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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Computeranordnung, umfassend eine Systemplatine, wenigstens einen auf der Systemplatine angeordneten Prozessor wenigstens einen Lüfter, sowie wenigstens eine Speichervorrichtung.
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Derartige Computeranordnungen, beispielsweise in Form von Rackservern, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Zur Steuerung der wenigstens einen Speichervorrichtung weisen derartige Computeranordnungen Controller (engl.: Storage Controller) auf, die auf oder an der Systemplatine angeordnet sind. Der wenigstens eine Lüfter bläst Kühlluft zum Kühlen des Prozessors, des Controllers, sowie weiterer auf oder an der Systemplatine angeordneter Komponenten in Richtung eines Bereichs, in dem diese auf der Systemplatine angeordnet ist.
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Die
DE 10 2012 109 853 A1 betrifft eine Anordnung für ein Computersystem, welche eine Wärme erzeugende Erweiterungskarte und eine Kühlvorrichtung mit Lüfter aufweist.
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Die
DE 10 2011 015 145 A1 betrifft eine Kühlungsanordnung eines Computers, wobei der Computer ein Gehäuse mit einem Motherboard, einen Kühlkörper auf einem Wärmeerzeugenden Bauteil des Motherboards sowie zumindest einen Lüfter zur Erzeugung eines aktiven Luftstromes aufweist, der den Kühlkörper in einer ersten Richtung durchströmen kann.
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Die
DE 102 25 915 B4 betrifft einen Computer mit einem Motherboard, einer Stromversorgung, einem Einbauplatz für ein 5 1/4-Zoll-Laufwerk und einem Einbauplatz für ein 3 1/2-Zoll-Laufwerk.
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Die
WO 00/74 458 A1 betrifft eine Gehäuseanordnung zur Aufnahme elektronischer Baugruppen, insbesondere ein flaches Desktop-PC-oder Multimedia-Gehäuse, wobei im Gehäuseinneren ein im Wesentlichen zur Bodenplatte parallel und von dieser höhenmässig beabstandet verlaufender Frischluftkanal vorgesehen ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alternative Computeranordnung zu beschreiben.
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Die oben genannte Aufgabe wird durch eine Computeranordnung gelöst, die eine Systemplatine, wenigstens einen auf der Systemplatine angeordneten Prozessor, wenigstens einen Lüfter, wenigstens eine Speichervorrichtung und einen Controller zur Steuerung der wenigstens einen Speichervorrichtung umfasst. Der wenigstens eine Prozessor ist in einem ersten Bereich angeordnet. Die wenigstens eine Speichervorrichtung und der Controller sind in einem zweiten Bereich angeordnet. Der wenigstens eine Lüfter ist zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich angeordnet.
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Vorteilhaft hierbei ist es, dass der Controller zur Steuerung der wenigstens einen Speichervorrichtung in dem zweiten Bereich mit kühler Frischluft gekühlt wird. Eine Kühlung des Controllers ist auf diese Weise deutlich effektiver, als wenn der Controller zusammen mit dem Prozessor und weiteren wärmeerzeugenden Komponenten, wie beispielsweise Speichermodulen, in dem zweiten Bereich angeordnet ist. Ein weiterer Vorteil hierbei ist es, dass bei der hier beschriebenen Computeranordnung wertvoller Platz auf der Systemplatine für andere Komponenten frei wird. Auf diese Weise steht in dem ersten Bereich an der Systemplatine zusätzlicher Platz für Input/Output-Karten zur Verfügung.
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In wenigstens einer Ausgestaltung ist der Controller auf einer Standard-Formfaktor PCIe-Karte (Peripheral Component Interconnect Express-Karte) angeordnet.
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Vorteilhaft hierbei ist es, dass eine kostengünstige Herstellung des Controllers zur Steuerung der wenigstens einen Speichervorrichtung möglich ist. In diesem Fall werden keine speziell angefertigten Controller für die Steuerung der wenigstens einen Speichervorrichtung benötigt. Des Weiteren ermöglicht dies eine flexible Austauschbarkeit des Controllers, da derartige Standard-Formfaktor PCIe-Karten weit verbreitet und gut erhältlich sind. Beispielsweise bei Einführung einer neuen Speichertechnologie kann ein auf dem Markt befindlicher Controller in die Konfiguration des Gerätes aufgenommen werden und muss nicht eigenständig neu entwickelt werden. Standard-Formfaktor PCIe-Karten sind beispielsweise Full-Lenght-, Half-Lenght-, Full-Height- oder Low-Profile-PCIe-Karten.
