專利名稱：機(jī)架安裝計算機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集中化的計算機(jī)系統(tǒng)，并且更具體地，涉及一種適于集中分布式 計算環(huán)境的機(jī)架安裝(rack-mount)計算機(jī)。
背景技術(shù)：
近年來，使用多個類似計算機(jī)系統(tǒng)的實用計算環(huán)境(例如，公共服務(wù)設(shè)施、呼叫中 心、因特網(wǎng)咖啡館、學(xué)校的計算機(jī)室、CBT測試站點等)已經(jīng)在數(shù)量上指數(shù)增長，并且在這樣 的實用計算機(jī)環(huán)境中使用的單個計算機(jī)運行在它們的相應(yīng)計算機(jī)環(huán)境中。也就是說，在大 多數(shù)情況下，每個計算機(jī)可用于一個用戶，并且用作用戶接口(包括監(jiān)視器、鍵盤、鼠標(biāo)等) 的外圍設(shè)備被連接到機(jī)身(main body)，所述機(jī)身包括中央處理單元(CPU)、存儲器、存儲裝 置(HDD)、圖形卡和電源單元。此外，單個計算機(jī)可通過網(wǎng)絡(luò)而連接并集成地管理。圖1是示出了通過網(wǎng)絡(luò)而連接的分布式計算機(jī)環(huán)境的視圖。參考圖1，包括機(jī)身、監(jiān)視器、鍵盤、鼠標(biāo)等的每個單個計算裝置104、106、108、110 和112依靠通過合并在機(jī)身內(nèi)的單獨電源單元(PSU)供應(yīng)的AC電力來運行，并且通過網(wǎng)絡(luò) 而連接到服務(wù)器102，使得它可通過服務(wù)器102連接到外部網(wǎng)絡(luò)，或者它可以與連接到其的 其它計算裝置共享并發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。術(shù)語“計算裝置”這里用于包括被設(shè)計為執(zhí)行計算或數(shù)據(jù)存儲功能的任何電子系 統(tǒng)，包括但不限于具有CPU的電子裝置、計算機(jī)、服務(wù)器、工作站等。管理員計算裝置100監(jiān)視并監(jiān)督連接到服務(wù)器102的相應(yīng)計算裝置104到112，并 且如果需要則經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)、通過遠(yuǎn)程控制來執(zhí)行軟件升級和錯誤恢復(fù)。盡管如上所述地操作的分布式計算機(jī)系統(tǒng)能夠通過其中相應(yīng)計算裝置通過網(wǎng)絡(luò) 而進(jìn)行連接的聯(lián)網(wǎng)(networking)來執(zhí)行監(jiān)視和遠(yuǎn)程控制，但是如果在機(jī)身自身上存在硬 件故障，則管理員必須去往具有故障的計算裝置所位于的地方來執(zhí)行維護(hù)。此外，因為每臺 計算機(jī)被分配給每個人，所以大量的空間被無效率地占據(jù)，并且由于安置在每個計算裝置 中的AC電源單元而導(dǎo)致功率損耗很高。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述，本發(fā)明提供了一種機(jī)架安裝計算機(jī)，其可將分布式計算機(jī)環(huán)境中的計 算機(jī)集中在機(jī)架中，并以可用的形式來連接到DC電源，而不是單獨的AC電源單元。此外，本發(fā)明提供了一種機(jī)架安裝計算機(jī)，其可將分布式計算機(jī)環(huán)境中的計算機(jī) 集中在機(jī)架中，以從單獨的AC電源單元切換到DC電力方案，并且使得能夠以前方熱插拔的 方式來容易地進(jìn)行存儲裝置的安裝或拆卸。
本發(fā)明的又一目的是提供一種機(jī)架安裝計算機(jī)，其可將單個的分布式計算機(jī)集中 在機(jī)架中，以從單獨的AC電源單元切換到DC電力方案，在發(fā)生錯誤的情況下容易地替換電 源，并使得能夠以前方熱插拔的方式來容易地進(jìn)行存儲裝置的安裝或拆卸。根據(jù)本發(fā) 明的一方面，提供了一種機(jī)架安裝計算機(jī)，包括機(jī)架系統(tǒng)中的具有2U高度的機(jī)架，所述機(jī)架具有在其中安裝的機(jī)架安裝計算機(jī)；兩個配電板(PDB)，用于基于ATX電力規(guī)范來以電壓向每個電力負(fù)載供應(yīng)所施加 的DC電力；底板，用于從PDB接收電力；兩個存儲裝置，以前方熱插拔方式來連接到底板；兩個主板，按照縱向方向連續(xù)布置在機(jī)架中并被連接以從PDB接收電力，用于執(zhí) 行計算任務(wù)；以及兩個輸入/輸出卡，分別連接到兩個主板，用于處理具體的輸入/輸出數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種安裝在連接到多個終端的機(jī)架系統(tǒng)中的機(jī)架 安裝計算機(jī)，包括配電板(PDB)，用于向每個電力負(fù)載供應(yīng)DC電力；存儲裝置，以熱插拔方式連接到底板，該底板用于從PDB接收電力；主板，用于從PDB接收電力，以執(zhí)行計算；以及輸入/輸出卡，連接到主板，用于處理具體的輸入/輸出數(shù)據(jù)。