一种存储服务器的制作方法

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种存储服务器。

背景技术：

随着云服务和大数据的快速发展，网络的工作负载越来越大。为了满足工作负载，需要不断提高存储服务器的性能。

现有技术中，存储服务器主要由硬盘和主板构成，硬盘直接与主板连接。主板设置有连接硬盘的接口，存储服务器中的硬盘直接与主板上的接口相连。现有的主板上用于连接硬盘的接口收到主板大小等因素的限制，数量较少。以现有的1U的存储服务器为例，现有的1U存储服务器中，一般具有连接8块硬盘的接口。

通过上述描述可见，现有技术的存储服务器中的硬盘数量较少，存储密度较低。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种存储服务器，能够提高存储密度。

本发明实施例提供了一种存储服务器，包括：

主板、硬盘连接单元、至少一个存储单元、连接板；其中，

每个所述存储单元包括：至少一个硬盘；

所述主板与所述硬盘连接单元相连；

所述硬盘连接单元与所述连接板相连；

所述连接板与所述至少一个存储单元相连；

所述连接板用于扩展所述硬盘连接单元支持的硬盘的数量。

进一步地，所述硬盘连接单元包括：SAS(Serial Attached SCSI，串行连接SCSI接口)卡；

所述连接板包括：SAS扩展芯片、至少一个存储单元接口；

所述SAS扩展芯片与所述至少一个存储单元接口相连；

所述SAS卡与所述SAS扩展芯片相连；

所述至少一个存储单元接口与所述至少一个存储单元相连。

进一步地，每个所述存储单元还包括：硬盘背板；

所述硬盘连接在所述硬盘背板上；

所述硬盘背板通过金手指与所述存储单元接口相连。

进一步地，所述连接板还用于通过所述金手指为所述至少一个存储单元供电。

进一步地，所述存储单元与所述存储单元接口之间的SAS信号通过所述金手指传输。

进一步地，还包括：托盘、机箱；

所述至少一个存储单元紧密并排插在所述连接板上；

所述至少一个存储单元平铺在所述托盘上；

所述连接板部署在所述托盘上；

所述托盘位于所述机箱内部。

进一步地，所述托盘与所述机箱滑动连接，可从所述机箱中抽出。

进一步地，所述机箱的高度为1U。

进一步地，所述至少一个存储单元，包括：3个第一存储单元和1个第二存储单元；

所述第一存储单元包括：4个3.5英寸的硬盘、第一硬盘背板；

所述第二存储单元包括：4个2.5英寸的SSD(Solid State Drives，固态硬盘)、第二硬盘背板；

所述第一存储单元的4个3.5英寸的硬盘紧密并排插在所述第一存储单元的第一硬盘背板上；

所述第二存储单元的4个2.5英寸的SSD紧密并排插在所述第二存储单元的第二硬盘背板上；

所述第一硬盘背板和所述第二硬盘背板均插在所述连接板上。

进一步地，所述第二存储单元位于任一所述第一存储单元的下层。

进一步地，所述SAS卡通过SAS线缆与所述SAS扩展芯片相连。

进一步地，所述主板上设置有MEZZ(mezzanine，中间层连接器)，所述主板通过所述MEZZ与所述SAS卡相连。

进一步地，所述SAS扩展芯片上行包括8个SAS通道，下行包括16个SAS通道；

所述SAS扩展芯片上行的8个SAS通道与所述SAS卡相连；

所述SAS扩展芯片下行的16个SAS通道与所述至少一个存储单元相连。

在本发明实施例中，在存储服务器中设置连接板，通过连接板扩展硬盘连接单元支持的硬盘的数量，使得存储服务器中硬盘的数量增加，存储单元与连接板相连，无需与连接在主板上的硬件连接单元相连，使得存储服务器能够容纳更多的硬盘，提高了存储密度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种存储服务器的示意图；

