辅助系统风扇471可从底侧或侧边可使用或可安装的配置。关于电源供应器48，通常后侧已足供其设置。

总之，图6显示一依据一多处理器系统的主要架构之双路径散热架构。此不仅提供弹性、可使用及可安装性，且亦达到一理想散热能力。

Claims (10)

1.一种多处理器系统架构，包含：

一底板，以水平设置并面朝上方；

复数处理器板，被设置于该底板上侧之前段；

一切换板，面朝下方并设置为与该底板前缘边对边相连接；及

至少一功能卡，面朝下垂直设置于该切换板之底面。

2.如请求项1之多处理器系统架构，其特征在于，更包含至少一扩充卡，垂直设置于该底板上侧之后段，并平行于该些处理器板；该底板包含至少一扩充连接器，以连接该扩充卡。

3.如请求项2之多处理器系统架构，其特征在于更包含至少一硬盘，设置于该扩充卡上方，并在该硬盘下方预留足够空间以供空气流通；该硬盘可从上侧或后侧使用或安装。

4.如请求项1之多系统处理架构，其特征在于，该切换板包含至少一功能连接器，面朝下以连接该功能卡；该切换板可从前侧使用或安装。

5.如请求项1之多处理器系统架构，其特征在于，每一该处理器板包含复数处理器、至少一内存及至少一桥式芯片。

6.如请求项1之多处理器系统架构，其特征在于，该底板包含复数系统连接器，每一该处理板包含复数底缘连接器，以连接该底板之该系统连接器；该底板可从侧边或后侧使用或安装，该些处理器板可从上侧使用或安装。

7.如请求项1之多处理器系统架构，其特征在于，该底板更包含复数前缘连接器在该底板之底面前缘，该切换板更包含复数后缘连接器在该切换板之底面后缘以连接该底板之该前缘连接器。

8.如请求项1之多处理器系统架构，其特征在于，该些处理板一部分超出该底板前缘，并达到该切换板的上方。

9.如请求项1之多处理器系统架构，其特征在于更包含至少一主系统风扇，设置于该切换板的上方，该主系统风扇可从侧边或上侧安装。

10.如请求项1之多处理器系统架构，其特征在于更包含至少一电源供应器及其专用风扇，设置于该底板之后段下，并可从后侧安装；该多处理器系统架构更包含至少一辅助系统风扇，设置于该底板下，并介于该功能卡及该电源供应器之间，该辅助系统风扇可从侧边或底侧安装。

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