一种超融合一体机的制作方法

本发明涉及一体机技术领域，尤其涉及一种超融合一体机。

背景技术：

超融合存储系统是一种面向对象的分布式存储系统。超融合是指在同一套单元设备中不仅仅具备计算、网络、存储和服务器虚拟化等资源和技术，而且还包括云管理软件、数据重构、多副本、快照技术等元素，而多节点可以通过网络聚合起来，实现模块化的无缝横向扩展，形成统一的资源池。

在超融合设备中，最核心的硬件资源包括服务器资源和磁盘资源。而由于超融合系统的分布式、高扩展特性，导致系统中对所扩展的硬件资源进行识别以及添加至系统的操作将十分消耗系统资源，尤其是对于异构硬件资源。同时，对于超融合系统最重要的资源是存储在磁盘上的数据信息，对于扩展的磁盘资源，系统需要对磁盘资源中的数据信息进行有效识别和保护也会消耗大量的系统处理资源、装置及终端。

公开号为CN107844274A的中国发明专利申请公开了基于超融合存储系统的硬件资源管理方法、装置及终端。其主要技术方案为：利用硬件资源管理服务定期扫描本地服务器中是否存在新硬件资源；若存在，则将所述新硬件资源加载至本地服务器中的管理虚拟机中；判断所述新硬件资源中是否存在标识信息，所述表示信息为所述超融合存储系统用于管理系统中的硬件资源标注的识别信息；若存在，则根据所述标识信息将所述新硬件资源通过所述管理虚拟机添加至超融合存储系统的硬件资源池中；若不存在，则为所述新硬件资源标记标识信息，并通过所述管理虚拟机添加至超融合存储系统的硬件资源池中。

为了实现上述功能，急需能够实现上述超融合存储系统的硬件资源管理方法的相应的超融合一体机设备，急需具有可靠性、可管理性和安全性，能够最大限度地提高将来进行扩张所需的性能和灵活性的超融合一体机。

技术实现要素：

针对现有技术之不足，本实用新型提供一种超融合一体机。

本实用新型的超融合一体机至少设置有主板、第一中央处理器、第一内存控制器、驱动器接口模块、网络模块、加密模块、散热系统和电源系统。其中，所述第一中央处理器通过设置于所述主板上的第一中央处理器插槽固定于所述主板上并通过所述主板分别与所述第一内存控制器、所述加密模块、所述驱动器接口模块、所述网络模块、所述散热系统和所述电源系统连接。所述第一内存控制器通过设置于所述主板上的第一内存控制器插槽固定于所述主板上并通过所述主板与所述第一中央处理器连接。所述网络模块通过设置于所述主板上的网络模块插槽固定于所述主板上并通过所述主板与所述第一中央处理器连接。所述加密模块通过设置于所述主板上的加密模块插槽固定于所述主板上并通过所述主板与所述第一中央处理器连接。所述驱动器接口模块通过所述主板与所述第一中央处理器连接。所述散热系统通过所述主板与所述第一中央处理器连接。所述电源系统与所述主板相连接。

根据一种优选的实施方式，所述超融合一体机还设置有第二中央处理器、第二内存控制器和双端口内存模块。所述第二中央处理器通过设置于所述主板上的第二中央处理器插槽固定于所述主板上并通过所述主板与所述第二内存控制器、所述双端口内存模块、所述加密模块、所述驱动器接口模块、所述网络模块、所述散热系统和所述电源系统分别连接。所述第二内存控制器通过设置于所述主板上的第二内存控制器插槽固定于所述主板上并通过所述主板与所述第二中央处理器连接。所述双端口内存模块与所述第一中央处理器相连接。

根据一种优选的实施方式，所述第一中央处理器设置有至少一个第一内存端口，所述第一内存端口设置有至少一个内存模块。所述第二中央处理器设置有至少一个第二内存端口，所述第二内存端口设置有至少一个内存模块。

根据一种优选的实施方式，所述驱动器接口模块包括若干个驱动器接口和/或若干个驱动器转接卡，所述若干个驱动器转接卡上分别设置有若干个驱动器接口。

根据一种优选的实施方式，所述主板上还设置有至少一个能够连接到固态硬盘的板载端口。所述至少一个板载端口通过所述主板与所述第一中央处理器、所述第二中央处理器连接、所述第一内存控制器和所述第二内存控制器分别连接。