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In wenigstens einer Ausgestaltung zeigt eine Richtung eines von dem wenigstens einen Lüfter erzeugten Luftstroms von dem ersten in den zweiten Bereich.
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In diesem Fall ist der Controller zur Steuerung der wenigstens einen Speichervorrichtung sowie die wenigstens eine Speichervorrichtung in einem Bereich angeordnet, in dem der wenigstens eine Lüfter einen Unterdruck erzeugt. Die Richtung des von dem wenigstens einen Lüfter erzeugten Luftstroms verläuft insbesondere im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckungsebene der Systemplatine und ist ferner insbesondere auf den Prozessor sowie weitere auf der Systemplatine angeordnete, wärmeerzeugende Komponenten gerichtet.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den angehängten Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der angehängten Figuren beschrieben. In den Figuren werden für Elemente mit im Wesentlichen gleicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet, diese Elemente müssen jedoch nicht in allen Einzelheiten identisch sein. Elemente mit gleichen Bezugszeichen werden mitunter nur bei ihrem ersten Auftreten in den Figuren genauer beschrieben. Diese Beschreibungen gelten dementsprechend auch für die anderen Figuren.
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In den Figuren zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Computeranordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 2 eine schematische Darstellung einer Computeranordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
- 3 eine schematische Darstellung einer Computeranordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Computeranordnung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 zeigt eine Draufsicht auf die Computeranordnung 1. Die Computeranordnung 1 stellt in diesem Ausführungsbeispiel einen Rackserver mit einer Höheneinheit dar. Eine derartige Anordnung kann jedoch auch bei beliebigen anderen Rackservern oder sonstigen Computersystemen verwendet werden.
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Die Computeranordnung 1 umfasst ein Chassis 2, in dem eine Systemplatine 3 angeordnet ist. Die Systemplatine 3 ist parallel zu einer Bodenplatte 21 des Chassis 2 angeordnet.
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Auf der Systemplatine 3 sind eine erste Stromversorgungseinheit 7, eine zweite Stromversorgungseinheit 8, ein Prozessor 9, sowie weitere, hier nicht gezeigte Wärme erzeugende Komponenten, wie beispielsweise Speichermodule, angeordnet. Ferner ist auf der Systemplatine 3 ein Bereich X vorgesehen, in dem Input/Output-Komponenten (I/O-Komponenten), beispielsweise I/O-Karten, angeordnet werden können.
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Die erste Stromversorgungseinheit 7 und die zweite Stromversorgungseinheit 8 sind an einem einer Rückwand 4 des Chassis 2 zugewandten Ende der Systemplatine 3 angeordnet. Dies gewährleistet ein einfaches Anschließen externer Stromanschlüsse, sowie ein einfaches Entnehmen bzw. Einschieben der Stromversorgungseinheiten 7, 8 über Öffnungen in der Rückwand 4. Der Bereich X für die I/O-Komponenten befindet sich ebenfalls an einem der Rückwand 4 zugewandten Ende der Systemplatine 3. So können externe I/O-Anschlüsse über Schnittstellen in der Rückwand 4 an die entsprechenden I/O-Komponenten angeschlossen werden.
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Des Weiteren sind in dem Chassis 2 mehrere Lüfter 18 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel sind sechs Lüfter 18 mittels einer gemeinsamen Lüfterbefestigung 20 an der Bodenplatte 21 des Chassis 2 befestigt. Selbstverständlich können aber auch mehr oder weniger Lüfter 18 an der Lüfterbefestigung 20 angebracht sein. Die Lüfter 18 sind parallel ausgerichtet und erzeugen einen Kühlluftstrom in dem Chassis 2 in Richtung eines Pfeils R.
