CN104820474A - 一种云服务器主板、云服务器及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种云服务器主板、云服务器及其实现方法，云服务器主板上集成多个SOC，每个SOC外接DIMM和SATA连接器；每个SOC分别与PCIe Switch芯片、GbE Switch芯片互联，所述PCIe Switch芯片、所述GbE Switch芯片均与背板连接器互联，所述背板连接器与管理系统互联，所述管理系统与PHY芯片互联，所述PHY芯片分别与所述GbE Switch芯片、RJ45接口互联。由于本申请实施例提供的方案，在云服务器主板上集成多个SOC，并集成PCIe Switch、GbE Switch芯片实现内部互联和外部互联，从而可以实现在高度较低的机箱中也可以放入所述云服务器主板正常使用，不需要对现有机柜进行较大改动。

Description

一种云服务器主板、云服务器及其实现方法

技术领域

本申请涉及云服务器技术领域，尤其涉及一种云服务器主板、云服务器及其实现方法。

背景技术

一般云服务器需要在标准机箱中集成多块中央处理器(CPU，CentralProcessing Unit)芯片，目前应用较多的事在一块基板上插多块CPU卡，每块CPU卡上集成一颗CPU芯片。

采用在一块基板上插入多块CPU卡的方式，其主要缺点是高度较高，不能在1U高度中实现，一般需要2U或者4U高度。当现有机柜高度不够时，则需要对现有机柜做较大的改动。

现有技术不足在于：

采用一块基板插入多块CPU卡的方式导致高度较高，不能在1U高度中实现。

发明内容

本申请实施例提出了一种云服务器主板、云服务器及其实现方法，以解决现有技术中采用一块基板插入多块CPU卡的方式导致高度较高，不能在1U高度中实现的技术问题。

本申请实施例提供了一种云服务器主板，所述云服务器主板上集成多个片上系统SOC，每个SOC均外接DIMM和SATA连接器；

在所述云服务器主板上，每个SOC均与PCIe Switch芯片、GbE Switch芯片互联，所述PCIe Switch芯片、所述GbE Switch芯片均与背板连接器互联，所述背板连接器与管理系统互联，所述管理系统与物理层PHY芯片互联，所述PHY芯片分别与所述GbE Switch芯片、RJ45接口互联。

本申请实施例还提供了一种云服务器，在云服务器机箱内平行放置有多块上述云服务器主板。

本申请实施例提供了一种云服务器的实现方法，包括如下步骤：

在云服务器机箱内平行放置多块云服务器主板，每块主板上集成多个片上系统SOC；

将每个SOC外接DIMM和SATA连接器；

将每个SOC分别与PCIe Switch芯片、GbE Switch芯片连接，将所述PCIeSwitch芯片、所述GbE Switch芯片分别与背板连接器连接，将所述背板连接器与管理系统连接，将所述管理系统与PHY芯片连接，将所述PHY芯片分别与所述GbE Switch芯片、RJ45接口连接。

有益效果如下：

本申请实施例所提供的云服务器主板、云服务器及其实现方法，每块云服务器主板上集成多个片上系统SOC，每个SOC外接小型双列直插式内存模块SODIMM和SATA连接器，每个SOC分别与PCIe Switch芯片、GbE Switch芯片互联，所述PCIe Switch、所述GbE Switch芯片分别与背板连接器互联，所述背板连接器与管理系统互联，所述管理系统与PHY芯片互联，所述PHY芯片分别与所述GbE Switch芯片、RJ45接口互联。现有技术需要在底板上垂直插入多块CPU卡，CPU卡的宽度与机箱的高度在同一方向，导致当机箱高度较低时无法插入CPU卡；而本申请实施例提供的方案，每块主板上集成多个SOC，并集成PCIe Switch、GbE Switch芯片实现内部互联和外部互联，可以理解为是将CPU直接集成在底板上，在机箱内与机箱底部平行，所述云服务器主板的宽度与机箱的宽度在同一方向，所述云服务器主板的长度与机箱的长度在同一方向，确保主板高度不会过高，当现有机箱高度较低时，也可以将所述云服务器主板放入机箱内正常使用，不需要对现有机箱进行较大改动。

附图说明

下面将参照附图描述本申请的具体实施例，其中：

图1示出了本申请实施例中云服务器主板的结构示意图；

图2示出了本申请实施例中云服务器主板的电路示意图；

图3示出了本申请实施例中云服务器1U机箱内的结构示意图；

图4示出了本申请实施例中云服务器的实现方法实施的流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本说明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