根据一种优选的实施方式，所述网络模块是专用集成芯片、微处理器、单片机的一种或几种。所述网络模块包括网络组件主板局域网卡、高速网卡和通用网络适配器中的一种或几种。

根据一种优选的实施方式，所述加密模块为可信平台模块或可信加密模块。所述可信平台模块包括用于加密的安全芯片、加密硬盘和加密存储器中的一种或几种。所述可信加密模块包括用于加密的安全芯片、加密硬盘和加密存储器中的一种或几种。

根据一种优选的实施方式，所述散热系统包括若干个风扇。所述若干个风扇通过并联的方式与所述主板电路分别连接

根据一种优选的实施方式，所述电源系统包括若干个冗余电源。所述若干个冗余电源以并联方式与所述主板电路分别连接。

根据一种优选的实施方式，所述超融合一体机的所述主板上还设置有驱动器背板。所述驱动器背板通过所述主板与所述第一中央处理器、所述第二中央处理器、所述驱动器接口模块、所述散热系统和所述电源系统分别连接。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型的超融合一体机可提供行业领先的可靠性、可管理性和安全性，最大限度地提高将来进行扩张所需的性能和灵活性。

双核系统采用高性能的双端口内存模块实现第一中央处理器和第二中央处理器的数据通信。双端口内存模块两端都有一套相同的地址线、数据线和控制线，不需要复杂的逻辑控制电路就可实现双端口内存模块与第一中央处理器和第二中央处理器的通信。双端口内存模块的应用简化了电路结构。而且双端口内存模块数据传输量大、速度快，满足了本超融合一体机的数据传输大容量、实时性要求，减少了外围逻辑电路，系统可靠性增强，硬件设计更加简洁，处理速度大大提升。本超融合一体机还具有运算处理能力强、接口资源丰富以及软硬件升级方便等特点

本实用新型的超融合一体机搭载英特尔至强可扩展家族处理器，提供了可扩展的性能和存储容量，并且可以提高I/O带宽，最多支持两个处理器，最高3TB的容量。本实用新型的超融合一体机提供了基本或高级硬件RAID保护以及一系列网络选件，包括定制的LOM、ML2和通用PCIe网络适配器。本实用新型的超融合一体机采用独特的AnyBay设计，可在同一驱动器托架中选用各种驱动器接口：SAS驱动器、SATA驱动器或U.2NVMe PCIe驱动器。本实用新型的超融合一体机提供了板载NVMe PCIe端口，可直接连接到U.2NVMe PCIe SSD，这不会占用I/O插槽，有助于降低NVMe解决方案购置成本。本实用新型的超融合一体机采用80+钛金和铂金认证冗余电源，连接到200-240V交流电源时，可在50％的负载下提供96％(钛金)或94％(铂金)的能效，具有极其强大的每瓦特计算能力。本实用新型的超融合一体机可符合ASHRAE A4标准(最高45℃[113°F])，这有助于降低能源成本，同时仍然保持世界级的可靠性，最高满足海拔3,050米。本实用新型的超融合一体机利用集成式I/O技术(Integrated I/O Technology)在处理器中嵌入PCI Express 3.0控制器，可帮助降低I/O延迟并提高总体系统性能。本实用新型的超融合一体机集成可信平台模块(TCM)或可信加密模块(TPM)提供了高级加密功能(如数字签名和远程认证)。本实用新型的超融合一体机内置的XClarity Controller(XCC)会持续监控系统参数，触发预警，并在出现故障时执行恢复操作，以最大限度地缩短停机时间。本实用新型的超融合一体机可在Android或iOS移动设备(连接到可访问XClarity Controller的前置USB端口)上运行的XClarity Mobile应用提供了虚拟操作面板，可用于快速显示系统状态、固件、网络、运行状况和预警信息。本实用新型的超融合一体机高级RAID和自加密驱动器可提供企业级数据保护。本实用新型的超融合一体机支持行业标准AES NI，可提供更快速、更强大的加密。本实用新型的超融合一体机每个处理器具有至少一个内存端口，每个内存端口两个存储模块。DDR4内存采用一级DRAM供应商提供的最高品质组件，内存以编程方式在DIMM中嵌入了一个独特的签名，以便定制服务器验证所安装的内存是否合格并受支持。支持、ECC、SDDC(用于基于x4的内存DIMM)、内存镜像、内存列备用、内存轮巡检查、按需擦除内存保护技术。