根據(jù)基于本發(fā)明的實施例的機(jī)架安裝計算機(jī)，可以以機(jī)架安裝計算機(jī)結(jié)構(gòu)來集中 多個計算機(jī)，從而革新地減少分布相應(yīng)計算機(jī)并由它們占用的空間，并實現(xiàn)用于在IU空間 中安裝一個計算機(jī)的纖細(xì)(Slim)結(jié)構(gòu)。此外，可以實現(xiàn)與現(xiàn)有的ATX、微-ATX、和圖形卡形狀因子兼容的機(jī)架安裝底架 (chassis)結(jié)構(gòu)，易于安裝和拆卸存儲裝置和電源單元，以使得便于進(jìn)行計算機(jī)維護(hù)，并且 支持DC電力的輸入，從而可節(jié)約電力，并可以相當(dāng)大地減少熱生成。


根據(jù)結(jié)合附圖而給出的如下實施例描述，本發(fā)明的上面和其它目的以及特征將變 得明顯，其中圖1是示出了通過網(wǎng)絡(luò)而連接的分布式計算機(jī)環(huán)境的視圖；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的集中式計算結(jié)構(gòu)的視圖；圖3A到圖3C分別是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的電源的結(jié)構(gòu)、信號時序圖、和實 現(xiàn)的視圖；圖4A和圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的機(jī)架安裝的IU 1( —)_計算機(jī)的不 同結(jié)構(gòu)的平面圖；圖4C和圖4D分別示出了在圖4A和圖4B中示出的機(jī)架安裝的IU 1( —)_計算 機(jī)的所述結(jié)構(gòu)的后視圖和前視圖；圖4E示出了具有PCI直快(express) 16x撓性線纜形式的撓性線纜；圖5A是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的機(jī)架安裝的2U 2 (兩)-計算機(jī)的結(jié)構(gòu)的視 圖5B是在圖5A中所示的2U機(jī)架的前表面；圖5C是在圖5A中所示的2U機(jī)架的后表面；圖5D是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的集成KVM連接器的視圖；圖5E示出了諸如RJ45擴(kuò)展線纜的擴(kuò)展線纜552 ；圖6A是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的機(jī)架安裝的3U 3 (三)_計算機(jī)的結(jié)構(gòu)的視 圖；圖6B是在圖6A中所示的3U機(jī)架的前表面； 圖6C是在圖6A中所示的3U機(jī)架的后表面；圖7A是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的機(jī)架安裝的3U 4計算機(jī)的結(jié)構(gòu)的視圖；圖7B是在圖7A中所示的3U機(jī)架的后表面；以及圖7C是在圖7A中所示的3U機(jī)架的透視圖。
具體實施例方式根據(jù)結(jié)合附圖而進(jìn)行的以下實施例，將清楚地理解本發(fā)明的上面和其它的優(yōu)點和 特征以及用于實現(xiàn)這些的方法。然而，本發(fā)明不限于這些實施例，而是可以以各種形式來實 現(xiàn)。要注意，提供本實施例，以完全公開本發(fā)明，并且還允許本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道本發(fā)明 的完全范圍。因此，本發(fā)明將僅僅通過所附權(quán)利要求的范圍來限定。此外，貫穿說明書，相 同的附圖標(biāo)記識別相同和類似的元件。下文中，將參考附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例。圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的集中式計算結(jié)構(gòu)的視圖。參考圖2，集中式計算機(jī)結(jié)構(gòu)一般包括機(jī)架系統(tǒng)200、多個終端220、和管理裝置 230。