图2是本发明一实施例提供的另一种存储服务器的示意图；

图3是本发明一实施例提供的一种存储服务器的主板的拓扑图；

图4是本发明一实施例提供的一种存储服务器的分布图；

图5是本发明一实施例提供的一种存储服务器的内部示意图；

图6是本发明一实施例提供的一种存储服务器的内部连接图；

图7是本发明一实施例提供的一种存储服务器的连接板的拓扑图；

图8是本发明一实施例提供的一种存储服务器的第一硬盘背板的拓扑图；

图9是本发明一实施例提供的一种存储服务器的第二硬盘背板的拓扑图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种存储服务器，包括：

主板101、硬盘连接单元102、至少一个存储单元103、连接板104；其中，

每个所述存储单元103包括：至少一个硬盘；

所述主板101与所述硬盘连接单元102相连；

所述硬盘连接单元102与所述连接板104相连；

所述连接板104与所述至少一个存储单元103相连；

所述连接板104用于扩展所述硬盘连接单元支持的硬盘的数量。

在本发明实施例中，在存储服务器中设置连接板，通过连接板扩展硬盘连接单元支持的硬盘的数量，使得存储服务器中硬盘的数量增加，存储单元与连接板相连，无需与连接在主板上的硬件连接单元相连，使得存储服务器能够容纳更多的硬盘，提高了存储密度。

在本发明一实施例中，所述硬盘连接单元包括：SAS卡；

所述连接板包括：SAS扩展芯片、至少一个存储单元接口；

所述SAS扩展芯片与所述至少一个存储单元接口相连；

所述SAS卡与所述SAS扩展芯片相连；

所述至少一个存储单元接口与所述至少一个存储单元相连。

在本实施例中，通过SAS扩展芯片扩展出更多的SAS通道，能够支持更多的硬盘。

具体地，所述SAS扩展芯片上行包括8个SAS通道，下行包括16个SAS通道；

所述SAS扩展芯片上行的8个SAS通道与所述SAS卡相连；

所述SAS扩展芯片下行的16个SAS通道与所述至少一个存储单元相连。

在本实施例中，SAS扩展芯片将SAS卡的8个SAS通道扩展为16个SAS通道，每个通道可以支持1个硬盘，使得存储服务器能够支持16个硬盘。

在本发明一实施例中，所述SAS卡通过SAS线缆与所述SAS扩展芯片相连。

为了减小主板的尺寸，在本发明一实施例中，所述主板上设置有MEZZ，所述主板通过所述MEZZ与所述SAS卡相连。

一般来说，主板是通过PCIE插槽与SAS卡相连的，PCIE插槽占用空间较大，在本实施例中，通过MEZZ代替PCIE插槽与SAS卡相连，MEZZ的占用的空间比PCIE插槽小，有利于减小主板的尺寸，进而存储单元可以使用存储服务器中更多的空间，使得存储服务器中可以加载更多的硬盘，提高了存储服务器的存储密度。

在本发明一实施例中，每个所述存储单元还包括：硬盘背板；

所述硬盘连接在所述硬盘背板上；

所述硬盘背板通过金手指与所述存储单元接口相连。

在本实施例中，硬盘背板通过金手指与存储单元接口相连，在金手指上可以传输多种信号，例如：SAS信号、电信号等，减少了各种信号线，节省了空间，进而存储单元可以使用存储服务器中更多的空间，使得存储服务器中可以加载更多的硬盘，提高了存储服务器的存储密度，另外，避免使用大量信号线，减小了布线的难度。

