具有散热器的存储系统的制作方法
【专利说明】具有散热器的存储系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年3月13日提交的美国专利申请13/800，897的优先权利益，该美国专利申请要求于2012年8月3日提交的美国临时专利申请61/679，244的优先权，这两个专利申请的内容通过弓I用被全部并入本文。
技术领域
[0003]本公开涉及计算机数据存储系统。更具体地，本公开涉及固态存储装置。
【背景技术】
[0004]范围从个人计算机到大容量存储中心(例如数据中心和云存储设备)的应用需要增加数量的数据存储容量。例如，在云计算(一种将用户数据存储在互联网上的虚拟位置中的应用)中，可认识到，由于增加的用户数量，需要大存储容量。然而在个人计算应用中，消费者正寻找更紧凑的计算系统。
[0005]用于存储和获取数字信息的最常用的装置是磁性硬盘驱动器(HDD)。HDD被安置在适配计算装置中的标准尺寸隔间的工业标准形状因子中。这样的工业标准是预定尺寸或预定形状因子的例子。当需要更多的存储时、当HDD技术改进时或当HDD故障出现时，用户常常通过简单地用在尺寸上适合标准形状因子壳体的新HDD更换他们的旧HDD来将他们的HDD升级。两个最常见的形状因子是通常用于桌上型计算机的3.5英寸HDD和通常用于膝上型计算机的2.5英寸HDD。然而，其它定制尺寸形状因子可用在专用装置(例如便携式媒体播放器)中或在一些服务器硬件中。
[0006]在操作期间，HDD产生大量热量，且必须快速排出该热量以防止过热，过热将可能导致HDD的故障。冷却HDD的很多手段是在本领域中已知的。例如，US 6，233，148公开了具有安装到HDD的外表面的风扇的HDD。US5, 892，655公开了将散热板附接到HDD主体的外部。US 6，538，886公开了用于安置HDD的HDD外壳，其包括安装在HDD之下的散热器和用于通过热空气出口吹出由HDD产生的热空气的风扇。这些参考资料都公开了附接到HDD的外部的冷却设备。使用附接到外部的冷却设备，前面讨论的类型的HDD将不能适配在计算系统的标准尺寸隔间内。因此，这些HDD的布置是不利的，因为必须在计算外壳体内产生空间，以便容纳冷却设备。这在消费者要求越来越小的计算系统且需要计算装置的部件的紧凑布置时是个问题。因此，提供额外的空间来容纳由于增加外部附接的冷却设备而产生的非标准尺寸HDD可能不是成本有效的。
[0007]然而，不可能配置HDD以将冷却设备包括在标准HDD形状因子的尺寸内，因为该形状因子几乎完全被构成HDD的机械和电子部件(例如磁盘片、电动机、传感器、拾取臂、电动机控制器、HDD控制器和主机接口连接器)占据。US 7，365，938公开了与散热板组合以耗散来自HDD的热的导热板的使用。然而，导热板和散热板很薄，以便适配在HDD中的剩余空间内。此外，散热板与外部空气只有有限的接触。这个配置在传热和冷却HDD方面是效率低的。
[0008]因此，存在对具有冷却设备的紧凑存储器存储装置的需要，该冷却设备允许热的耗散并保持工业标准形状因子的尺寸。
【发明内容】
[0009]根据本发明的一个方面，提供了具有冷却设备的存储系统，其适配在预定尺寸HDD形状因子的尺寸内。
[0010]本文公开的是以在任何维度上不大于标准HDD形状因子的形状因子为特征的用于计算装置的存储系统。存储系统包括固态驱动器(SSD)和安装到SSD并热耦合到SSD的冷却设备。
[0011]在本公开的方面中，提供了用于计算装置的存储系统。存储系统包括固态驱动器(SSD)和冷却设备。冷却设备热耦合到SSD，且SSD与冷却设备的组合的形状因子不大于预定尺寸的硬盘驱动器(HDD)形状因子。在第一方面的实施方式中，SSD与冷却设备的组合的形状因子由分别小于或等于预定尺寸HDD形状因子正交尺寸x、y和z的正交尺寸a、b和c定义。
[0012]在第二实施方式中，SSD包括印刷电路板(PCB)、连接到PCB的主机接口连接器、安装到PCB的缓冲存储器、安装到PCB的控制器和安装到PCB的至少一个存储器存储装置。在这个实施方式中，SSD和冷却设备彼此集成在一起作为单个单元。存储系统还可包括接触至少一个存储装置和SSD的内表面的传热介质，使得传热介质与冷却设备协作用于将热从至少一个存储装置传递走。