機(jī)架系統(tǒng)200包括DC機(jī)架電源202、NXN KVM(鍵盤、鼠標(biāo)和監(jiān)視器)開關(guān)204、網(wǎng)絡(luò) 開關(guān)206、和多個計算機(jī)208，其中N是正整數(shù)。DC機(jī)架電源202接收AC電力，將它轉(zhuǎn)換為 多個DC電力，并將它們提供給DC輸出端口。通過DC線纜214而向相應(yīng)的計算機(jī)208供應(yīng) 提供給DC電力端口的DC電力。NXN KVM開關(guān)204是終端連接開關(guān)，其從安裝在機(jī)架系統(tǒng)200上的相應(yīng)計算機(jī)208 接收KVM信號，并通過KVM線纜216而將它傳遞到終端220。例如，當(dāng)存在N個終端和N臺 計算機(jī)時，NXN KVM開關(guān)204可具有N個輸入和N個輸出。這里，KVM是鍵盤、視頻和鼠標(biāo) 的縮寫，但是不限于其，除了鍵盤、視頻和鼠標(biāo)端口之外，還可以包括揚聲器、麥克風(fēng)和USB端□。每個計算機(jī)208合并了前方熱插拔類型的存儲裝置210(例如，硬盤(HDD)或固 態(tài)驅(qū)動器(SSD))，從而使故障恢復(fù)和移動更容易。此外，向每個計算機(jī)208提供配電板 (PDB) 212，其從DC機(jī)架電源202接收DC電力，并將它供應(yīng)到其中的每個電力負(fù)載。安裝在 機(jī)架系統(tǒng)200上的這個類型的計算機(jī)208具有其中可容易地安裝通用計算機(jī)的主板、圖形 卡、電源單元等的結(jié)構(gòu)。計算機(jī)208被安裝在標(biāo)準(zhǔn)的19英寸機(jī)架(例如，19英寸寬X2.2m 高X0. 9m深)中和安裝在單獨的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架中。后面將參考圖3A到圖7C來描述其具體描 述。管理裝置230經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)、通過網(wǎng)絡(luò)開關(guān)206而遠(yuǎn)程地連接到機(jī)架系統(tǒng)100，遠(yuǎn)程地 執(zhí)行機(jī)架系統(tǒng)200的操作的監(jiān)視和控制，并且通過NXN KVM開關(guān)管理軟件來遠(yuǎn)程地控制所述NXN KVM開關(guān)204，從而檢查和改變終端220與計算機(jī)208之間的連接狀態(tài)。此外，管理 裝置230監(jiān)視DC機(jī)架電源202的電力是否有問題，并基于NX N KVM開關(guān)管理軟件來執(zhí)行用 于每個計算機(jī)208的電力控制。如果在每個計算機(jī)208上安裝高級配置和電力接口(ACPI) 電力管理代理，則管理裝置230可通過ACPI管理軟件來建立用于計算機(jī)208的ACPI策略， 并取決于所建立的ACPI策略來對終端220執(zhí)行節(jié)電模式。因此，可能通過機(jī)架系 統(tǒng)200和管理裝置230來遠(yuǎn)程地監(jiān)督和控制終端220。在終 端220上僅安裝用戶接口裝置，諸如監(jiān)視器、鍵盤、鼠標(biāo)、揚聲器、麥克風(fēng)、USB端口等，從而 使能了有效的空間利用。圖3A到圖3C分別是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的電源的結(jié)構(gòu)、信號時序圖、和實 現(xiàn)示例的視圖。參考圖3A，要安裝在圖1的機(jī)架系統(tǒng)上的PDB 212是將DC輸入供應(yīng)給與在計算機(jī) 主板中使用的ATX (高級技術(shù)擴(kuò)展的)電力規(guī)范兼容的電源的裝置。向PDB 212供應(yīng)12V到 幾百伏特(V)的DC電力。PDB 212包括DC到DC轉(zhuǎn)換器302、304、306、308和310、PS-ON 和PW-OK發(fā)生器312，以提供+12V、+5V、+3. 3V、-12V和+5V sb (備用)的各種電力，電源開 信號(PS-ON)、和電力-好信號(PW-OK)。圖3B示出了用于生成PW-OK信號的時序。當(dāng)將DC電壓施加到PDB212時，PS-ON 從0改變到1 ；以及當(dāng)通過DC到DC的轉(zhuǎn)換正常輸出+3. 3V和+5V電力的95%或更多時，生 成PW-OK信號?？刂菩盘柕臅r序被設(shè)計為符合ATX電力規(guī)范。圖3C是向其施加12V輸入的PDB 212的框圖。第一降壓轉(zhuǎn)換器350接收DC 12V 輸入并生成+5Vsb電力。這個+5Vsb電力被用作備用電力源，并允許最大4A的電流。