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Ferner sind in dem Chassis 2 mehrere Speichervorrichtungen 11 angeordnet. Die Speichervorrichtungen 11 sind in einem Bereich einer Vorderseite 10 des Chassis 2 angeordnet. Die Vorderseite 10 liegt an einem der Rückwand 4 gegenüberliegenden Ende des Chassis 2. Bei den Speichervorrichtungen 11 handelt es sich beispielsweise um magnetische Festplatten (Harald Disk Drives, HDDs), Halbleiterlaufwerke (Solid State Drives, SSDs), oder Hybridfestplatten (Hybrid Hard Drives, HHDs).
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Die Speichervorrichtungen 11 sind mittels Steckverbindungen 12 mit einer Backplane 13 verbunden. Die Backplane 13 ist eine Platine, die sich parallel zu der Vorderseite 10 des Chassis 2 erstreckt und über die ein elektrischer Anschluss der Speichervorrichtungen 11 an einen Datenbus der Computeranordnung 1 bereitgestellt wird. Die Speichervorrichtungen 11 können über Öffnungen in der Vorderseite 10 des Chassis 2 eingeschoben und entnommen werden.
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Auf einer den Speichervorrichtungen 11 abgewandten Seite der Backplane 13 ist ein Controller 14 (engl.: Storage Controller) zur Steuerung der Speichervorrichtungen 11 und eine Midplane-Platine 16 angeordnet. Der Controller 14 ist auf einer Standard-Formfaktor PCIe-Karte 19 (Peripheral Component Interconnect Express-Karte) angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der PCIe-Karte 19 um eine Karte gemäß dem Standard-Formfaktor: Low-Profile/Full-Length. Selbstverständlich können aber auch andere Standard-Formfaktoren verwendet werden.
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Die Speichervorrichtungen 11 sind beispielsweise als RAID-System (Redundant Array of Independent Disks-System) aufgebaut. Der Controller 14 regelt beispielsweise eine RAID-Steuerung des RAID-Systems. Ferner ist der Controller 14 beispielsweise dazu eingerichtet, Speicher-Snapshots der Speichervorrichtungen 11 anzulegen, eine schlanke Speicherzuweisung (engl.: thin provisioning) und/oder bei unterschiedlichen Typen von Speichervorrichtungen 11 ein automatisches Daten-Tiering durchzuführen.
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Der Controller 14 ist über einen CEM-Steckverbinder 15 (Card Elektromechanical-Steckverbinder) gemäß der Standard „PCI Express Card Electromechanical Specification Revision 3.0“ vom 21. Juli 2013 an die Midplane-Platine 16 angeschlossen.
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Eine Haupterstreckungsebene der Midplane-Platine 16 liegt parallel zu einer Haupterstreckungsebene der Backplane 13, parallel zur Vorderseite 10 des Chassis 2. Mechanisch ist die Midplane-Platine 16 an der Bodenplatte 21 befestigt. Hierfür weist die Bodenplatte 21 eine entsprechende Mechanik auf, die in den Innenraum des Chassis 2 ragt und die Midplane-Platine 16 beispielsweise über Führungen mitnimmt. Alternativ oder zusätzlich kann die Midplane-Platine 16 an der Backplane 13 befestigt sein.
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Für PCIe-Karten, wie die hier verwendete Standard-Formfaktor PCIe-Karte 19 mit dem Controller 14, sind CEM-Steckverbinder, wie der hier verwendete CEM-Steckverbinder 15, ein weit verbreiteter Standard. Auf diese Weise können in der hier gezeigten Computeranordnung 1 handelsübliche PCIe-Karten für den Controller 14 verwendet werden.
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Die Midplane-Platine 16 ist an einen PCIe-Bus auf der Systemplatine 3 über ein Kabel 17 angeschlossen. Über diese Verbindung ist somit auch der Controller 14 an den PCIe-Bus angeschlossen. Alternativ ist es auch möglich, den Controller 14 direkt über das Kabel 17 an den PCIe-Bus auf der Systemplatine 3 anzuschließen. Über ein weiteres Kabel 17` ist der Controller 14 für eine Ansteuerung der Speichervorrichtungen 11 mit der Backplane 13 elektrisch verbunden.