附图说明

图1是搭载单中央处理器的超融合一体机的结构示意图；

图2是搭载双中央处理器的超融合一体机的结构示意图；和

图3是超融合一体机的一个优选实施例的结构示意图。

附图标记列表

1：第一中央处理器 2：第一内存控制器

3：网络模块 4：加密模块

5：驱动器接口模块 6：散热系统

7：电源系统 8：第二中央处理器

9：第二内存控制器 10：双端口内存模块

11：板载端口 12驱动器背板

31：第一网络组件 32：第二网络组件

51：第一驱动器转接卡 52：第二驱动器转接卡

53：驱动器接口

61：第一风扇 62：第二风扇

63：第三风扇 64：第四风扇

65：第五风扇 66：第六风扇

71：第一冗余电源 72：第二冗余电源

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

如图1所示，本实用新型的超融合一体机至少设置有主板、第一中央处理器1、第一内存控制器2、驱动器接口模块5、网络模块3、加密模块4、散热系统6和电源系统7。其中，第一中央处理器1通过设置于主板上的第一中央处理器插槽固定于主板上并通过主板分别与第一内存控制器2、加密模块4、驱动器接口模块5、网络模块3、散热系统6和电源系统7连接。第一内存控制器2通过设置于主板上的第一内存控制器插槽固定于主板上并通过主板与第一中央处理器1连接。网络模块3通过设置于主板上的网络模块插槽固定于主板上并通过主板与第一中央处理器1连接。加密模块4通过设置于主板上的加密模块插槽固定于主板上并通过主板与第一中央处理器1连接。驱动器接口模块5通过主板与第一中央处理器1连接。散热系统6通过主板与第一中央处理器1连接。电源系统7与主板相连接。其中，网络模块3是专用集成芯片、微处理器、单片机中的一种或几种。加密模块4是专用集成芯片、微处理器、单片机中的一种或几种。驱动器接口模块是能够连接驱动器和主板的接口或转接卡。散热系统6是风扇或其他制冷设备。

优选的，如图2所示，超融合一体机还设置有第二中央处理器8、第二内存控制器9和双端口内存模块10。第二中央处理器8通过设置于主板上的第二中央处理器8插槽固定于主板上并通过主板分别与第二内存控制器9、双端口内存模块10、加密模块4、驱动器接口模块5、网络模块3、散热系统6和电源系统7连接。第二内存控制器9通过设置于主板上的第二内存控制器插槽固定于主板上并通过主板与第二中央处理器8连接。双端口内存模块10与第一中央处理器1相连接。优选的，超融合一体机搭载英特尔至强可扩展家族处理器，提供了可扩展的性能和存储容量，并且可以提高I/O带宽。超融合一体机最多支持两个处理器，每个处理器最高1.5TB的2666MHz TruDDR4内存。优选的，双核系统采用高性能的双端口内存模块10实现第一中央处理器和第二中央处理器的数据通信。双端口内存模块10两端都有一套相同的地址线、数据线和控制线，不需要复杂的逻辑控制电路就可实现双端口内存模块10与第一中央处理器1和第二中央处理器8的通信。双端口内存模块10的应用简化了电路结构。而且双端口内存模块10数据传输量大、速度快，满足了本超融合一体机的数据传输大容量、实时性要求，减少了外围逻辑电路，系统可靠性增强，硬件设计更加简洁，处理速度大大提升。优选的，本超融合一体机的第一中央处理器1和第二中央处理器8不限于单核或多核中央处理器。第一中央处理器1和第二中央处理器8是相对独立的中央处理器硬件模块，不同于常规的双核中央处理器。第一中央处理器1与双端口内存模块10通过PCIe连接。第二中央处理器8与双端口内存模块10通过PCIe连接。双端口内存模块10与集成于中央处理器中的缓存有明显的区别。集成于中央处理器中的缓存是一种静态内存，其容量小，难以满足大容量的高速计算和传输需求。双端口内存模块10是一种动态内存硬件模块，具有容量大，速度快的特点。通过双端口内存模块10实现相对独立的第一中央处理器1和第二中央处理器8的数据传输和交互，实现大容量的，大量数据的高速传输和计算，从而满足超融合一体机的高速数据传输要求。本超融合一体机还具有运算处理能力强、接口资源丰富以及软硬件升级方便等特点。双端口内存模块10是在一个SRAM存储器上具有两套完全独立的数据线、地址线和读写控制线，并允许两个独立的系统同时对该存储器进行随机性的访问，即共享式多端口存储器。双端口内存模块10最大的特点是存储数据共享。一个存储器配备两套独立的地址、数据和控制线，允许两个独立的CPU或控制器同时异步地访问存储单元。双端口内存模块10可用于提高内存的吞吐率，适用于作于实时的数据缓存。

