一種集中安裝pcie卡的裝置制造方法
【專利摘要】一種集中安裝PCIE卡的裝置，包括背板、設(shè)置在背板上的PCIE卡槽和PCIE接插件、與背板連接的獨(dú)立電源以及PCIE轉(zhuǎn)接卡，所述PCIE卡槽通過PCIE總線與所述PCIE接插件連接，所述PCIE接插件通過PCIE線纜與PCIE轉(zhuǎn)接卡連接，本裝置實(shí)現(xiàn)計算機(jī)系統(tǒng)和PCIE卡的分離供電，可以任意支持高功耗的PCIE卡，不再受限于計算機(jī)系統(tǒng)電源的限制，并可以使用多個電源設(shè)計，解決了供電的難題。
【專利說明】—種集中安裝PCIE卡的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種安裝PCIE卡的裝置。
【背景技術(shù)】:
[0002]PCIE bus總線技術(shù)現(xiàn)在已被廣泛應(yīng)用到計算機(jī)系統(tǒng)中，最近intel公司推出了最 新一代Xeon CPU，它的一個非常重要的特色就是把PCIE bus集成到CPU內(nèi)部，而不像以前 那樣需要借助于橋片組引出PCIE bus，可見PCIE bus技術(shù)的重要性和PCIE bus生命周期 的長遠(yuǎn)性。目前使用PCIE bus最常用的方法就是在PC機(jī)、服務(wù)器等計算機(jī)系統(tǒng)的PCIE槽 上插入PCIE卡，或者采用LOM (Locate On Motherboard)方式把PCIE卡上相關(guān)的電路放置 到主板上。這種方式存在如下缺點(diǎn):1、電源功耗大，電源設(shè)計困難；PCIE卡和其所在的PC、 服務(wù)器等計算機(jī)系統(tǒng)共用一個電源，增加了電源設(shè)計的負(fù)擔(dān)。例如在機(jī)架服務(wù)器領(lǐng)域，特別 是對于1U、2U (1U=4.445cm)服務(wù)器，對于一個高性能的兩路SMP架構(gòu)的服務(wù)器，功耗可以 達(dá)到400W，如果插入一個高性能的功耗達(dá)300W的GPU加速卡的話，功耗可以達(dá)到700W。而 且對于這樣的系統(tǒng)，往往只允許插入一個電源，所以設(shè)計一款能支持700W功耗的電源還是 具有非常大的挑戰(zhàn)性，而且價格比較昂貴。如果支持2塊以上的GPU加速卡的話，電源的設(shè) 計會更加困難。2、散熱問題難于解決；在計算機(jī)系統(tǒng)中，CPU、內(nèi)存和chipsets是主要的發(fā) 熱器件，如果插入大功率PCIE卡的話，PCIE卡也是一個主要的發(fā)熱源。對于目前絕大多數(shù) 系統(tǒng)，PCIE卡的位置是處在整個系統(tǒng)出風(fēng)口的位置，周圍溫度比較高，散熱環(huán)境惡劣，增加 了散熱設(shè)計的難題。3、PCIE卡的尺寸受限；PCIE卡標(biāo)準(zhǔn)分為半高半長、全高半長、全高全 長等，目前高性能的PCIE卡，特別是GPU卡的尺寸都接近于全高全長，而大多數(shù)計算機(jī)系統(tǒng) 一是限制于成本的緣故，二是受限于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的緣故，很難專為PCIE卡預(yù)留這樣寬闊的空 間。這樣存在一個PCIE卡高性能和空間相互制約的問題。4、PCIE卡的數(shù)量受限；為了追 求計算機(jī)系統(tǒng)更高的性能，人們希望插入越來越多的PCIE卡，但目前計算機(jī)系統(tǒng)由于受限 于功耗、散熱和機(jī)構(gòu)等方面的因素，往往只能插入I塊，少數(shù)情況下插入2塊PCIE卡，而插 入更多的PCIE卡的情況很少見。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]本發(fā)明目的提供一種獨(dú)立放置PCIE卡的設(shè)備，支持更多的PCIE卡，實(shí)現(xiàn)目前計算 機(jī)系統(tǒng)更高的IO吞吐能力和更高的計算性能。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種集中安裝PCIE卡的裝置，包括 背板、設(shè)置在背板上的PCIE卡槽和PCIE接插件、與背板連接的獨(dú)立電源以及PCIE轉(zhuǎn)接卡， 所述PCIE卡槽通過PCIE總線與所述PCIE接插件連接，所述PCIE接插件通過PCIE線纜與 PCIE轉(zhuǎn)接卡連接。
[0005]進(jìn)一步的，背板上設(shè)有PCIE交換芯片，至少一個所述PCIE卡槽通過PCIE交換芯 片與所述PCIE接插件連接。
[0006]進(jìn)一步的，所述PCIE轉(zhuǎn)接卡上設(shè)有金手指。[0007]進(jìn)一步的，所述PCIE卡槽適用于半高半長、全高半長或者全高全長的PCIE卡插 入。
[0008]進(jìn)一步的，所述PCIE卡槽的接口包括PCIE4X、PCIE8X或PCIE16X。
[0009]進(jìn)一步的，所述PCIE交換芯片為PEX8647。
