Серверная платформа

(19) RU (11) 2389058 (13) C2

(51) МПК

G06F1/18 (2006.01) H05K7/20 (2006.01)

Статус: по данным на 27.03.2012 - действуетПошлина: учтена за 4 год с 08.06.2011 по 07.06.2012

(21), (22) Заявка: 2008122601/09, 07.06.2008

(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 07.06.2008

(43) Дата публикации заявки: 20.12.2009

(56) Список документов, цитированных в отчете опоиске: RU 2321975 С2, 10.04.2008. RU 2324308 C1, 10.05.2008. RU 2316805 C1, 10.02.2008. RU 2246806 C1, 20.02.2005. RU 38092 U1, 20.05.2004. US 2005168935 A1, 04.08.2005. US 2005068716 A1, 31.03.2005. US 2004095723 A1, 20.05.2004. JP 2007-299405, 15.11.2007. JP 2004-126861 A, 22.04.2004.

Адрес для переписки: 117198, Москва, Ленинский пр-кт, 113/1, оф. Е-520, ОАО "Т-Платформы" (72) Автор(ы): Слепухин Андрей Феликсович (RU)

(73) Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Т-Платформы" (RU)

(54) СЕРВЕРНАЯ ПЛАТФОРМА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области компьютерной техники и, в частности, к серверным платформам, предназначенным для проведения высокопроизводительных вычислений и компьютерного моделирования. Серверная платформа содержит корпус, который разделен по направлению движения охлаждающего воздуха на переднюю и заднюю секции, с направляющими для блейд-серверов, блейд-серверы, блоки питания и вентиляторы. Направляющие для блейд-серверов выполнены на части длины корпуса и расположены в его задней секции. Вентиляторы попарно объединены в охлаждающие модули и размещены в передней секции корпуса, свободной от направляющих. Между блейд-серверами, которые устанавливают с задней стороны корпуса внутрь его задней секции, и охлаждающими модулями имеется свободная полость, выполняющая функцию воздушного коллектора. Блоки питания размещены над блейд-серверами таким образом, что названная полость гидравлически сообщается с пространством корпуса, в котором установлены блоки питания, а на торцевых поверхностях блейд-серверов, обращенных наружу с задней секции корпуса, выполнены разъемы межинтерфейсного обмена. Конструкция отличается простотой, удобством и имеет большой рабочий ресурс вентиляторов при меньших габаритах, что обеспечивает надежность функционирования системы охлаждения. 5 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области компьютерной техники и, в частности, к серверным платформам, предназначенным для проведения высокопроизводительных вычислений и компьютерного моделирования. Такие платформы могут успешно применяться в народном хозяйстве для обработки больших объемов информации при обработке сейсмических данных, аудио/видео информации в телекоммуникациях, проведении расчетов в области нанотехнологий, биотехнологии, а также при выполнении самых разнообразных научных и прикладных исследований.

Известно корпусное устройство (патент RU 2321975, МПК Н05К 7/20, опубл. 2008.04.10), во внутреннем объеме которого размещены электрические блоки, например блейд-серверы. Для отвода тепла, выделяющегося при работе электрических блоков, устройство снабжено системой охлаждения, имеющей подводящую и отводящую линии хладагента, которые подключены к холодильной машине. Недостатком этого устройства является сложность системы охлаждения и необходимость использования холодильной установки, которая обеспечивает отвод тела, выделяемого электрическими блоками.

Известен также приборный узел (патент RU 2316805, МПК G06F 1/20, Н05К 7/20, опубл. 2008.02.10), содержащий шкаф, во внутреннем пространстве которого размещены электрические встроенные модули. Тепло, выделяемое названными модулями, отводится с помощью системы охлаждения, содержащей блок охлаждения, который смонтирован в донной части шкафа. Воздух через охлаждающее устройство, линии подвода нагретого воздуха и нагнетания охлажденного воздуха подается с помощью вентиляторов. В качестве охлаждающего устройства применен водно-воздушный теплообменник.