第二 和第三降壓轉(zhuǎn)換器356和358分別連接到DC開關(guān)部分352，以生成+5V和+3. 3V。DC開關(guān)部分352用于選擇性地輸送或中斷到負(fù)載(例如，連接到其的第二降壓轉(zhuǎn) 換器356和第三降壓轉(zhuǎn)換器358)的DC 12V輸入。因此，通過電壓監(jiān)督器354來執(zhí)行控制。 如果+5V和+3. 3V正常操作，則電壓監(jiān)督器354生成PW-OK信號以便通過DC開關(guān)部分352 來輸送DC 12V輸入，并且如果OV (過壓)或UV (欠壓)發(fā)生，則通過DC開關(guān)部分352來中 斷DC12V輸入。這個實施例采用了 12V的輸入電壓，并通過使用第二降壓轉(zhuǎn)換器356和第三降壓 轉(zhuǎn)換器358而生成+3. 3V和+5V。盡管在這個實施例中沒有示出和描述-12V的生成，但是如 果需要則可以通過-12V發(fā)生器來生成-12V。這個實施例涉及12V輸入的情況，并且甚至在 除了 12V之外的輸入電壓的情況下，也以與上面相同的方式來生成ATX兼容的電力和信號。 由于與ACPSU不同、PDB 212僅負(fù)責(zé)DC到DC的轉(zhuǎn)換，所以它可被設(shè)計為具有IOcmX IOcm或 更小的板尺寸的相當(dāng)小的形狀因子。下面將參考圖4A到圖7C來詳細(xì)描述在每個機(jī)架中可安裝的計算機(jī)結(jié)構(gòu)。由于商用計算機(jī)在高度上占用3U或更多的空間，所以當(dāng)在IU(大約44mm)的機(jī)架 中安裝計算機(jī)時、安裝包括I/O卡的其它外圍卡(例如，圖形卡、聲卡等)就可能存在問題。 這樣，需要其解決方案。19英寸的機(jī)架安裝服務(wù)器在橫向長度上是一般通用的42到45cm，但是在本發(fā)明 的實施例中被設(shè)置為44cm。然而，在除了 19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架之外的機(jī)架中，這樣的橫向長度 可以變化。其縱向長度應(yīng)該一般為Im或更少，以便在機(jī)架上安裝計算裝置。同樣，在除了標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架之外的機(jī)架的情況下，縱向長度也可以變化。 此外，安裝在可商用計算機(jī)中的主板的規(guī)范包括ATX(305X244mm)、 微-ATX (244 X 244mm)、微-ATX 小型(171 X 17 Imm)、和小型-ITX (170 X 170mm)。ATX 規(guī)范 廣泛地使用在PC市場中，并支持大量的I/O插槽，所述插槽包括PCI、PCI直快等。對于 微-ATX，隨著朝向在主板上集成大多數(shù)功能的趨勢，廣泛地使用具有減少數(shù)目的I/O插槽 的、降低寬度的ATX。微-ATX小型、和小型-ITX的大多數(shù)規(guī)范不能支持商用的圖形卡，即 使I/O插槽僅支持PCI或支持PCI和PCI直快二者。因此，具有良好兼容性和小的形狀因 子的微-ATX適合作為機(jī)架安裝類型的PC主板，盡管ATX也可是選項。圖4A和圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的機(jī)架安裝的IU 1( —)_計算機(jī)的不 同結(jié)構(gòu)的平面圖。圖4C和圖4D分別示出了在圖4A和圖4B中示出的機(jī)架安裝的IU 1-計 算機(jī)的所述結(jié)構(gòu)的后表面和前表面。根據(jù)本發(fā)明，如圖4A中所示，在制造具有IU高度的機(jī)架安裝的計算機(jī)結(jié)構(gòu)的情況 下，機(jī)架400的橫向長度被定義為43cm并且其縱向長度被定義為40到60cm。要理解，所定 義的長度基于這個實施例的實現(xiàn)是可變化的。PDB 402被布置為要安裝在所述IU機(jī)架400上的電源單元，并且PDB402將ATX 電力供應(yīng)到主板404、HDD底板(backplane) 406、冷卻器412等。主板404包括:ATX主板、 微-ATX主板、或其它形式的主板。在CPU冷卻器(未示出)的情況下，僅可以使用IU冷卻