[0010]進(jìn)一步的，所述背板上設(shè)有風(fēng)扇組。
[0011]進(jìn)一步的，所述風(fēng)扇組內(nèi)設(shè)有自動控制電路，所述自動控制電路控制風(fēng)扇組的風(fēng) 扇轉(zhuǎn)速。
[0012]進(jìn)一步的，所述風(fēng)扇組設(shè)置在所述PCIE卡槽與所述PCIE交換芯片之間。
[0013]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明得到的有益效果是:
[0014]1、本裝置實(shí)現(xiàn)計算機(jī)系統(tǒng)和PCIE卡的分離供電，可以任意支持高功耗的PCIE卡， 不再受限于計算機(jī)系統(tǒng)電源的限制，并可以使用多個電源設(shè)計，解決了供電的難題。
[0015]2、本裝置擁有獨(dú)立的散熱系統(tǒng)——風(fēng)扇組，可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)行功耗的大小設(shè)計散 熱方案，并實(shí)現(xiàn)對風(fēng)扇自動的調(diào)速，解決了大功率PCIE卡的散熱難題，并相應(yīng)減輕了所要 使用PCIE卡的計算機(jī)系統(tǒng)的散熱壓力。
[0016]3、本裝置背板可擁有多個PCIE槽，PCIE槽的數(shù)量、PCIE信號寬度(例如是PCIE8X， 還是PCIE16X)根據(jù)具體的設(shè)計需求而定，可以支持任意規(guī)格的PCIE卡，包括標(biāo)準(zhǔn)尺寸的 PCIE卡和用戶任意定做的PCIE卡。
[0017]4、PCIE卡可以靈活的移動和拆卸，本專利的裝置可以靈活的移動，需要時移動到 所要使用的計算系統(tǒng)旁邊進(jìn)行連接，不需要時可以移走，十分的靈活。
[0018]5、本裝置的多個PCIE卡槽可以通過一個PCIE交換芯片與一個PCIE接插件連接， 實(shí)現(xiàn)了 PCIE switch (交換)功能，使一個計算機(jī)系統(tǒng)可以擁有多塊PCIE卡。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的側(cè)視圖；
[0021]其中，I背板，2PCIE卡槽，3PCIE接插件，4PCIE轉(zhuǎn)接卡，5PCIE線纜，6獨(dú)立電源， 7PCIE交換芯片，8風(fēng)扇組。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0023]如圖1和圖2所示的實(shí)施例，一種集中安裝PCIE卡的裝置，包括背板1、設(shè)置在背 板I上的PCIE卡槽2和PCIE接插件3、與背板I連接的獨(dú)立電源6以及PCIE轉(zhuǎn)接卡4， PCIE卡槽2通過PCIE總線與PCIE接插件3連接，PCIE接插件3通過PCIE線纜5與PCIE 轉(zhuǎn)接卡4連接；背板I上設(shè)有多個PCIE卡槽2，能夠支持標(biāo)準(zhǔn)半高半長(半高:68.90mm, 半長:16.70mm)、或者全高半長(全高:111.15mm,半長:16.70mm)、或者全高全長(全高: 111.15mm，半長:312mm)的PCIE卡插入，在背板上還設(shè)計有PCIE交換芯片7，PCIE交換芯片 7的作用是可以把上行接口的一條PCIE bus分成多條PCIE bus分別與多個PCIE卡槽2連 接，實(shí)現(xiàn)上行接口所連接的PCIE設(shè)備可以連接多個PCIE卡，在圖1中只示例了一分二的情 況，例如PCIE交換芯片7可以采用PLX公司的PEX8647，實(shí)現(xiàn)上行接口是PCIE16X bus，下行接口是2個PCIE16X bus。當(dāng)然可以使用其他PCIE交換芯片7實(shí)現(xiàn)一分三、一分四等情 況，并可以實(shí)現(xiàn)上行或者下行接口是PCIE1X，PCIE4X，PCIE8X，PCIE16X等形式。背板I上設(shè) 有的PCIE卡槽2，在具體的設(shè)計中需要根據(jù)背板I的大小合理的設(shè)置PCIE卡槽2的個數(shù)， PCIE卡槽2可以設(shè)計為PCIE4X，PCIE8X，PCIE16X等形式。本裝置中的PCIE線纜5 —端用 于連接背板I上的PCIE接插件3，即PCIE交換芯片7提供的PCIE上行接口，另一端用于連 接PCIE轉(zhuǎn)接卡4，PCIE線纜5可以采用PCIE16X形式，或者采用PCIE8X形式。PCIE轉(zhuǎn)接卡 4是一個帶金手指的PCIE卡，插在服務(wù)器或者PC等計算機(jī)設(shè)備的PCIE槽上，實(shí)現(xiàn)其PCIE bus信號轉(zhuǎn)接外引到PCIE卡槽2上；PCIE轉(zhuǎn)接卡4只實(shí)現(xiàn)PCIE bus信號外引的作用，上面 可以沒有任何器件，或者放置一些增強(qiáng)PCIE信號驅(qū)動能力的芯片，整塊卡的發(fā)熱量極低， 減輕所要插入機(jī)器的散熱負(fù)擔(dān)。