具有散热器的存储系统的制作方法_2

文档序号:8269917阅读:来源:国知局
在标准HDD形状因子内。例如,存储系统以被称为a、b和c的三个相应的正交维度来表征,且标准HDD形状因子以被称为x、y和z的三个相应的正交维度来表征。当a、b和c每个小于或等于x、y和z时,存储系统适配在形状因子内。
[0028]如前面提到的,标准磁性HDD包括占据HDD形状因子的基本上整个体积的很多部件,其中大部分部件与操作存储数据的磁盘片有关。SSD的优点是,存储装置存储数据且在尺寸上是紧凑的。例如,安装所有必要的部件一一包括存储装置封装一一的印刷电路板(PCB)的总高度大约是0.25英寸。这明显比3.5英寸HDD形状因子的I英寸高度短。因此通过用安装有存储装置的PCB替换标准磁性3.5英寸形状因子HDD的内容可导致HDD主体中大约75%的总空间是空的。本公开的实施方式通过以用于耗散由PCB上的存储装置或其它部件产生的热的冷却设备更换一些空的空间来利用标准HDD形状因子的这个空的空间。这样的存储系统因此包括SSD部分和冷却设备,它们一起适配在标准HDD形状因子(例如3.5英寸HDD形状因子)内。
[0029]根据当前的实施方式,公开了在尺寸上被制造成适配在标准磁性硬盘驱动器(HDD)形状因子内的存储系统。存储系统包括固态盘(SSD)和热耦合到SSD的主体的冷却设备。SSD的部件比磁性HDD占据空间的更小体积。特别地,当SSD具有与HDD形状因子的宽度和长度尺寸相匹配的宽度和长度尺寸时,SSD具有小于HDD形状因子的高度尺寸。因此,在HDD形状因子高度和SSD高度之间的空间的体积有益地由冷却设备占据。然后,存储系统可用作对HDD的直接更换,因为它可适配在为标准化HDD形状因子配置的HDD分隔间内。
[0030]图1是根据本公开的实施方式的存储系统100的方框图。存储系统100具有允许它适配在任何预定尺寸分隔间(例如计算装置(未示出)的标准化HDD分隔间)内的形状因子。在当前示出的实施方式中,根据标准3.5英寸HDD形状因子的预定尺寸形状因子来依尺寸制造存储系统100。存储系统100的形状因子具有分别在图1所示的X轴、y轴和z轴方向上延伸的宽度、长度和高度尺寸。存储系统100包括SSD 102和被示为散热器104的冷却设备。SSD 102容纳有安装到PCB(未示出)的存储器芯片封装,其在操作期间产生热。在一个实施方式中,SSD 102由具有高水平的导热性的刚性材料(例如铝)制成。SSD102的表面包括用于放置物理主机接口 106(例如SATA接口)的开口。任何类型的接口可用于适应存储系统100的特定应用。虽然没有在图1中示出,但SSD 102的主体的下侧可以是成形为接纳具有主机接口 106的PCB的中空腔。因此,PCB可插入腔内并通过任何适当的手段(例如包括焊接或通过螺钉)保持在适当的位置。可选地,SSD 102的下侧可以是闭合的,且与具有主机接口 106的表面相对的表面可具有开口以允许将PCB插入SSD102的主体的腔内。这个开口可以用表面板闭合以将PCB保持在SSD 102内部。
[0031]本实施方式的散热器104与SSD 102的主体集成在一起,且因此热耦合到产生热的部件以及SSD 102的主体。例如,SSD 102和散热器104的单一主体可以是金属(例如铝)的机器加工件,或它可以被模制为单一主体。在这个实施方式中,散热器102包括远离SSD 102突出的任何预定厚度的散热片。散热片提供暴露于空气的大的表面积,从而允许由SSD 102产生的热的有效耗散。因此,通过SSD 102的主体将由SSD 102的部件产生的任何热传导到散热器102,以最小化SSD 102的其它部件的变热。
[0032]图1的SSD 102可具有与3.5英寸HDD形状因子的x和y尺寸相匹配的x和y尺寸。SSD 102的z尺寸(高度)仅仅是3.5英寸HDD形状因子高度的一部分,且在本实施方式中可从底表面延伸到会合处,其中在该会合处,散热器104的散热片开始远离SSD 102突出。如果SSD 102的z尺寸被最小化,则散热器104的散热片的高度可被最大化。在这个实施方式中,每个散热片可被考虑为热耦合到SSD 102和SSD 102所容纳的部件的单独的冷却设备。如在本文使用的,术语“热耦合”指将冷却设备布置为使得在操作中该冷却设备从SSD的任何部件传导走热。