Недостатком этого устройства является необходимость использования отдельного теплообменника, что увеличивает габариты установки в целом и требует подвода холодной воды, означающего усложнение конструкции и снижение ее надежности.

Для функционирования обоих вышеуказанных устройств, являющихся аналогами, необходимо наличие водяной системы охлаждения. Конструктивно более простым техническим решением может быть устройство с воздушной системой охлаждения.

В качестве прототипа выбрано устройство (заявка на патент США - US 20070207720, МПК Н05К 5/00, опубл. 2007.09.06), имеющее систему воздушного охлаждения и содержащее корпус, который разделен по направлению движения охлаждающей газовой среды на переднюю и заднюю секции, с направляющими для блейд-серверов, блейд-серверы, блоки питания и вентиляторы.

Вентиляторы установлены в задней секции корпуса, размещены за блейд-серверами и предназначены для перемещения холодного воздуха из окружающей среды через блейд-серверы, обеспечивая при этом отвод тепла от названных серверов. Стыковка отдельных блейд серверов обеспечивается посредством коммутационной платы, размещенной между блейд-серверами и вентиляторами, заключенными в отдельные блоки. В случае удаления одного или нескольких блейд-серверов из корпуса охлаждение остальных блейд-серверов может быть ухудшено, поскольку охлаждающий воздух устремляется через свободную полость (ранее занятую блейд-сервером). Эта полость имеет меньшее гидравлическое сопротивление, чем полости, занятые серверами. Для предотвращения такого эффекта в устройстве применена система заслонок, которые перекрывают доступ воздуха в незанятые блейд-серверами ячейки корпуса.

Данное устройство имеет нижеперечисленные недостатки.

- Холодный воздух, обтекая блейд-серверы, нагревается. Так как вентиляторы расположены в задней части корпуса, то они работают в напряженном тепловом режиме, поскольку через них проходит горячий воздух (вентиляторы обеспечивают прокачку воздуха через выделяющие тепло блейд-серверы). Данный фактор приводит к сокращению сроков службы вентиляторов, понижает надежность их работы.

- Расположение коммутационной платы в середине корпуса приводит к однозначной жесткой коммутации блейд-серверов. Это во многих случаях является большим неудобством в эксплуатации всего устройства в целом и, кроме того, приводит к необходимости увеличения высоты корпуса.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства, которое отличается конструктивной простотой, удобством эксплуатации, имеет больший рабочий ресурс вентиляторов, меньшие габариты и позволяет осуществлять оперативную коммутацию между отдельными блейд-серверами.

Поставленная задача решается тем, что в серверной платформе, содержащей корпус, который разделен по направлению движения охлаждающей газовой среды на переднюю и заднюю секции, с направляющими для блейд-серверов, блейд-серверы, блоки питания и вентиляторы, направляющие для блейд-серверов выполнены на части длины корпуса и расположены в его задней части, вентиляторы попарно объединены в охлаждающие модули и размещены в передней части корпуса, свободной от направляющих. Блейд-серверы установлены в направляющих с задней стороны корпуса внутрь его задней секции. Названные серверы и охлаждающие модули так размещены внутри корпуса, что между ними имеется свободная полость, выполняющая функцию воздушного коллектора.

Блоки питания размещены над блейд-серверами таким образом, что названная полость гидравлически сообщается с пространством корпуса, в котором установлены блоки питания, а на наружных торцевых поверхностях блейд-серверов, расположенных на задней стороне корпуса, выполнены разъемы межинтерфейсного обмена.

Конструктивно охлаждающие модули могут содержать корпус с передней решетчатой панелью и два установленных друг над другом вентилятора, причем крепление модуля к корпусу серверной платформы осуществляют посредством разъемного соединения.

Корпус серверной платформы может быть выполнен со съемной верхней крышкой и внутри корпуса размещены направленные вдоль его длины перегородки, образующие направляющие для устанавливаемых сзади блейд-серверов.

Внутри корпуса серверной платформы над блейд-серверами и перпендикулярно по отношению к направляющим блейд-серверов размещают поперечную перегородку, предназначенную для установки узлов коммутации электропитания между блейд-серверами.