ο此外，在將I/O卡插入到主板404中的情況下，應(yīng)該使用提升器(raiser)卡類型。 作為圖形卡408，可以使用可商用的PCI直快16x，并且還可使用與圖形卡408兼容的其它 連接類型。然而，由于具有IU高度的機(jī)械問題，所以不可能在將提升器卡安裝在主板上之 后在提升器卡上安裝圖形卡408。因此，如圖4A所示，以圖4E中所示的PCI直快16x撓性 線纜的形式而從圖形卡408連接的撓性線纜414被連接到主板404的插槽416。此外，可采 用機(jī)械支架(support) 410來用于在主板404上安裝圖形卡408。冷卻器412可布置在合適 的位置處，以平滑地冷卻CPU和圖形卡408，但是該冷卻器412優(yōu)選地安裝在IU機(jī)架400內(nèi) 的后部。HDD 407支持前方熱插拔特征，從而使得如果發(fā)生故障則能夠快速替換HDD 407。如圖4C和圖4D中所示的，如果將要以撓性線纜414的形式來連接圖形卡408，則 使用擴(kuò)展線纜來將圖形輸出連接器連接到IU機(jī)架400的后表面430。所述擴(kuò)展線纜可以是 DSUB(D-超小型)模擬輸出連接器或諸如DVI (數(shù)字視頻交互)的數(shù)字連接器。這里，包括 電力按鈕、狀態(tài)閃爍燈(例如，LED)、和USB端口的集成端子422可位于IU機(jī)架400的前表 面420上。此外，DC輸入端口(DC1)432、主板連接器434、和圖形卡連接端口 436可位于后 表面430上，并且冷卻器可附加地位于其上。另一方面，如圖4B所示，如果在IU機(jī)架400中沒有使用DC輸入，則用AC PSU 450 來替換PDB 402，并且IU機(jī)架400支持在其后部的AC輸入端子452。圖5A是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的機(jī)架安裝的2U 2 (兩)-計算機(jī)的結(jié)構(gòu)的視 圖；圖5B是在圖5A中所示的2U機(jī)架的前表面；圖5C是在圖5A中所示的2U機(jī)架的后表 面；以及圖5D是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的集成的KVM連接器的視圖。根據(jù)本發(fā)明，如圖5A中所示，在制造用于在具有2U高度的2U機(jī)架500中安裝兩 臺計算機(jī)的結(jié)構(gòu)的情況下，機(jī)架500的橫向長度被定義為43cm并且其縱向長度被定義為70到80cm。要理解，所定義的長度基于這個實施例的實現(xiàn)而可變化。兩個主板506和508被連續(xù)地在縱向方向上布置在2U機(jī)架500中。兩個PDB 502 和504供應(yīng)電力到它們的相應(yīng)主板506和508以及HDD 512。在2U高度上可安裝已經(jīng)商用 化的典型CPU冷卻器。通過提升器卡514可在不同于IU高度的2U高度上安裝諸如I/O卡 的圖形卡516。因此，如圖5A中所示，一個圖形卡516被安裝在一個PCI直快提升器卡514 上，并且每個提升器卡514然后被安裝在主板506和508中的每一個上。此外，可安置機(jī)械 支架518，以便支持圖形卡516。一個HDD 512連接到主板506和508中的每一個，并支持 前方的熱插拔。用于冷卻目的的冷卻器520可布置在所述2U機(jī)架500內(nèi)的前、側(cè)和后表面 之一的適當(dāng)表面上，但該冷卻器520優(yōu)選地布置在2U機(jī)架500內(nèi)的側(cè)表面或前表面上。 此外，如圖5B所示，2U機(jī)架500的前表面530支持兩個HDD熱插拔(HDD 1和 HDD2) 532，并且提供有用于每個計算機(jī)的電力按鈕(未明確示出)、狀態(tài)LED顯示器534、和 USB 端口 536。由于兩個主板506和508被安裝在2U機(jī)架500中，所以主板506和508的輸入/ 輸出連接器546和548 (KVM、鍵盤、視頻、鼠標(biāo)、揚聲器、麥克風(fēng)、USB、和以太網(wǎng))被以如圖5C 所示的集成的連接器端子的形式而布置在2U機(jī)架500的后表面540上。另外，兩個DC輸 入連接器542和544被布置在2U機(jī)架500的后表面540上，并在2U機(jī)架500上提供兩對 集成KVM連接器546和以太網(wǎng)連接器548。特別地，以太網(wǎng)連接器548可連接到圖2的網(wǎng)絡(luò) 開關(guān)206，并且集成KVM連接器546可連接到NXN KVM開關(guān)204或其它計算裝置。此外，如 圖5D和圖5E中所示的，所述集成KVM連接器550可以是在其中集成有鍵盤、視頻、鼠標(biāo)、麥 克風(fēng)、USB端口、KVM等的連接器，并且以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通過諸如RJ45擴(kuò)展線纜之類的擴(kuò)展線纜 552而擴(kuò)展到計算機(jī)內(nèi)的后部連接器548。另一方面，如果在2U機(jī)架500中沒有使用DC輸入，則可以用AC PSU來替換PDB 502和504，并且2U機(jī)架500在其后部支持用于AC PSU的AC輸入端子。此外，如果不期望在圖5A所示的2U機(jī)架500的結(jié)構(gòu)中的圖形卡上安裝提升器卡， 則可推薦其中以3U高度來安裝兩個計算機(jī)的3U機(jī)架2PC結(jié)構(gòu)。所述3U機(jī)架2PC結(jié)構(gòu)具 有與2U 2PC相同的布局，僅除了其高度增加IU之外。因為典型圖形卡的高度小于3U，所 以用于安裝到提升器卡514上的圖形卡516可通過被直接插頭插入(plug)到主板506和 508來使用。圖6A是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的機(jī)架安裝的3U 3 (三)_計算機(jī)的結(jié)構(gòu)的視 圖；圖6B是在圖6A中所示的3U機(jī)架的前表面；以及圖6C是在圖6A中所示的3U機(jī)架的后表面。根據(jù)本發(fā)明，如圖6A中所示，在制造用于在具有3U高度的3U機(jī)架600中安裝三 臺計算機(jī)的結(jié)構(gòu)的情況下，3U機(jī)架600的縱向長度被定義為70到80cm并且其橫向長度被 定義為50cm。要理解，所定義的長度基于本發(fā)明的實現(xiàn)而可變化。這里，因為3U機(jī)架600的高度大，即3U，所以圖形卡618、620和622可通過被 直接插頭插入到主板608、610和612來使用，而無需提升器卡。然而，為了布置三個主板 608、610和612，所需要的最小橫向長度是最小ATX長度的2倍。也就是說，需要492mm(= 244mmX2)。換言之，考慮到兩個相鄰主板之間的裕度(margin)，所需要的最小橫向長度是 50cm或更大。這樣，難以在標(biāo)準(zhǔn)19英寸機(jī)架中安裝三臺計算機(jī)，但是僅僅在專門為本發(fā)明的實施例制造的專用機(jī)架中可使用三臺計算機(jī)。為了在3U機(jī)架600上安裝三個主板。兩 個主板608和610被并肩地縱向布置，并且一個剩余的主板612被橫向布置，從而與另兩個 主板608和610之一連續(xù)。三個PDB 602,604和606分別供應(yīng)電力到它們的相應(yīng)主板608、610和612，并供 應(yīng)電力到HDD底板614。典型的CPU冷卻器可安裝在3U高度上，并且諸如I/O卡的圖形卡 618,620和622可分別直接安裝在它們的相應(yīng)主板608、610和612上，而無需提升器卡。一個HDD 616連接到主板608、610和612中的每一個，并支持前方熱插拔。用于 冷卻目的的冷卻器624可遍及3U機(jī)架600來布置，但是其優(yōu)選地布置在3U機(jī)架600內(nèi)的 中心處。如圖6B所示，3U機(jī)架600的前表面630支持三個HDD熱插拔634，并為每臺計算 機(jī)提供一組電力按鈕、狀態(tài)LED和USB端口 632。三個DC輸入端口 642和用于連接到三個 集成KVM線纜和網(wǎng)絡(luò)端口的集成KVM連接器644被布置在3U機(jī)架600的后表面640上，如 圖3C所示。另一方面，如果在3U機(jī)架600中沒有使用DC輸入，則可以用AC PSU來替換PDB 602,604和606，并且3U機(jī)架600可在其后表面640上支持AC輸入端子。圖7A是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的機(jī)架安裝的3U 4計算機(jī)的結(jié)構(gòu)的視圖。 根據(jù)本發(fā)明，如圖7A中所示，在制造用于在具有3U高度的機(jī)架700中安裝四臺計 算機(jī)的結(jié)構(gòu)的情況下，3U機(jī)架700的橫向長度被定義為50cm并且其縱向長度被定義為90 到110cm。要理解，所定義的長度基于本發(fā)明的實現(xiàn)而可變化。因為3U機(jī)架700的高度大，即3U，所以圖形卡722、724、726和728可通過被直接 插頭插入到主板710、712、714、和716來使用，而無需提升器卡。然而，為了布置四個主板， 所需要的最小橫向長度是最小ATX長度的2倍。也就是說，需要244mmX 2 = 492mm。換言 之，所需要的最小橫向長度是50cm或更大，并且所需要的最小縱向長度是90cm或更大，這 是因為與圖6A不同、需要布置四個PC板。這樣，難以在標(biāo)準(zhǔn)19英寸機(jī)架中安裝計算機(jī)，但 是僅僅在專門為本發(fā)明的實施例制造的機(jī)架中可使用計算機(jī)。在這個3U機(jī)架700上，四個主板710、712、714、和716被橫向地布置在兩個連續(xù)行 中。四個PDB 702、704、706和708供應(yīng)電力到它們的相應(yīng)主板710、712、714和716，以及 HDD底板718 ；并且可布置在它們的相應(yīng)主板710、712、714、和716的前方。此外，典型的CPU冷卻器可被安裝在3U高度上，并且諸如I/O卡的圖形卡722、 724,726和728可分別直接安裝在它們的相應(yīng)主板710、712、714和716上，而無需提升器 卡。