针对现有技术的不足，本申请实施例提出了一种云服务器主板、云服务器及其实现方法，下面进行说明。

图1示出了本申请实施例云服务器主板的结构示意图，如图所示，所述云服务器主板(也可以称为CPU主板)上集成多个片上系统(SOC，System onChip)，每个SOC均外接双列直插式内存模块(DIMM，Dual In-line MemoryModule)和串行高级技术附件(SATA，Serial Advanced Technology Attachment)连接器；

在所述云服务器主板上，每个SOC均与PCIe Switch芯片、GbE Switch芯片互联，所述PCIe Switch芯片、所述GbE Switch芯片均与背板连接器互联，所述背板连接器与管理系统互联，所述管理系统与物理层PHY芯片互联，所述PHY芯片分别与所述GbE Switch芯片、RJ45接口互联。

SOC可以称为系统级芯片或者片上系统，是指将系统的一些关键部件集成在一块芯片上。在本申请实施例中，SOC可以采用Intel Avoton SOC，由于SOC作为单片集成器件，不需要连接南桥、北桥等芯片组，因此，减小了外围器件的数量，有利于PCB板卡的小尺寸实现；另一方面，由于Intel Avoton SOC系列功耗较低，最高不到20W，因此，可以在功耗一定、尺寸有限的机箱中插入更多的数据处理卡。

具体实施中，也可以采用其他类型的SOC，本申请对此不作限制。

在本申请实施例中，每个SOC外部可以连接DIMM和SATA作为存储系统，具体实施时可以在每个SOC上外接2根小型双列直插式内存模块(SODIMM，Small Outline Dual In-line Memory Module)内存条和1个SATA连接器，通过选焊器件设置供电引脚，可以连接1个SATA硬盘或1个DOMSATA硬盘(也即SATA接口的固态硬盘或者SATA接口的DOM电子硬盘)。

PCIe Switch芯片，也即PCI(Peripheral Component Interconnect)Express以太网芯片；GbE Switch芯片，也即Gigabit Ethernet千兆以太网芯片；PHY芯片则为物理层芯片。

在具体实施时，云服务器主板的电源系统上下电时序可以通过复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable Logic Device)控制，实现起来较为简单，可以根据具体的SOC要求进行编程控制，兼容性较强。

本申请实施例提供的云服务器主板上集成了多个SOC，可以平行放置于机箱内，确保云服务器主板的高度不会过高，即使在1U机箱内也可以使用。当现有的机柜高度较低时，也可以直接在现有机柜的空间内放置所述云服务器主板，从而达到与现有机柜兼容，不需要对现有机柜做较大改动的目的。

另外，现有技术在基板上插入多块CPU卡的方式导致尺寸较大、重量较大，不方便整体插拔操作，而本申请实施例由于每块CPU主板上集成了多个SOC，可以进行整体插拔操作，且可以实现热插拔，插拔云服务器主板时不用机柜断电，不影响系统其它部分的正常工作。

实施中，每个SOC可以通过千兆以太网GbE接口连接到四通道小型可插拔接口(QSFP，Quad Small Form-factor Pluggable)。

本申请实施例中每个SOC连接一路千兆以太网GbE到四通道SFP接口QSFP，可以实现SOC直接外部互联。

实施中，所述GbE Switch芯片可以通过串行器/解串器SERDES接口与前面板小型热插拔器件SFP+连接。

其中，SFP(Small Form-factor Pluggable)可以简单理解为GBIC的升级版本，GBIC(Gigabit Interface Converter)是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件，SFP+可以理解为用和SFP一样的尺寸传输10G的信号的器件。

本申请实施例中每个SOC可以通过GbE Switch芯片到背板连接器，然后再通过SERDES到前面板SFP+，实现外部互联。

实施中，所述管理系统可以通过简化的吉比特媒体独立接口(RGMII，Reduced Gigabit Media Independent Interface)与PHY互联直接连接到外部电口，和/或，所述管理系统可以通过PHY进行RGMII转串行千兆位媒体独立接口(SGMII，Serial Gigabit Media Independent Interface)再通过所述GbE Switch芯片连接到背板连接器，和/或，所述管理系统可以通过PHY芯片进行RGMII转SGMII再通过所述GbE Switch芯片连接到外部电口。

本申请实施例中，管理系统对外接口可以包括：

1)RGMII直接通过PHY芯片到外部电口，即板级管理系统(BMC，Baseboard Management Controller)的网络直接与外部互联设备相连；

2)通过PHY芯片进行RGMII转SGMII，到GbE Switch芯片，再到背板连接器；

3)通过PHY芯片进行RGMII转SGMII，到GbE Switch芯片，再到外部电口。

本申请实施例中管理系统可以采用多种方式与外部接口，从而可以满足不同应用下的管理系统不同实现方式。

实施中，所述管理系统包括BMC和辅助芯片(CC，Companion Chip)。

BMC的功能可以是自动检测、管理系统事件，把发生的事件记录在非易失的系统事件日志中，记录的事件类型可以包括温度超标、电压超标、风扇故障、机箱入侵，BMC还可以根据机箱系统温度情况实现风扇的自动转速调节等等。CC可以用来扩展BMC接口，帮助BMC实现管理更多的CPU系统。

本申请实施例中管理系统可以采用BMC+CC的设计方式，也即只用一个BMC器件就可以实现管理系统。

本申请实施例所提供的云服务器主板，直接将CPU集成在底板上，平行机箱底部放置，也即，云服务器主板的宽度与机箱的宽度在同一方向上；而现有技术中CPU卡是垂直插入底板上的，也即CPU卡的宽度与机箱的高度在同一方向上。因此，与现有技术相比，本申请实施例所提供的云服务器主板即使在机箱高度较低的情况下也可以正常放入，无需对现有机箱进行改动。

除此之外，本申请实施例所提供的云服务器主板还可以支持热插拔，也即，在插拔云服务器主板时，无需机箱断电，也不影响云服务器系统其他部分的正常工作。

实施中，所述云服务器主板上集成8个SOC。

在本申请实施例中，云服务器主板上可以集成多个SOC，但考虑到散热、芯片尺寸等限制，一般可以放置8个SOC。

为了便于本申请的实施，下面以集成8个SOC作为实例进行说明。

图2示出了本申请实施例中云服务器主板的电路示意图，如图所示，主板包括8个SOC，分别为CPU NODE0～CPU NODE7。每个CPU NODE对外均通过DDR3连接两个SODIMM(SODIMM0、SODIMM1)，以及通过一路SATA3.0与1个SATA连接器(SATA Con)连接。

每个CPU NODE均通过一路GbE与QSFP互联、通过两路GbE与GbE_SW互联、通过4路PCIe与PCIe_SW互联，PCIe_SW与背板连接器通过8路PCIe互联，GbE_SW与背板连接器通过1路GbE互联。

GbE_SW与SFP+通过1路SERDES互联、与PHY通过2路SERDES或GbE互联。

PHY与RJ45互联，且PHY通过1路RGMII与管理系统BMC+CC互联，BMC+CC与背板连接器通过I2C互联。

电源系统通过CPLD控制上下电时序。

在本申请实施例中，系统数据链路可以包括PCIe，GbE，SATA 3套互联系统：

PCIe互联系统为内部互联系统，即8颗SOC可以通过PCIe Switch互联。也可以通过PCIe Switch到背板，实现外部互联。

GbE互联系统为内部互联系统，即8颗SOC可以通过GbE Switch互联。也可以作为外部互联系统，每颗SOC连接一路GbE到QSFP，可以实现SOC直接外部互联，也可以通过GbE Switch到背板，到前面板SFP+，实现外部互联。

SATA互联系统为存储系统，每颗SOC出2个port，一个port作为内部接口，即数据处理卡上的SATA接口，一个port作为外部接口，通过基板上其他系统连接SATA硬盘。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种云服务器，在云服务器机箱内平行放置有多块上述云服务器主板。

一般情况下，云服务器机箱有1U、2U、4U等不同尺寸，在机箱内平行放置可以理解为是与机箱底部所在平面平行。

实施中，在1U机箱内左右两侧分别放置两块上述云服务器主板。

图3示出了本申请实施例中云服务器1U机箱内的结构示意图，如图所示，1U机箱内左右两侧分别放置两块上述云服务器主板。

在本申请实施例中，在不同尺寸的机箱内可以放置多块云服务器主板，由于机箱大小是固定的，如果要在机箱内放置更多的云服务器主板，则每块主板的尺寸就需要相应的缩小。

基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了一种云服务器的实现方法，下面进行说明。

图4示出了本申请实施例中云服务器的实现方法实施的流程示意图，如图所示，所述方法可以包括如下步骤：

步骤401、在云服务器机箱内平行放置多块云服务器主板，每块主板上集成多个SOC；

步骤402、将每个SOC外接DIMM和SATA连接器；

步骤403、将每个SOC分别与PCIe Switch芯片、GbE Switch芯片连接，将所述PCIe Switch芯片、所述GbE Switch芯片分别与背板连接器连接；