[0033]在图1的实施方式中,散热器104被示出为具有一种特定的配置。散热器104的可选配置包括一片导热材料,其可包括从其延伸的多个散热片。散热器104的散热片可以任何适当的配置进行布置,例如它们可平行于彼此、向外张开或形成为柱。通常,散热器104是使暴露于存储系统100的周围环境的表面区域有效扩展以便于SSD 102的热耗散的被动冷却设备,且可以使用能够实现这个期望结果的散热片和材料的任何几何配置。
[0034]虽然图1的实施方式示出了作为示例冷却设备的散热器104,但也可使用其它类型的冷却设备,只要它们在尺寸上形成为在热耦合到SSD 102时适配在标准HDD形状因子内。例如,冷却设备可包括冷却管、风扇或其组合。其它类型的冷却设备包括使冷却剂循环到SSD 102以便从其移除热的系统。
[0035]如前面对图1的实施方式讨论的,SSD 102包括PCB,其具有安装在其上的存储装置和其它所需的电子部件。图2是示出当SSD 102的主体的顶盖部分被切掉时图1的SSD102的内容的自顶向下视图。SSD 102包括被成形为适配在SSD 102的主体内的TOB 214。PCB 214具有用于将存储系统100连接到计算装置(也被称为主机系统)的主机接口连接器206,用于促成在存储系统100和主机系统之间的信息的交换。连接器206是使用连接接口标准(例如串行高级技术附件(SATA)标准、串行SCS1、IDE、USB、PCIe或Thunderbolt接口 )的接口。连接器206布置在PCB 214的一端处,使得当存储系统100安装在计算装置的壳体或分隔间中时,连接器经由在SSD 102的壳体中的开口被暴露。
[0036]安装到PCB 214的是缓冲存储器208、控制器210和多个存储装置212。存储装置212可以是非易失性存储装置,例如NAND或NOR型闪存装置,其中每个存储装置212被示出为可在内部包含几个存储器裸片的封装装置。虽然前面提到的闪存通常被使用,但可以使用任何适当的非易失性或易失性存储装置。在本领域中已知为了将单个大容量存储装置透明地提供到主机系统的目的而将多个存储装置互连在一起并控制该多个存储装置的技术。存储器控制器210被配置成以这种方式控制和管理存储装置212。缓冲存储器208可以是RAM的形式,但可以使用任何适当的缓冲存储器。
[0037]本领域中的技术人员将认识到,存储器控制器210、缓冲存储器208和存储装置212在操作中产生热。在本公开的一个实施方式中,用于容纳PCB102的SSD 102的腔可在高度维度上精确地依尺寸被制造,使得存储器控制器210、缓冲存储器208和存储装置212的封装与SSD 102的内部主体接触,或至少非常接近SSD 102的内部主体。这样的布置将改善在安装到PCB 214的装置的封装与SSD 102的主体之间的热耦合。所传递的热可接着通过热耦合到SSD 102的散热器104被耗散。SSD 102的高度的这个最小化因此允许在HDD形状因子高度和SSD 102的高度之间间隔的高度差的最大化。因此,散热器104的尺寸(例如散热片高度)可被最大化。对于可选的实施方式,这个间距可允许与SSD 102 —起使用的可选的冷却设备的使用。如将在稍后描述的,不是必须以这样的精确度制造SSD 102的主体,因为不同的PCB和安装在其上的装置可具有彼此不同的高度型面。
[0038]图1的存储系统100是一个实施方式,其中SSD 102和冷却设备彼此一起集成在单一结构中,使得在SSD 102和散热器104之间没有清楚的界线。图3和4示出根据本公开的可选实施方式的模块化配置,其中SSD和冷却设备被形成为单独的部件,其可附接到彼此,使得组合的部件适配在标准HDD形状因子内。
[0039]图3和4示出图1的存储系统100的可选实施方式。图3是存储系统300的分解图。在这个实施方式中,存储系统300包括SSD 326和被示为散热器的冷却设备304。容纳在SSD 326内的是如图2所示的具有存储装置的PCB。PCB被支承在底座332上,底座332是在图3所示的方位上的SSD 326的底部。底座332可以是完全围住的底座,或是部分围住的,其中PCB的表面被暴露。底座332具有从其延伸的侧壁316、318、320和322和连接到侧壁的顶盖324。提供用于访问SSD 326的主机接口的在侧壁318中的开口 323。底座332、侧壁316、318、320和322和顶盖324 —起形成SSD 326的外壳,其中装入PCB。SSD 326的外壳可通过任何手段构造,并具有分别匹配标准化HDD形状因子的尺寸的在图3的X和y方向上的宽度和长度尺寸。SSD 326的
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