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Die Computeranordnung 1 umfasst einen ersten Bereich A und einen zweiten Bereich B. Der erste Bereich A erstreckt sich von der Rückwand 4 des Chassis 2 entlang eines Teils der ersten Seitenwand 5 und der zweiten Seitenwand 6 des Chassis 2. In diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich der erste Bereich A von der Rückwand 4 in etwa über etwas weniger als zwei Drittel eines Innenraums des Chassis 2.
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Der zweite Bereich B erstreckt sich von der Vorderseite 10 ebenfalls entlang eines Teils der ersten bzw. zweiten Seitenwand 5, 6. In diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich der zweite Bereich B von der Vorderseite 10 in etwa über etwas weniger als ein Drittel des Innenraums des Chassis 2.
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Der erste Bereich A umschließt in diesem Ausführungsbeispiel die gesamte Systemplatine 3 mitsamt der darauf angeordneten Komponenten. Insbesondere befindet sich der Prozessor 9, die Stromversorgungseinheiten 7, 8 und die weiteren auf der Systemplatine 3 angeordneten, hier nicht gezeigten, wärmeerzeugenden Komponenten in dem ersten Bereich A.
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Der zweite Bereich B umschließt in diesem Ausführungsbeispiel die Speichervorrichtungen 11, die Backplane 13, die Midplane-Platine 16 und die PCIe-Karte 19 mit dem Controller 14.
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Zwischen dem ersten Bereich A und den zweiten Bereich B sind die Lüfter 18 angeordnet. Die Lüfter 18 sind in einer Reihe parallel zur Rückwand 4 und der Vorderseite 10 des Chassis 2 angeordnet und bezüglich einer Richtung eines von den Lüftern 18 erzeugten Luftstroms parallel ausgerichtet. Der von den Lüftern 18 erzeugte Kühlluftstrom in Richtung des Pfeils R zeigt von dem zweiten Bereich B in den ersten Bereich A, um die in dem ersten Bereich A angeordenten Elemente zu kühlen. Die Lüfter 18 saugen Luft aus dem zweiten Bereich B an, sodass in dem zweiten Bereich B ein Unterdruck entsteht. Dieser Unterdruck erzeugt in dem zweiten Bereich B den Kühlluftstrom, mit dem zum Beispiel der Controller 14 gekühlt wird.
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In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Controller 14 an einem der zweiten Seitenwand 6 zugewandten Ende des zweiten Bereichs B angeordnet. Alternativ ist es selbstverständlich auch möglich, den Controller 14 und entsprechend die Midplane-Platine 16 mittig zwischen erster Seitenwand 5 und zweiter Seitenwand 6 oder in einem Bereich der ersten Seitenwand 5 anzuordnen.
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2 zeigt eine schematische Anordnung einer Computeranordnung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß 2 gleicht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1. Im Folgenden wird lediglich auf wesentliche Unterschiede zwischen dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel eingegangen.
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Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist die PCIe-Karte 19 mit dem Controller 14 über einen CEM-Steckverbinder 15 direkt auf die Backplane 13 gesteckt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird keine Midplane-Platine, wie sie in 1 gezeigt ist, verwendet. Dies ermöglicht eine zusätzliche Kosteneinsparung sowie einen geringeren Materialverbrauch und einen geringeren Zeitaufwand bei einem Zusammenbau der Computeranordnung 1. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Backplane 13 direkt über ein Kabel 17 mit dem PCIe-Bus der Systemplatine 3 verbunden. Die die Backplane 13 führt über das Kabel 17 gesendete Signale über den CEM-Steckverbinder 15 zu dem Controller 14.
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Wie mit Bezug auf 1 beschrieben kann auch hier der Controller 14 mittig zwischen erster Seitenwand 5 und zweiter Seitenwand 6 oder in einem Bereich der ersten Seitenwand 5 an der Backplane 13 angebracht sein.
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3 zeigt eine schematische Anordnung einer Computeranordnung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das dritte Ausführungsbeispiel gemäß 3 gleicht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1. Im Folgenden wird lediglich auf wesentliche Unterschiede zwischen dem dritten und dem ersten Ausführungsbeispiel eingegangen.