Блоки питания могут выполняться в виде автономных модулей, каждый из которых имеет корпус с размещенными внутри него элементами питания и вытяжным вентилятором.

В качестве разъемов межинтерфейсного обмена возможно применение «InfiniBand» или «Ethernet».

Сущность изобретения поясняется графическими материалами.

На фиг.1 представлена схема серверной платформы.

Фиг.2 - схематический вид платформы спереди.

Фиг.3 - схематический вид платформы сзади.

Фиг.4 - вид серверной панели спереди в изометрии.

Фиг.5 - вид серверной панели сзади в изометрии.

Фиг.6 - изображение стойки с серверными платформами спереди.

Фиг.7 - изображение стойки с серверными платформами сзади.

Серверная платформа содержит корпус 1, который по направлению движения охлаждающего воздуха (показано стрелками) делится на переднюю 2 и заднюю секции 3. В продольных направляющих, которые выполнены на части длины корпуса в задней секции корпуса, установлены блейд-серверы 4. В передней секции 2 корпуса 1 размещены охлаждающие модули 5, снабженные вентиляторами 6. Между названными модулями и блейд-серверами 4 имеется полость 7, выполняющая функцию воздушного коллектора. Над блейд-серверами размещены блоки питания 8, снабженные вытяжными вентиляторами 9. Полость 7 гидравлически через канал 10 сообщается с блоками питания 8. На наружных торцевых поверхностях блейд-серверов, расположенных на задней стороне корпуса, выполнены разъемы 11, 12 межинтерфейсного обмена, например «InfiniBand» или «Ethernet».

Конструктивно охлаждающие модули могут быть выполнены в виде коробчатого корпуса 13 (фиг.4) с передней решетчатой панелью 14 и двумя установленными друг над другом вентиляторами. Крепление каждого из модулей к корпусу серверной платформы осуществляют посредством разъемного соединения, например винтового соединения.

Как видно из фиг.4, корпус 1 серверной платформы выполнен разборным и снабжен верхней крышкой 15. Внутри корпуса смонтированы перегородки 16, являющиеся направляющими для блейд-серверов 4 и образующими ячейки, в которые сзади внутрь задней секции корпуса устанавливают названные блейд-серверы. Стыковка блейд-серверов с блоками питания обеспечивается посредством поперечной перегородки 17 (фиг.4), на которой размещены узлы коммутации 18. Блоки питания 8 так же как и блейд-серверы установлены с задней стороны корпуса и над ними. В принципе блоки питания могут быть размещены и под блейд-серверами. В каждом из блоков питания внутри его корпуса установлен вытяжной вентилятор.

Серверную платформу эксплуатируют следующим образом. Серверы размещают в серверной стойке в несколько рядов по высоте (фиг.6, 7). При подаче электропитания на электронные блоки каждой из серверных платформ воздух из помещения, в котором установлена стойка, вентиляторами 6 блока охлаждения 5 начинает нагнетаться внутрь корпуса 1 платформы. Холодный воздух из блока охлаждения подается вентиляторами в полость 7, выполняющую функцию воздушного коллектора. Из последнего воздух распределяется между ячейками, в которых установлены блейд-серверы 4, а также поступает в канал 10. Этот канал гидравлически связан с полостями, в которых размещены блоки питания 8. Воздух, проходя сквозь ячейки, охлаждает блейд-серверы и выбрасывается наружу с задней стороны корпуса. Размещенный в каждом из боков питания 8 вентилятор 9 обеспечивает перемещение холодного воздуха из полости 7 насквозь через тепловыделяющие элементы блока, обеспечивая их охлаждение. Нагретый в блоках питания воздух также выбрасывается в окружающую среду.

Размещение блейд-серверов в задней секции корпуса позволило обеспечить легкую кабельную коммутацию серверов в результате свободного доступа к внешним разъемам 11, 12 межинтерфейсного обмена, например «InfiniBand» или «Ethernet», с использованием внешнего коммутатора 19.