本裝置設(shè)有獨(dú)立的供電系統(tǒng)，在背板I上設(shè)有插座，與獨(dú)立 電源6連接，獨(dú)立電源6為本裝置單獨(dú)供電。本裝置還設(shè)有獨(dú)立的散熱系統(tǒng)，散熱系統(tǒng)是指 在背板I上設(shè)置的風(fēng)扇組8，風(fēng)扇組8設(shè)置在PCIE卡槽2與PCIE交換芯片7之間，同時給 PCIE卡、PCIE交換芯片7進(jìn)行散熱；在圖1中示意了 N個風(fēng)扇，風(fēng)扇個數(shù)、大小需要根據(jù)系 統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)來確定，風(fēng)扇組8中的風(fēng)扇內(nèi)設(shè)有自動控制電路，自動控制電路控制風(fēng)扇組8 的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，可以根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的功耗自動靈活的調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。
[0024]以圖1所示的設(shè)備來闡述裝置具體的工作方法。
[0025]假設(shè)一臺服務(wù)器有I個PCIE槽，把I個PCIE轉(zhuǎn)接卡4插入該P(yáng)CIE槽中，該P(yáng)CIE 槽通過PCIE線纜5與設(shè)置在背板I上的I個PCIE接插件3連接，該P(yáng)CIE接插件3通過 PCIE交換芯片7與2個PCIE卡槽2連接，2個PCIE卡槽2分別插入所要求使用的PCIE卡； 于是一臺服務(wù)器可以同時使用2個PCIE卡，與原先服務(wù)器只能使用本身I個PCIE卡的情 況相比，PCIE卡數(shù)量增加了 I倍，如果采用一分四的PCIE交換芯片設(shè)計，那PCIE卡使用數(shù) 量可以是原先的4倍?？梢钥闯霰緦＠O(shè)計的PCIE設(shè)備裝置，大大增強(qiáng)系統(tǒng)IO吞吐能力 和計算性能。
[0026]最后應(yīng)該說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡 管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可 以對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修 改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種集中安裝PCIE卡的裝置，其特征在于:包括背板(I)、設(shè)置在背板(I)上的PCIE 卡槽(2)和PCIE接插件(3)、與背板(I)連接的獨(dú)立電源(6)以及PCIE轉(zhuǎn)接卡(4)，所述 PCIE卡槽(2 )通過PCIE總線與所述PCIE接插件(3 )連接，所述PCIE接插件(3 )通過PCIE 線纜(5)與PCIE轉(zhuǎn)接卡(4)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述背板(I)上設(shè)有PCIE交換芯片(7)，至 少一個所述PCIE卡槽(2)通過PCIE交換芯片(7)與所述PCIE接插件(3)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述PCIE轉(zhuǎn)接卡(4)上設(shè)有金手指。
4.如權(quán)利要求1任一所述的裝置，其特征在于:所述PCIE卡槽(2)適用于半高半長、全 高半長或者全高全長的PCIE卡插入。
5.如權(quán)利要求1任一所述的裝置，其特征在于:所述PCIE卡槽(2)包括PCIE4X、PCIE8X 或PCIE16X。
6.如權(quán)利要求1任一所述的裝置，其特征在于:所述PCIE交換芯片(7)為PEX8647。
7.如權(quán)利要求1-6任一所述的裝置，其特征在于:所述背板(I)上設(shè)有風(fēng)扇組(8)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于:所述風(fēng)扇組(8)內(nèi)設(shè)有自動控制電路，所述 自動控制電路控制風(fēng)扇組(8)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于:所述風(fēng)扇組(8)設(shè)置在所述PCIE卡槽(2) 與所述PCIE交換芯片(7)之間。
【文檔編號】G06F1/18GK103593015SQ201210294689
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月17日
【發(fā)明者】鄭臣明, 邵宗有, 沙超群, 王英, 梁發(fā)清 申請人:曙光信息產(chǎn)業(yè)(北京)有限公司