优选的，第一中央处理器1设置有至少一个第一内存端口，第一内存端口设置有至少一个存储模块。第二中央处理器8设置有至少一个第二内存端口，第二内存端口设置有至少一个内存模块。这为超融合一体机提供了灵活而可扩展的内部存储。在一种具体的实施方式中，第一中央处理器1设置有6个第一内存端口，每个第一内存端口设置有2个内存模块。第一内存模块可以是双列直插式存储模块。第二中央处理器8设置有6个第二内存端口，每个第二内存端口设置有2个内存模块。内存模块可以是双列直插式存储模块，即DIMM。双列直插式存储模块是奔腾中央处理器推出后出现的新型内存条。它提供了64位的数据通道。双列直插式存储模块与单边接触内存模组即SIMM性能类似，不同的只是DIMM的金手指两端不像SIMM那样是互通的，它们各自独立传输信号，因此可以满足更多数据信号的传送需要。超融合一体机的优化配置或容量优化配置最多支持24个2.5英寸或14个3.5英寸驱动器，并可广泛选择各种SAS/SATA HDD/SSD和NVMe PCIe SSD以及不同的容量。优选的，DDR4内存采用一级DRAM供应商提供的最高品质组件，内存以编程方式在DIMM中嵌入了一个独特的签名，以便定制服务器验证所安装的内存是否合格并受支持。支持、ECC、SDDC(用于基于x4的内存DIMM)、内存镜像、内存列备用、内存轮巡检查、按需擦除内存保护技术。

优选的，驱动器接口模块5包括若干个驱动器接口和/或若干个驱动器转接卡，若干个驱动器转接卡上分别设置有若干个驱动器接口。优选的，驱动器接口为高速串行计算机扩展总线接口，即PCIe接口；驱动器转接卡是高速串行计算机扩展总线转接卡，即PCIe转接卡。PCIe是一种高速串行计算机扩展总线标准，属于高速串行点对点双通道高带宽传输，所连接的设备分配独享通道带宽，不共享总线带宽，主要支持主动电源管理，错误报告，端对端的可靠性传输，热插拔以及服务质量等功能。在一种具体的实施方式中，如图3所示，超融合一体机设置有多达6个PCIe接口。PCIe接口设置在超融合一体机的机壳后面板并与主板连接。在另一种具体的实施方式中，超融合一体机设置有第一PCIe转接卡51和第二PCIe转接卡52两个PCIe转接卡和一个PCIe接口53。第一PCIe转接卡51和第二PCIe转接卡52可通过设置于主板上的PCIe转接卡插槽固定在主板上。第一PCIe转接卡提供3个PCIe接口，第二PCIe转接卡提供2个PCIe接口。PCIe接口53设置在超融合以集体的机壳后面板上。优选的，驱动器机架可采用独特的AnyBay设计，因此可在同一驱动器托架中灵活选用SAS、SATA或NVMePCIe驱动器。

优选的，主板上还设置至少一个有能够连接到固态硬盘的板载端口11。至少一个板载端口11通过主板与第一中央处理器1、第二中央处理器8、第一内存控制器2和第二内存控制器9分别连接。优选的，板载端口是NVMePCIe端口。超融合一体机可以通过板载NVMe PCIe端口直接连接到U.2NVMe PCIe SSD，这不会占用I/O插槽，有助于降低NVMe解决方案购置成本。板载端口11可以设置一个或一个以上。