一個HDD 720連接到主板710、712、714和716中的每一個，并支持前方熱插拔。用 于冷卻目的的冷卻器730可遍及3U機(jī)架700來布置，但是其優(yōu)選地安置在它們的相應(yīng)主板 710、712、714和716的前方和3U機(jī)架700的前表面處。如圖7B所示，3U機(jī)架700的前表面740支持四個HDD熱插拔744，并為每臺計算 機(jī)提供一組電力按鈕、狀態(tài)LED和USB端口 742。四個DC輸入端口 752和用于連接到四個 集成KVM線纜和網(wǎng)絡(luò)端口的集成KVM連接器754被布置在3U機(jī)架700的后表面750上，如 圖7C所示。另一方面，如果在3U機(jī)架700中沒有使用DC輸入，則可以用AC PSU來替換PDB702,704,706和708，并且3U機(jī)架700可在其后表面750上支持AC輸入端子。因此，如上所述，根據(jù)本 發(fā)明的實施例的機(jī)架安裝計算機(jī)將各個分布式計算機(jī)集 中在機(jī)架中，在發(fā)生錯誤的情況下容易地替換電源，并且使得能夠以前方熱插拔的方式來 容易地進(jìn)行存儲裝置的安裝和拆卸。盡管已經(jīng)結(jié)合實施例而示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可 進(jìn)行各個改變和修改，而不脫離由接下來的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
一種機(jī)架安裝計算機(jī)，包括機(jī)架系統(tǒng)中的具有2U高度的機(jī)架，所述機(jī)架具有在其中安裝的機(jī)架安裝計算機(jī)；兩個配電板(PDB)，用于基于ATX電力規(guī)范來以電壓向每個電力負(fù)載供應(yīng)所施加的DC電力；底板，用于從PDB接收電力；兩個存儲裝置，以前方熱插拔方式來連接到底板；兩個主板，按照縱向方向連續(xù)布置在機(jī)架中并被連接以從PDB接收電力，用于執(zhí)行計算任務(wù)；以及兩個輸入/輸出卡，分別連接到兩個主板，用于處理具體的輸入/輸出數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的機(jī)架安裝計算機(jī)，其中所述PDB中的每一個包括 第一降壓轉(zhuǎn)換器，用于接收DC電力以生成第一電力；開關(guān)部分，用于選擇性地輸送或中斷到負(fù)載的DC電力的供應(yīng)； 第二降壓轉(zhuǎn)換器，用于從開關(guān)部分接收DC電力，以生成第二電力； 第三降壓轉(zhuǎn)換器，用于從開關(guān)部分接收DC電力，以生成第三電力；以及 電壓監(jiān)督器，當(dāng)從所述第二降壓轉(zhuǎn)換器和第三降壓轉(zhuǎn)換器正常輸出第二電力和第三電 力時，用于生成電力信號(PW-OK)，以及當(dāng)在向所述開關(guān)部分提供的DC電力中發(fā)生過壓或 欠壓時，用于通過開關(guān)部分來中斷DC電力的供應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的機(jī)架安裝計算機(jī)，其中每個主板是ATX板或微-ATX板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的機(jī)架安裝計算機(jī)，其中所述機(jī)架具有42到44cm的橫向長度和70 到80cm的縱向長度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的機(jī)架安裝計算機(jī)，還包括集成的連接器端子，用于集成往返于主 板的信號，并被布置在機(jī)架的前表面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的機(jī)架安裝計算機(jī)，其中所述集成的連接器包括KVM、視頻、鍵盤、鼠 標(biāo)、揚聲器和以太網(wǎng)端子、以及USB端口中的至少一個。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的機(jī)架安裝計算機(jī)，還包括要安裝在機(jī)架中的輸入/輸出卡，其中 所述輸入/輸出卡連接到主板的插槽，同時被安裝在提升器卡上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的機(jī)架安裝計算機(jī)，其中所述輸入/輸出卡是圖形卡。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的機(jī)架安裝計算機(jī)，其中，如果機(jī)架系統(tǒng)接收AC電力，則替代PDB來 安裝AC電源單元(PSU)。