Компоновка серверной платформы в соответствии с настоящим изобретением позволила получить следующие преимущества по сравнению с прототипом:

- повышение надежности функционирования системы охлаждения в результате расположения вентиляторов блока охлаждения в холодной зоне;

- увеличение срока службы вентиляторов и уменьшение эксплуатационных расходов в результате их эксплуатации при комнатной температуре;

- упрощение конструкции серверной платформы;

- уменьшение высоты серверной платформы за счет сокращения затрат на коммуникационное оборудование;

- возможность подключения стандартных периферийных плат расширения уменьшенного размера (low profile) за счет размещения блейд-сервера в задней секции серверной платформы;

- увеличение плотности размещения оборудования в стандартной серверной стойке высотой 42 U до 8 серверных платформ (обычно это не более 4-6 платформ в стойке).

В соответствии с настоящим изобретением разработана серверная платформа, основные характеристики которой показаны в табл.1. Характеристики блейд-сервера показаны в табл.2.

Табл.1

Основные характеристики Значения

Форм-фактор и количество blade-модулей 10 двухпроцессорных модулей с «горячей заменой» в шасси высотой 5U

Питание 8 блоков питания по 650 Вт с избыточностью N+1

Энергопотребление шасси (max.) 4350 Вт

Охлаждение 10 вентиляторов с «горячей заменой» в передней секции серверной платформы

Рабочая температура 10-35°С

Габаритные размеры (ВхШхГ), мм 220×430×740

Табл.2

Основные характеристики Значения

Количество процессоров 2

Слоты расширения 1 слот расширения PCI-Express 2.0×16

Интерконнект любой, включая ConnectX DDR и QDR InfiniBand, а также 10G Ethernet

Габаритные размеры (ВхШхГ), мм 44×170×605

Опытная эксплуатация серверных платформ, выполненных в соответствии с настоящим изобретением в Научно-исследовательском вычислительном центре (НИВЦ) МГУ им. М.В.Ломоносова, показала их высокую надежность и эффективность.

Формула изобретения

1. Серверная платформа, содержащая корпус, который разделен по направлению движения охлаждающего воздуха на переднюю и заднюю секции, с направляющими для блейд-серверов, блейд-серверы, блоки питания и вентиляторы, отличающаяся тем, что направляющие для блейд-серверов выполнены на части длины корпуса и расположены в его задней секции, вентиляторы попарно объединены в охлаждающие модули и размещены в передней секции корпуса, свободной от направляющих, причем между блейд-серверами, которые устанавливают с задней стороны корпуса внутрь его задней секции, и охлаждающими модулями имеется свободная полость, выполняющая функцию воздушного коллектора, блоки питания размещены над блейд-серверами таким образом, что названная полость гидравлически сообщается с пространством корпуса, в котором установлены блоки питания, а на торцевых поверхностях блейд-серверов, обращенных наружу с задней секции корпуса, выполнены разъемы межинтерфейсного обмена.

2. Серверная платформа по п.1, отличающаяся тем, что охлаждающие модули содержат корпус с передней решетчатой панелью и два установленных друг над другом вентилятора, крепление модуля к корпусу серверной платформы осуществляют посредством разъемного соединения.

3. Серверная платформа по п.1, отличающаяся тем, что корпус серверной платформы выполнен со съемной верхней крышкой и внутри корпуса размещены направленные вдоль его длины перегородки, образующие направляющие для устанавливаемых сзади блейд-серверов.

4. Серверная платформа по п.1, отличающаяся тем, что внутри корпуса серверной платформы над блейд-серверами и перпендикулярно по отношению к направляющим блейд-серверов размещена поперечная перегородка, предназначенная для установки узлов коммутации электропитания между блейд-серверами.

5. Серверная платформа по п.1, отличающаяся тем, что блоки питания выполнены в виде автономных модулей, каждый из которых имеет корпус, внутри которого размещены элементы питания и вытяжной вентилятор.

6. Серверная платформа по п.1, отличающаяся тем, что в качестве разъемов межинтерфейсного обмена использованы «InfiniBand» или «Ethernet».

РИСУНКИ

Поиск по сайту: