云计算硬件平台的制作方法
【专利摘要】云计算硬件平台，它涉及云计算硬件【技术领域】，它包含服务器机箱、供电电源、云主板、云节点，其特征在于所述的云主板包含云节点供电插槽、主板芯片组供电插槽、芯片一、芯片二、RJ45端口、内存芯片、Flash芯片、云节点插槽、芯片三、芯片四，云节点供电插槽与云节点插槽连接，为云节点供电，主板芯片组供电插槽分别与芯片一、芯片二、芯片三、芯片四连接，芯片一分别与芯片二、内存芯片、芯片三、芯片四相互连接，芯片二与RJ45端口相互连接，云节点插槽与芯片四连接；它的硬件成本低，功耗低，综合成本低，结构紧凑，性能高，且安全性高。
【专利说明】云计算硬件平台
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及云计算硬件【技术领域】，具体涉及一种超低成本超低功耗云计算硬件平 台。
【背景技术】：
[0002] 随着信息爆炸带来的数据几何级数增长，现代社会对海量数据处理的需求越来越 多。对海量数据进行处理，就需要用到云计算、云存储技术。而目前云计算领域，还都在使 用传统的服务器作为计算节点。传统的服务器性能强劲，但是重量大、占地大、耗电大的缺 点，使云计算的硬件搭建、运营成本巨大，不是一般企业能够承担的。
[0003] 比如使用传统的服务器组成2000个节点的云平台，每台服务器的耗电按照500W 计算，每小时耗电达1000千瓦。按照每千瓦企业用电2元计算，每小时的电费就高达2000 元，每天4. 8万元！更何况2000台传统服务器超高的发热量，至少需要数百匹空调才能保 持机房的温度。不但电费非常高昂，就连准备如此大功率的供电线路，也不是一般企业能够 办到的。
[0004] 而且2000台1U服务器，都装在机架上。这里按照42U机柜安装21台服务器，每 个机柜占地2平方米（间距1. 2米计算），占地面积也要至少达到200平方米。重量近百 吨，一遍的建筑楼板都很难承受如此大的重量，机房只能建在地面上。
[0005] 目前谷歌、亚马逊等国际巨头将自己的云平台的剩余计算能力进行出租，对于一 般的中大型企业来说，搭建自己的云平台还是过于奢侈的事情。而租赁云平台的数据安全 性无法得到保障，尤其涉及企业的敏感数据，存储到第三方平台会导致很多安全问题。
[0006] 与此同时，在移动设备领域（如手机、平板电脑），一种低功耗，高效率的处理器正 在飞速发展。这种处理器就是和Intel/AMD处理器架构完全不同的ARM架构处理器。在这 些手机、平板电脑上大量采用的ARM架构处理，具有价格低、功耗低等优点，正在被越来越 多的厂商所重视。而目前国内热衷的是基于ARM的各种开发板、平板、手机、工控机等终端， 在将其用于服务器设计的还没有成功。
【发明内容】
：
[0007] 本发明的目的是提供一种云计算硬件平台，它的硬件成本低，功耗低，综合成本 低，结构紧凑，性能高，且安全性高。
[0008] 为了解决【背景技术】所存在的问题，本发明是采用如下技术方案：它包含服务器机 箱、供电电源、云主板、云节点，所述的云主板包含云节点供电插槽1、主板芯片组供电插槽 2、芯片一 3、芯片二4、RJ45端口 5、内存芯片6、Flash芯片7、云节点插槽8、芯片三9、芯片 四10,云节点供电插槽1与云节点插槽8连接，为云节点供电，主板芯片组供电插槽2分别 与芯片一 3、芯片二4、芯片三9、芯片四10连接，芯片一 3分别与芯片二4、内存芯片6、芯片 三9、芯片四10相互连接，芯片二4与RJ45端口 5相互连接，云节点插槽8与芯片四10连 接。
[0009] 所述的云节点插槽8上分别设置有SATA数据插槽8-1、SATA数据插槽8-2、SATA 供电插槽8-3、网络接口插槽8-4、节点供电插槽8-5、节点控制插槽8-6。
[0010] 所述的云节点包含ARM处理器21、USB接口 22、Nand Flash存储器23、USB Host 线一 24、USB Host线二25、HDMI显示接口 26、内存块27、远程控制针脚28、电源管理模块 29、网络接口针脚210、SATA接口针脚211，ARM处理器21分别与Nand Flash存储器23、 USBHost线一 24、USB Host线二25、HDMI显示接口 26、内存块27、远程控制针脚28、电源管 理模块29、网络接口针脚210、SATA接口针脚211相互连接，Nand Flash存储器23与USB 接口 22连接。