具体地，所述存储单元与所述存储单元接口之间的SAS信号通过所述金手指传输。

具体地，所述连接板还用于通过所述金手指为所述至少一个存储单元供电。

存储服务器还包括供电单元，供电单元用于为存储服务器供电；

供电单元通过线缆与连接板相连，向连接板传输电信号，使得连接板可以为存储单元供电。

供电单元通过线缆与主板相连，为主板供电。供电单元还用于为存储服务器提供电源转换和硬盘供电。

在本发明一实施例中，还包括：托盘、机箱；

所述至少一个存储单元紧密并排插在所述连接板上；

所述至少一个存储单元平铺在所述托盘上；

所述连接板部署在所述托盘上；

所述托盘位于所述机箱内部。

在本实施例中，所有的硬盘紧凑布局在托盘上，节省空间。

在本发明一实施例中，所述托盘与所述机箱滑动连接，可从所述机箱中抽出。在托盘从机箱中抽出后，托盘中的硬盘仍然可以正常使用，实现了硬盘的热拔插。

在本发明一实施例中，所述机箱的高度为1U。在高度为1U的机箱中，采用本发明实施例中的布局，可以较多的硬盘。

在本发明一实施例中，所述至少一个存储单元，包括：3个第一存储单元和1个第二存储单元；

所述第一存储单元包括：4个3.5英寸的硬盘、第一硬盘背板；

所述第二存储单元包括：4个2.5英寸的固态硬盘SSD、第二硬盘背板；

所述第一存储单元的4个3.5英寸的硬盘紧密并排插在所述第一存储单元的第一硬盘背板上；

所述第二存储单元的4个2.5英寸的SSD紧密并排插在所述第二存储单元的第二硬盘背板上；

所述第一硬盘背板和所述第二硬盘背板均插在所述连接板上。

在本实施例中，该存储服务器支持16块硬盘。每个硬盘均可以与SAS扩展芯片下行的16个SAS通道相连。在存储服务器的高度为1U的情况，根据本发明实施例的布局，仍然能够设置16块硬盘，大于现有技术中的1U的存储服务器。

在本实施例中，每个存储单元中的硬盘紧密并排插在硬盘背板上，使得硬盘之间的空隙较小，布局紧凑，节省了空间，进而使得存储服务器能够布局更多的硬盘，提高存储密度。

在本发明一实施例中，所述第二存储单元位于任一所述第一存储单元的下层。由于第二存储单元的尺寸较小，可以布局在第一存储单元的下层，节省了存储服务器的空间，使得存储服务器能够设置更多的硬盘，提高存储服务器的存储密度。

如图2所示，本发明实施例提供的一种存储服务器，包括：

主板201、SAS卡202、3个第一存储单元、1个第二存储单元、连接板；

连接板，包括：SAS扩展芯片203、4个存储单元接口204；

主板201上设置有MEZZ，主板通过MEZZ与SAS卡202相连；

SAS卡202通过SAS线缆与SAS扩展芯片203相连；

SAS扩展芯片203与每个存储单元接口204相连；

第一存储单元包括：4个3.5英寸的硬盘205、第一硬盘背板206；

第二存储单元包括：4个2.5英寸的SSD207、第二硬盘背板208；

第一存储单元的4个3.5英寸的硬盘205紧密并排插在第一存储单元的第一硬盘背板206上；

第二存储单元的4个2.5英寸的SSD 207紧密并排插在第二存储单元的第二硬盘背板208上；

第一硬盘背板206和第二硬盘背板208均插在存储单元接口204上，第一硬盘背板206和第二硬盘背板208均通过金手指与存储单元接口204相连；

该存储服务器的高度为1U。

另外，该存储服务器还可以包括：托盘、机箱；

第一存储单元和第二存储单元均紧密并排插在连接板的存储单元接口上；

第一存储单元和第二存储单元平铺在托盘上；

第二存储单元位于任一第一存储单元的下层；

连接板部署在托盘上；

托盘位于机箱内部，主板也位于机箱内部；

托盘与机箱滑动连接，可从机箱中抽出。

存储单元接口可以为插槽形式。

在本发明实施例中，高度为1U的存储服务器中部署了12块3.5英寸的硬盘和4块2.5英寸的硬盘，与现有的1U的存储服务器相比，增加了硬盘的数量，提高了存储密度。

其中，SAS卡可以是SAS3008卡，为主板提供SAS 12G支持。上述的3.5英寸的硬盘可以是SAS/SATA硬盘。SAS扩展芯片采用LSI Expander方案。存储单元中的SAS信号以及存储单元中的LED信号通过金手指传输，硬盘12V及5V电压以及存储单元中的LED所需的3.3V电压同样通过金手指提供。

本发明实施例中，存储服务器还可以包括：

前控板、FFC(Flexible Flat Cable，柔性扁平电缆)连接器、FFC连接器与主板相连；

FFC连接器部署在连接板上；

前控板通过FFC与FFC连接器相连；

前控板包括：电源开关、定位按钮、USB接口、网络指示灯、硬盘指示灯、系统健康指示灯、电源指示灯。

另外，如图3所示，本发明实施例提供的一种存储服务器的主板的拓扑图，主板还可以包括：

两颗CPU，分别是CPU0和CPU1、芯片组；

CPU0和CPU1通过QPI(Quick Path Interconnect，快速通道互联)相连；

芯片组通过DMI(Direct Media InterfaceI，直接媒体接口)信号与CPU0相连；

芯片组通过PCIEX1、LPC(Low Pin Count)、I2C、USB连接到BMC(Baseboard Management Controller，基板管理控制器)；

芯片组集成SATA控制器，将SSATA0，SSATA1拉出分别用了支持SATA M.2SSD接口，支持2*SATA M.2用来做系统盘。

芯片组与USB3.0CONN(连接器)相连，芯片组与SATA CONN*2相连，与USB2.0CONN相连。

芯片组通过SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)与SPI FLASH相连。

BMC与DDR3相连，通过UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)与COM Port(Component Object Mode接口)相连，通过RGB与VGA CONN相连。

BMC通过I2C分别与Thermal Sensor(热传感器)、Header To HDD BP、Header相连。

BMC通过PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)与6个System FAN(系统风扇)相连。

BMC通过GPIO(General Purpose Input Output，通用输入/输出)/I2C与CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)相连。

BMC通过RGMII(Reduced Gigabit Media Independent Interface，吉比特介质独立接口)与RTL8211E相连，RTL8211E通过MDI与management NIC相连。

CPLD通过GPIO与Voltage Regulation(电压调整单元)相连。Voltage Regulation与供电单元相连。

CPU0通过2个PCIE Gen3X8MEZZ CONN扩展网络子卡和SAS/RAID卡。

BMC与供电单元相连，芯片组与供电单元相连。

主板最大支持8通道16根DIMM(Dual-Inline-Memory-Modules，双列直插式存储模块)。

主板板载1个I350AM2，通过MDI(Medium Dependent Interface，媒体专用接口)连接两个千兆网口，分别是GbE NIC1、GbE NIC2。CPU0通过PCIEx4与I350AM2相连。I350AM2通过NCSI(Network Controller Sideband Interface)与Switch相连。

Switch通过NCSI与一个PCIE Gen3X8MEZZ CONN相连。Switch通过NCSI与BMC相连。

主板支持6个系统风扇，支持风扇在位侦测。

主板支持16根DDR4DIMM/NVDIMM，每个CPU 4个channel，每个channel两根DIMM。

主板支持三个SB2.0，一个USB3.0放在前控板上。

其中，CPU可以是Haswell-EP/Broadwell CPU，单颗CPU的最大功耗支持到135W。

BMC使用AST2400，支持1个独立的RJ45 10/100/1000M integrated管理端口，VGA(Video Graphics Array，视频图形阵列)显示。

在本发明实施例中，存储服务器还可以包括：82599Card，与主板相连，用于为存储服务器提供10G x2光口网络扩展。

在本发明实施例中，存储服务器可支持板载2*1GbE，采用RJ45接口。另外，采用扣板连接器可灵活扩展2*10G光口网络。

在本发明实施例中，存储服务器节点可支持节点管理及VGA显示，搭载BMC可实现主板温度、电压、硬盘温度、故障监控等。

如图4所示，本发明实施例提供的一种存储服务器的分布图。从图中可以看出，存储服务器包括：主板401、供电单元402、连接板403、3个第一硬盘背板404、1个第二硬盘背板405。

如图5所示，本发明实施例提供的一种存储服务器的内部示意图。从图中可以看出，12块硬盘紧密并排布局。

如图6所示，本发明实施例提供的一种存储服务器的内部连接图。从图中可以看出，连接板上设置有4个插槽(SLOT)，分别是Slot A、Slot B、Slot C、Slot D，分别用于连接3个3.5x4HDD BP(第一硬盘背板)和1个2.5x4HDD BP(第二硬盘背板)。连接板上设置有FFC CONN与Frount I/O Board(前控板)上的FFC CONN通过FFC相连。连接板上设置有24pin CONN(24引脚的连接器)与主板上的连接器相连。供电单元的Power DB(电源子板，power daughter board)相连。Power DB与主板相连，Power DB上设置有PSU0(Power Supply Unit，供电单元)和PSU1。主板与SAS/RAID card相连，与Ethernet card(以太网卡)相连，与FAN0-FAN5相连。SAS扩展芯片(SAS Expander)与SAS/RAID card相连。

如图7所示，本发明实施例提供的一种存储服务器的连接板的拓扑图。从图中可以看出，SAS Expander(SAS扩展芯片)分别与3个第一硬盘背板连接器(3.5x4HDD BP CONN)、1个第二硬盘背板连接器(2.5x4HDD BP CONN)和CPLD相连。SAS Expander上行的8个SAS通道与SAS卡相连；SASExpander下行的16个SAS通道与3个第一硬盘背板连接器、1个第二硬盘背板连接器相连，每个第一硬盘背板连接器和每个第二硬盘背板连接器均与4个SAS通道相连。FFC CONN与24pin CONN相连，并通过5v电压供电。CPLD分别与3个第一硬盘背板连接器、1个第二硬盘背板连接器相连，CPLD分别与3个第一硬盘背板连接器和1个第二硬盘背板连接器传输LED signal。Voltage Regulation分别与3个第一硬盘背板连接器、1个第二硬盘背板连接器、FFC CONN相连，输出12v、5v和3.3v电压。

如图8所示，本发明实施例提供的一种存储服务器的第一硬盘背板的拓扑图。从图中可以看出，金手指(Gold Finger)与3.5英寸HDD连接器之间传输LED signal(LED信号)和SAS信号，金手指还提供12v、5v、3.3v电压。

如图9所示，本发明实施例提供的一种存储服务器的第二硬盘背板的拓扑图。从图中可以看出，金手指与2.5英寸HDD连接器之间传输LED signal和SAS信号，金手指还提供12v、5v、3.3v电压。

在本发明实施例中，存储服务器采用英特尔至强处理器E5-2600v4系列为该存储服务器提供领先的性能和突破性的I/O能力，并且实现超高的存储速度、强化的服务器管理以及运行传统和新兴业务应用程序等多用途。

同时，该存储服务器所拥有更高的存储密度，1U内拥有12块3.5”机械硬盘外加4块SSD，拉近了存储和计算资源之间的距离，将有助于减少数据中心的空间以及所需服务器的数量，成本会也因此而降低，并相应地节省了能耗。

本发明各个实施例至少具有如下有益效果：

1、在本发明实施例中，在存储服务器中设置连接板，通过连接板扩展硬盘连接单元支持的硬盘的数量，使得存储服务器中硬盘的数量增加，存储单元与连接板相连，无需与连接在主板上的硬件连接单元相连，使得存储服务器能够容纳更多的硬盘，提高了存储密度。

2、在本发明实施例中，通过MEZZ代替PCIE插槽与SAS卡相连，MEZZ的占用的空间比PCIE插槽小，有利于减小主板的尺寸，进而存储单元可以使用存储服务器中更多的空间，使得存储服务器中可以加载更多的硬盘，提高了存储服务器的存储密度。

3、在本发明实施例中，硬盘背板通过金手指与存储单元接口相连，在金手指上可以传输多种信号，例如：SAS信号、电信号等，减少了各种信号线，节省了空间，进而存储单元可以使用存储服务器中更多的空间，使得存储服务器中可以加载更多的硬盘，提高了存储服务器的存储密度，另外，避免使用大量信号线，减小了布线的难度。

4、在本发明实施例中，每个存储单元中的硬盘紧密并排插在硬盘背板上，使得硬盘之间的空隙较小，布局紧凑，节省了空间，进而使得存储服务器能够布局更多的硬盘，提高存储密度。

5、在本发明实施例中，第二存储单元位于任一第一存储单元的下层，节省了存储服务器的空间，使得存储服务器能够设置更多的硬盘，提高存储服务器的存储密度。

6、在本发明实施例中，高度为1U的存储服务器中部署了12块3.5英寸的硬盘和4块2.5英寸的硬盘，与现有的1U的存储服务器相比，增加了硬盘的数量，提高了存储密度。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。