10.一種安裝在連接到多個終端的機(jī)架系統(tǒng)中的機(jī)架安裝計算機(jī)，包括 配電板(PDB)，用于向每個電力負(fù)載供應(yīng)DC電力；存儲裝置，以熱插拔方式連接到底板，該底板用于從PDB接收電力；主板，用于從PDB接收電力，以執(zhí)行計算；以及輸入/輸出卡，連接到主板，用于處理具體的輸入/輸出數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的機(jī)架安裝計算機(jī)，其中每個PDB基于ATX電力規(guī)范來供應(yīng)DC電力。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的機(jī)架安裝計算機(jī)，其中所述PDB包括 第一降壓轉(zhuǎn)換器，用于接收DC電力以生成第一電力；開關(guān)部分，用于選擇性地輸送或中斷到電力負(fù)載的DC電力的供應(yīng)；第二降壓轉(zhuǎn)換器，用于從開關(guān)部分接收DC電力，以生成第二電力；第三降壓轉(zhuǎn)換器，用于從開關(guān)部分接收DC電力，以生成第三電力；以及電壓監(jiān)督器，當(dāng)從所述第二降壓轉(zhuǎn)換器和第三降壓轉(zhuǎn)換器正常輸出第二電力和第三電 力時，用于生成電力信號(PW-OK)，以及當(dāng)在向所述開關(guān)部分提供的DC電力中發(fā)生過壓或 欠壓時，用于通過開關(guān)部分來中斷輸入。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的機(jī)架安裝計算機(jī)，其中所述端子連接到集成的連接器，該集成 的連接器用于集成輸入到主板和從主板輸出的信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的機(jī)架安裝計算機(jī)，其中所述集成的連接器包括KVM、視頻、鍵盤、 鼠標(biāo)、揚聲器和以太網(wǎng)端子、以及USB端口中的至少一個。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的機(jī)架安裝計算機(jī)，其中所述機(jī)架具有19英寸寬XIU高。
16.根據(jù)權(quán)利要求10的機(jī)架安裝計算機(jī)，還包括安裝在機(jī)架中的輸入/輸出卡，其中 所述輸入/輸出卡通過撓性線纜來連接到主板。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的機(jī)架安裝計算機(jī)，其中所述輸入/輸出卡是圖形卡。
18.根據(jù)權(quán)利要求10的機(jī)架安裝計算機(jī)，其中，如果所述機(jī)架系統(tǒng)接收AC電力，則替代 PDB來安裝AC電源單元(PSU)。
19.根據(jù)權(quán)利要求10的機(jī)架安裝計算機(jī)，其中，所述機(jī)架具有3U高度；兩個主板被縱向布置，并且另一主板被橫向布置從而與所述其他主板之一連續(xù)；三個圖形卡被直接安裝在相應(yīng)主板的插槽上并且連接到三個PDB和存儲裝置；熱插拔存儲裝置以及相應(yīng)主板的電力按鈕、狀態(tài)閃爍燈、和USB端口被布置在所述機(jī) 架的前表面上；以及PDB的電力輸入端口和用于集成并輸入/輸出相應(yīng)主板的輸入/輸出信號的集成連接 器端口被布置在所述機(jī)架的后表面上。
20.根據(jù)權(quán)利要求10的機(jī)架安裝計算機(jī)，其中，所述機(jī)架具有3U高度；四個主板被橫向地布置在兩行中，四個圖形卡被直接安裝在相應(yīng)主板的插槽上并且連接到四個PDB和存儲裝置；熱插拔存儲裝置以及相應(yīng)主板的電力按鈕、狀態(tài)閃爍燈、和USB端口被布置在所述機(jī) 架的前表面上；以及PDB的電力輸入端口和用于集成并輸入/輸出相應(yīng)主板的輸入/輸出信號的集成連接 器端口被布置在所述機(jī)架的后表面上。
全文摘要
一種安裝在連接到多個終端的機(jī)架系統(tǒng)中的機(jī)架安裝計算機(jī)，包括配電板(PDB)，用于向每個電力負(fù)載供應(yīng)DC電力；存儲裝置，以熱插拔方式連接到底板，該底板用于從PDB接收電力；主板，用于從PDB接收電力，以執(zhí)行計算；以及輸入/輸出卡，連接到主板，用于處理具體的輸入/輸出數(shù)據(jù)。
文檔編號G06F1/18GK101963824SQ20091026621
公開日2011年2月2日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者權(quán)元玉, 金成云 申請人:韓國電子通信研究院