[0011] 本发明的云主板的功能包括：一、网络中枢；二、供电；三、监测各云节点的运行状 态；四、关机控制。
[0012] 其中网络中枢功能为云节点提供48路1G接口，8路10G接口。为上层交换机提供 2路10G接口（主备），由于主板提供了网络交换的功能，56路服务器只需要通过这两根网 线同上级交换机相连。通过集成电路而不是网线对节点供电，避免了几十条网线带来的空 间凌乱难于维护，也比传统网线更加稳固。本网络中枢同时提供IP控制功能，以确保主板 上的节点能够按照固定顺序依次获得IP地址，方便进行管理。同时提供远程管理工具，可 以通过浏览器进行访问，修改主板上各云节点的IP地址。
[0013] 云主板的另一功能是负责云节点的供电传输，为了保证服务器内部气流的通畅， 电源的供电端直接插在主板上，由主板通过PCB板上的铜线路将电输送到云节点。
[0014] 云主板含有56个云节点插槽组。每个插槽组分为两排，一排插云节点，一排插该 节点的硬盘（SATA2接口）。插云节点的插槽的接触片分别传输网络数据、电流、SATA2(与 插硬盘的SATA2插槽直接相连）。插硬盘的插槽接触片分为SATA2数据接口和电流输入，为 SATA硬盘供电；插槽以矩阵结构分布在主板上，每个插槽组占5cm x7cm的空间。所有插槽 方向一致，朝向机箱后方的散热面，在机箱内形成通畅的气流空间，有利于散热。
[0015] 云主板同时提供各节点的运行状态监控功能。在机箱前面板的位置，配有56个变 色发光二极管。分别连接到56个云节点，显示相应节点的当前状况。当发生故障时，以警 示颜色显示，是管理员可以直接看到出错的节点，及时进行更换。
[0016] 云主板还提供各节点的关机控制功能，当接收到关机指令或用户按下机箱上的关 机按钮时，云主板通过插槽上的专用针脚，向各节点发送关机信号。各节点的Linux上安装 该信号驱动，收到信号后自动进行关机。
[0017] 本发明有如下有益效果：
[0018] 一、硬件成本低；
[0019] 二、功耗低；
[0020] 三、综合成本低；
[0021] 四、结构紧凑。
【专利附图】
【附图说明】：
[0022] 图1为本发明中云主板的结构示意图，
[0023] 图2为本发明中云节点的结构示意图。
【具体实施方式】：
[0024] 参看图1-图2,本【具体实施方式】采用如下技术方案：它包含服务器机箱、供电电 源、云主板、云节点，所述的云主板包含云节点供电插槽1、主板芯片组供电插槽2、芯片一 3、芯片二4、RJ45端口 5、内存芯片6、Flash芯片7、云节点插槽8、芯片三9、芯片四10,云 节点供电插槽1与云节点插槽8连接，为云节点供电，主板芯片组供电插槽2分别与芯片一 3、芯片二4、芯片三9、芯片四10连接，芯片一 3分别与芯片二4、内存芯片6、芯片三9、芯片 四10相互连接，芯片二4与RJ45端口 5相互连接，云节点插槽8与芯片四10连接。
[0025] 所述的云节点插槽8上分别设置有SATA数据插槽8-1、SATA数据插槽8-2、SATA 供电插槽8-3、网络接口插槽8-4、节点供电插槽8-5、节点控制插槽8-6。
[0026] 所述的云节点包含ARM处理器21、USB接口 22、Nand Flash存储器23、USB Host 线一 24、USB Host线二25、HDMI显示接口 26、内存块27、远程控制针脚28、电源管理模块 29、网络接口针脚210、SATA接口针脚211，ARM处理器21分别与Nand Flash存储器23、 USBHost线一 24、USB Host线二25、HDMI显示接口 26、内存块27、远程控制针脚28、电源管 理模块29、网络接口针脚210、SATA接口针脚211相互连接，Nand Flash存储器23与USB 接口 22连接。
[0027] 本【具体实施方式】中5V直流大功率电源通过电源线插在云节点供电插槽1上，提供 电流输入；云节点供电插槽1为主板上的56个云节点供电。供电电路分布在主板上、分为 正负两极，电压为5V，连接到各节点的供电插槽15上。同时节点供电插槽按照SATA供电标 准，连接到SATA供电插槽8-3,为SATA硬盘提供电流输入。