[0013]可选地，SSD可包括用于支承PCB的底座、基本上垂直地从底座延伸的至少两个侧壁和连接到侧壁的盖，使得底座、侧壁和盖形成用于容纳PCB的外壳。根据这个实施方式的一个方面，提供了接触至少一个存储装置和SSD的盖的传热介质，其中传热介质与冷却设备协作用于将热从至少一个存储装置传递走。根据这个实施方式的另一方面，冷却设备被固定到SSD的盖，并可包括在盖和冷却设备之间的传热介质，其中传热介质包括导热胶带或导热油脂。
[0014]在第二实施方式的又一方面中，SSD包括基本上垂直地从底座延伸以形成用于包含PCB的开口腔的至少两个侧壁。冷却设备被固定到SSD的至少两个侧壁以覆盖开口腔。可包括用于接触至少一个存储装置和冷却设备的传热介质，使得传热介质与冷却设备协作用于将热从至少一个存储装置传递走。
[0015]在本公开的当前方面的另一实施方式中，冷却设备包括散热器，其还可包括安装到散热器的风扇。散热器可包括导热材料的板和从该板延伸的多个散热片，用于将热从SSD耗散掉。在当前方面的另外的实施方式中，预定尺寸HDD具有适配计算装置中的标准尺寸隔间的工业标准形状因子。预定尺寸HDD形状因子包括3.5英寸形状因子或2.5英寸形状因子。
[0016]在结合附图阅读了本公开的特定实施方式的下面的描述后，本公开的其它方面和特征将对本领域中的普通技术人员变得明显。
【附图说明】
[0017]现在将参考附图仅作为示例来描述本公开的实施方式。
[0018]图1是根据本公开的实施方式的存储系统的图；
[0019]图2是图1的SSD的图；
[0020]图3是根据本公开的另一实施方式的存储系统的分解图；
[0021]图4是根据本公开的实施方式的完全组装形式的图3的存储系统的图；
[0022]图5是示出根据本公开的实施方式的用在图1和4的存储系统中的可选SSD的图；以及
[0023]图6是示出根据本公开的实施方式的用在图1和4的存储系统中的可选SSD的图。
【具体实施方式】
[0024]当前的实施方式提供一种存储系统，其解决热的耗散并维持预定尺寸形状因子(例如HDD的标准形状因子)的尺寸。存储系统包括固态驱动器(SSD)，其是利用固态存储器(一般是非易失性半导体存储器的形式)来存储数据的存储器数据存储装置。SSD变得日益普遍，因为它们不具有移动零件，从而较不易受到物理震动和机械故障的影响，并可提供比传统磁性HDD更快的读取性能。此外，存储系统包括安装到SSD并热耦合到SSD的冷却设备。本文公开的存储系统是紧凑的，其能够耗散热而不需要在计算装置中的用于单独的冷却设备的额外空间。
[0025]随着SSD变得更普遍地用作大容量存储介质，较大的存储容量和较高的性能在各种应用(例如计算装置、数据中心、云计算存储设备)中是需要的。当SSD的存储容量增长时，在SSD中的非易失性存储装置的数量增加。这通过将更多的存储装置封装添加到SSD和/或增加每封装内半导体存储器裸片的数量来实现。例如，堆叠在每个存储装置封装中的闪存裸片的数量可包括彼此一起堆叠在多芯片封装(MCP)中的4裸片或彼此一起堆叠在MCP中的8裸片。此外，高性能闪存装置(例如DDR型闪存)广泛用在SSD中。因此，在SSD中的热耗散将在具有标准形状因子的存储介质的大规模存储应用中变成严重的问题。例如，数据中心包括HDD分隔间的阵列，每个HDD分隔间用于接纳预定尺寸形状因子HDD。
[0026]因此，希望SSD装置与一般使用传统磁性HDD的计算系统兼容。因此，它们将具有与计算系统兼容的物理和电气接口，从而对大部分应用允许简单的HDD更换。因此，在标准化HDD尺寸的形状因子内的固态存储系统的引入导致可快速安装到任何标准化2.5或3.5英寸HDD分隔间(其为当前HDD预定尺寸形状因子的例子)内的容易安装的存储装置。
[0027]从此之后，“形状因子”用于描述物品的物理尺寸和形状。在HDD的上下文中，形状因子具有矩形盒形状。为了解释的容易，使用工业标准2.5〃和3.5〃HDD形状因子(通过磁性旋转介质的尺寸所知)来描述实施方式。例如，3.5"HDD形状因子具有尺寸4inxlinx5.75in，而2.5"HDD形状因子具有尺寸2.75inx0.59inx3.945in。然而，本文公开的存储系统可在尺寸方面适配本领域中已知的任何工业标准形状因子。当存储系统的每个维度不大于标准HDD形状因子的相应维度时，存储系统被认为适配