步骤404、将所述背板连接器与管理系统连接，将所述管理系统与PHY芯片连接，将所述PHY芯片分别与所述GbE Switch芯片、RJ45接口连接。

实施中，所述方法可以进一步包括：

将每个SOC通过千兆以太网GbE接口连接到四通道小型可插拔QSFP接口。

实施中，所述方法可以进一步包括：

将所述GbE Switch芯片连接串行器/解串器SERDES到前面板SFP+。

实施中，所述方法可以进一步包括：

将所述管理系统通过RGMII与PHY芯片互联直接连接到外部电口；

和/或，

将所述管理系统通过PHY芯片进行RGMII转SGMII再通过所述GbESwitch芯片连接到背板连接器；

和/或，

将所述管理系统通过PHY芯片进行RGMII转SGMII再通过所述GbESwitch芯片连接到外部电口。

实施中，所述方法可以进一步包括：

将每个SOC设置2个接口，一个接口作为内部SATA接口，另一个作为外部接口与SATA硬盘或DOM SATA硬盘连接。

本申请实施例通过在1U高度的机箱中放置2块CPU主板，每块CPU主板上集成8个SOC，确保云服务器主板的高度不会过高，当现有的机柜高度较低时，也可以直接在现有机柜的空间左右分布2块CPU主板，从而达到与现有机柜兼容，不需要对现有机柜做较大改动的目的。

本申请实施例所提供的云服务器主板、云服务器及其实现方法，可以适用于密度较高、功耗限制较严格的云服务器系统。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

Claims (10)

1.一种云服务器主板，其特征在于，所述云服务器主板上集成多个片上系统SOC，每个SOC均外接双列直插式内存模块DIMM和串行高级技术附件SATA连接器；

在所述云服务器主板上，每个SOC均与PCIe Switch芯片、GbE Switch芯片互联，所述PCIe Switch芯片、所述GbE Switch芯片均与背板连接器互联，所述背板连接器与管理系统互联，所述管理系统与物理层PHY芯片互联，所述PHY芯片分别与所述GbE Switch芯片、RJ45接口互联。

2.如权利要求1所述的云服务器主板，其特征在于，每个SOC均通过千兆以太网GbE接口连接到四通道小型可插拔QSFP接口。

3.如权利要求1所述的云服务器主板，其特征在于，所述GbE Switch芯片通过串行器/解串器SERDES接口与前面板小型热插拔器件SFP+连接。

4.如权利要求1所述的云服务器主板，其特征在于，所述管理系统通过简化的吉比特媒体独立接口RGMII与PHY芯片互联直接连接到外部电口；和/或，所述管理系统通过PHY芯片进行RGMII转串行千兆位媒体独立接口SGMII之后再通过所述GbE Switch芯片连接到背板连接器；和/或，所述管理系统通过PHY芯片进行RGMII转SGMII再通过所述GbE Switch芯片连接到外部电口。

5.如权利要求1所述的云服务器主板，其特征在于，所述管理系统包括板级管理系统BMC和辅助芯片CC。

6.如权利要求1所述的云服务器主板，其特征在于，所述云服务器主板上集成8个SOC。

7.一种云服务器，其特征在于，在云服务器机箱内平行放置有多块如权利要求1至6任一所述的云服务器主板。

8.如权利要求7所述的云服务器，其特征在于，在1U机箱内左右两侧分别放置两块如权利要求1至6任一所述的云服务器主板。

9.一种云服务器的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：

在云服务器机箱内平行放置多块云服务器主板，每块主板上集成多个片上系统SOC；

将每个SOC外接双列直插式内存模块DIMM和SATA连接器；

将每个SOC分别与PCIe Switch芯片、GbE Switch芯片连接，将所述PCIeSwitch芯片、所述GbE Switch芯片分别与背板连接器连接；

将所述背板连接器与管理系统连接，将所述管理系统与PHY芯片连接，将所述PHY芯片分别与所述GbE Switch芯片、RJ45接口连接。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括：

将所述管理系统通过RGMII与PHY芯片互联直接连接到外部电口；

和/或，

将所述管理系统通过PHY芯片进行RGMII转SGMII再通过所述GbESwitch芯片连接到背板连接器；

和/或，

将所述管理系统通过PHY芯片进行RGMII转SGMII再通过所述GbESwitch芯片连接到外部电口。