优选的，网络模块3是专用集成芯片、微处理器、单片机的一种或几种。网络模块3包括网络组件主板局域网卡、高速网卡和通用网络适配器中的一种或几种。在一种具体的实施方式中，如图3所示，网络模块3包括第一网络组件31和第二网络组件32两个网络组件。其中，第一网络组件31采用定制的主板局域网卡，即LOM；第二网络组件采用高速网卡，优选为M.2模块或NGFF模块。在这一具体的实施方式中，第一网络组件31，即定制的LOM通过设置于主板上的LOM插槽固定在主板上并通过主板分别与第一中央处理器1和第二中央处理器8连接。第二网络组件，即M.2模块通过设置于主板上的M.2模块插槽固定在主板上并通过主板分别与第一中央处理器1和第二中央处理器8连接。

优选的，加密模块为可信加密模块或可信平台模块。可信平台模块包括用于加密的安全芯片、加密硬盘和加密存储器中的一种或几种。可信加密模块包括用于加密的安全芯片、加密硬盘和加密存储器中的一种或几种。优选的，可信平台模块是一种植于计算机内部为计算机提供可信根的芯片，是指符合可信赖平台模块标准的安全芯片，它能有效地保护计算机，防止非法用户访问。该芯片的规格由可信计算组来制定。中国国内研究的可信加密模块与之对应。可信加密模块，即TCM和/或可信平台模块，即TPM提供了如数字签名和远程认证的高级加密功能。在一种具体的实施方式中，超融合一体机还配置了可提供企业级数据保护的高级RAID和可选的自加密驱动器。

优选的，散热系统6包括若干个风扇。若干个风扇通过并联方式与主板电路分别连接。在一种具体的实施方式中，如图3所示，散热系统6包括6个热插拔风扇，包括第一风扇61、第二风扇62、第三风扇63、第四风扇64、第五风扇65和第六风扇66。风扇通过设置于主板上的风扇插槽固定在主板上并通过主板分别与第一中央处理器1和第二中央处理器8连接。超融合一体机中的需要散热的电子组件设置在风扇的出风口方向。优选的，在风扇的出风口方向从近到远依次设置第一中央处理器1、第二中央处理器8、第一内存控制器2、第二内存控制器9、网络模块3、加密模块4和驱动器接口模块5。在其他的实施方式中，散热系统也可以是空调等其他制冷系统。

优选的，电源系统包括若干个冗余电源。若干个冗余电源通过并联的方式与主板电路分别连接。在一个具体的实施方式中，如图3所示，超融合一体机包括第一冗余电源和第二冗余电源。优选的，第一冗余电源采用80+钛金认证冗余电源，第二冗余电源采用80+铂金认证冗余电源。连接到200-240V交流电源时，可在50％的负载下提供96％(钛金)或94％(铂金)的能效，具有极其强大的每瓦特计算能力。

优选的，如图3所示，超融合一体机的主板上还设置有驱动器背板12。驱动器背板12通过主板与第一中央处理器1、第二中央处理器8、驱动器接口模块5、散热系统6和电源系统7分别连接。在一种具体的实施方式中，驱动器背板12中设置有支持热插拔的芯片，通过背板驱动程序驱动。驱动器背板12为超融合一体机的电源系统7、散热系统6和驱动器接口模块5提供热插拔功能。

优选的，超融合一体机提供了基本或高级硬件RAID保护。

优选的，超融合一体机符合ASHRAE A4标准(最高45℃[113°

F])，这有助于降低能源成本，同时仍然保持世界级的可靠性。最高满足海拔3,050米。

优选的，超融合一体机利用集成式I/O技术(Integrated I/O Technology)在处理器中嵌入PCI Express 3.0控制器，可帮助降低I/O延迟并提高总体系统性能。

优选的，超融合一体机可在Android或iOS移动设备(连接到可访问XClarity Controller的前置USB端口)上运行的XClarity Mobile应用提供了虚拟操作面板，可用于快速显示系统状态、固件、网络、运行状况和预警信息。

优选的，超融合一体机支持行业标准AES NI，可提供更快速、更强大的加密。

本实用新型的超融合一体机的优选实施方式的系统规格如表1所示。

表1

本实用新型的超融合一体机的各组成部件均为硬件，通过各硬件的组合与连接，解决现有技术存在的问题。具体的，第一中央处理器1、第二中央处理器8、第一内存控制器2、第二内存控制器9均为硬件。网络模块3是专用集成芯片、微处理器、单片机中的一种或几种。加密模块4是专用集成芯片、微处理器、单片机中的一种或几种。驱动器接口模块5、散热系统6和电源系统7为本领域技术人员公知的硬件设备。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。