[0028] 12V直流电源通过电源线，插在主板芯片组供电插槽2上，提供电流输入；主板芯 片组供电插槽2与主板芯片组中的芯片一 3、芯片二4、芯片三9、芯片四10相连，为这4个 芯片供电。
[0029] 芯片一 3为BCM56701芯片，是网络中枢的核心，负责进行IP分配、网络协议处理 等网络核心功能，芯片一 3与芯片二4、芯片三9、芯片四10相连，作为网络处理的CPU。
[0030] 芯片二4为BCM56801芯片，与主板上的两个RJ45网络端口 5相连，为芯片一 3与 上次交换机提供物理连接，处理网络信号的接收和发送。芯片二4可以提供10路10GB网 络1/0,其余8路分别与主板上最近的8个节点的网络接口插槽8-4相连，为这8个节点提 供10GB的网络I/O。
[0031] 芯片三9、芯片四10 -共可以提供48路1GB的网络10 ;与主板上的其余48个节 点的网络接口插槽8-4相连，为这48个节点提供1GB的网络I/O。
[0032] 内存芯片6与芯片一 3相接，用于存储需要芯片二3处理的网络数据。
[0033] Flash芯片7与芯片一 3相接，存储后者需要的软件程序。
[0034] SATA数据插槽8-1、SATA数据插槽8-2提供SATA硬盘与云节点的物理连接。这 两个插槽的内部电路是直接连接的，起的是连接SATA硬盘与云节点的连接线的作用。
[0035] 网络接口插槽8-4与芯片二4或芯片三9、芯片四10相连，为云节点提供网络1/ 0〇
[0036] 节点控制插槽8-6与ARM处理器的I/O引脚相连，接收和发送电位信号给主板。比 如关机信号、状态信号等。电位的定义通过云节点操作系统的驱动进行翻译，该定义同时存 在于主板的Flash芯片中，双方保持一致。
[0037] 本【具体实施方式】有如下有益效果：
[0038] -、硬件成本低；
[0039] 二、功耗低；
[0040] 三、综合成本低。
【权利要求】
1. 云计算硬件平台，它包含服务器机箱、供电电源、云主板、云节点，其特征在于所述的 云主板包含云节点供电插槽（1)、主板芯片组供电插槽（2)、芯片一（3)、芯片二（4)、RJ45 端口（5)、内存芯片（6)、Flash芯片（7)、云节点插槽（8)、芯片三（9)、芯片四（10)，云节点 供电插槽（1)与云节点插槽（8)连接，为云节点供电，主板芯片组供电插槽（2)分别与芯片 一（3)、芯片二（4)、芯片三（9)、芯片四（10)连接，芯片一（3)分别与芯片二（4)、内存芯片 (6)、芯片三（9)、芯片四（10)相互连接，芯片二（4)与RJ45端口（5)相互连接，云节点插槽 ⑶与芯片四（10)连接。
2. 根据权利要求1所述的云计算硬件平台，其特征在于所述的云节点插槽（8)上分别 设置有SATA数据插槽（8-1)、SATA数据插槽（8-2)、SATA供电插槽（8-3)、网络接口插槽 (8-4)、节点供电插槽（8-5)、节点控制插槽（8-6)。
3. 根据权利要求1所述的云计算硬件平台，其特征在于所述的云节点包含ARM处理器 (21)、USB 接口（22)、Nand Flash 存储器（23)、USB Host 线一（24)、USB Host 线二（25)、 HDMI显示接口（26)、内存块（27)、远程控制针脚（28)、电源管理模块（29)、网络接口针脚 (210)、SATA 接 口针脚（211)，ARM 处理器（21)分别与 Nand Flash 存储器（23)、USB Host 线一（24)、USB Host线二（25)、HDMI显示接口（26)、内存块（27)、远程控制针脚（28)、电 源管理模块（29)、网络接口针脚（210)、SATA接口针脚（211)相互连接，Nand Flash存储器 (23)与 USB 接口（22)连接。
【文档编号】G06F1/16GK104122943SQ201310147741
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月25日 优先权日:2013年4月25日
【发明者】高荣富 申请人:上海丰进信息科技有限公司