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Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß 3 erstreckt sich die Systemplatine 3 nicht nur in dem ersten Bereich A, sondern zusätzlich bis in den zweiten Bereich B. Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel reicht die Systemplatine 3 fast bis zur Backplane 13.
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In diesem dritten Ausführungsbeispiel sind die Lüfter 18 über die Lüfterbefestigung 20 nicht auf der Bodenplatte 21 des Chassis 2, sondern auf der Systemplatine 3 befestigt. Die Midplane-Platine 16 ist direkt mittels eines CEM-Steckverbinders auf die Systemplatine 3 gesteckt. Alternativ wäre es auch möglich, auf die Midplane-Platine 16 in diesem Ausführungsbeispiel zu verzichten und die PCIe-Karte 19 mit dem Controller 14 direkt mittels dem CEM-Steckverbinder 15 auf die Systemplatine 3 zu stecken. In diesem Fall wäre die PCIe-karte 19 nicht parallel zur Systemplatine 3 in der Computeranordnung 1 angeordnet, sondern senkrecht zur Systemplatine 3. In beiden Fällen ist ein elektrischer Anschluss des Controllers 14 an einen PCIe-Bus auf der Systemplatine 3 ohne zusätzliches Kabel, wie es gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird, möglich.
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Wie mit Bezug auf 1 beschrieben kann auch hier der Controller 14 mittig zwischen erster und zweiter Seitenwand 5, 6, oder in einem Bereich der ersten Seitenwand 5 an der Backplane 13 angebracht sein.
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Die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele haben gemein, dass eine Kühlung des Controllers 14 effektiv durch den von den Lüftern 18 erzeugten Unterdruck in dem zweiten Bereich B gewährleistet ist. Insbesondere wird der Controller 14 nicht mit erwärmter Abluft von auf der Systemplatine 3 angeordneten Komponenten gekühlt. Zusätzlich wird von der PCIe-Karte 19, auf der der Controller 14 angeordnet ist, kein Steckplatz in dem Bereich X für I/O-Komponenten belegt, was eine höhere I/O-Bandbreite der Computeranordnung 1 zur Folge hat. Insbesondere in Rackservern mit einer Höheneinheit sind derartige Steckplätze für I/O-Komponenten nur in stark begrenzter Anzahl vorhanden. Darüber hinaus ist ein effizienter Anschluss des Controllers 14 an die Speichervorrichtungen 11 gewährleistet, dadurch, dass sowohl der Controller 14 als auch die Speichervorrichtungen 11 in dem zweiten Bereich B angeordnet sind.
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Die Verwendung einer Midplane-Platine 16, wie sie gemäß den 1 und 3 gezeigt ist, ermöglicht ein Anschließen der PCIe-Karte 19 mit dem Controller 14 an die Backplane 13 auch dann, wenn an der Backplane 13 kein Platz für einen Anschluss des CEM-Steckverbinders 15 zur Verfügung steht. Außerdem fallen auf diese Weise keine Vorhaltekosten für den Anschluss des CEM-Steckverbinders 15 an die Backplane 13 an, was vorteilhaft ist, falls eine Systemkonfiguration keinen Controller 14 benötigt und auf diesen verzichtet werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Computeranordnung
- 2
- Chassis
- 3
- Systemplatine
- 4
- Rückwand des Chassis
- 5
- erste Seitenwand des Chassis
- 6
- zweite Seitenwand des Chassis
- 7
- erste Stromversorgungseinheit
- 8
- zweite Stromversorgungseinheit
- 9
- Prozessor
- 10
- Vorderseite des Chassis
- 11
- Speichervorrichtung
- 12
- Steckverbindung
- 13
- Backplane
- 14
- Controller
- 15
- CEM-Steckverbinder
- 16
- Midplane-Platine
- 17, 17'
- Kabel
- 18
- Lüfter
- 19
- Standard-Formfaktor PCIe-Karte
- 20
- Lüfterbefestigung
- 21
- Bodenplatte des Chassis
- A
- erster Bereich
- B
- zweiter Bereich
- X
- Bereich für I/O-Komponenten
- R
- Pfeil