本专利申请要求2016年11月22日提交的名称为“meshedarchitecturerackmountstorageassembly(网格式架构的架装存储组件)”的第15/359,539号美国专利申请、2015年11月23日提交的名称为“meshedpciestoragearchitecture(网格式pcie存储架构)”的第62/258,767号美国临时专利申请以及2015年11月23日提交的名称为“dual-sided1urackmountstorageassembly(双面1u架装存储组件)”的第62/258,756号美国临时专利申请的优先权，上述这些申请在此通过参引方式被纳入本专利申请。
背景技术：
计算机系统通常包括大容量存储系统，例如磁盘驱动器、光存储设备、磁带驱动器或固态存储驱动器以及其它存储系统。随着这些计算机系统中存储需求的增加，已经引入了网络存储系统，所述网络存储系统将大量数据存储在与终端用户计算机设备物理上分立的存储环境中。这些网络存储系统通常通过一个或多个网络接口向终端用户或其它外部系统提供访问大容量数据存储。除了数据的存储之外，远程计算系统还包括可以向终端用户提供远程计算资源的多个处理系统。这些网络存储系统和远程计算系统可以被包括在高密度设施中，诸如架装环境中。
然而，随着网络存储系统和远程计算系统的密度的增加，可能达到多种物理限制。这些限制包括基于基础存储技术的密度限制，例如在旋转的磁介质存储系统的大型阵列的示例中的密度限制。这些限制还可包括基于用于网络互连的多种物理空间要求以及用于环境气候控制系统的大空间要求的计算密度限制。
除了物理空间限制之外，这些大容量存储系统传统上受限于每个主机可以包括的设备数量，这在需要更高的容量、冗余和可靠性的存储环境中可能是有问题的。随着在网络环境、云环境和企业环境中日益增加的数据存储和检索需求，这些缺点可能尤其明显。
在架装的环境中，相关联的计算和存储资源的密度也可能受到以背板为中心的组件的机械制约的限制。通常地，在架装组件中使用一个或多个冷却或通风风扇，所述冷却或通风风扇安装在组件的背部或后部，通常位于任何相关的背板后面。这种构型妨碍充分利用架装组件的模块化容积，这限制了其中的部件的密度以及通风风扇的效率。
技术实现要素：
本发明提供了用于数据系统的系统、方法、装置和软件。在一个示例中，提出了一种网格式计算架构，该网格式计算架构包括：包含pcie互连件的中平面(midplane，中间层)，配置为与pcie互连件的第一部分耦合的存储模块，配置为与pcie互连件的第二部分耦合的控制器模块，以及配置为与pcie互连件的第三部分耦合的接线器模块(fabricmodule，光纤模块)。所述pcie互连件的第一部分将每个存储模块通信地耦合到每个控制器模块和每个接线器模块，所述pcie互连件的第二部分将每个控制器模块通信地耦合到每个接线器模块，并且所述pcie互连件的第三部分使控制器模块彼此通信地耦合。
附图说明
参照以下附图可以更好地理解本公开内容的许多方面。附图中的部件不一定按比例绘制，而是重点在于清楚地示出本公开内容的原理。此外，在附图中，相似的附图标记指代若干视图中的对应部件。虽然结合这些附图描述了若干实施方案，但是本公开内容并不限于本文所公开的实施方案。相反，其意在涵盖所有替代方案、改型和等同物。
图1是示出存储组件的示意图。
图2是示出存储组件的示意图。
图3是示出存储组件若干视图的示意图。
图4是示出存储组件的示意图。
图5是示出存储组件的示意图。
图6是示出存储八位组组件的示意图。
图7是示出存储八位组组件的示意图。
图8是示出插置件(interposer)组件的示意图。
图9是示出存储八位组组件的示意图。
图10是示出存储条(sled)组件的示意图。
图11是示出控制器模块组件的示意图。
图12是示出控制器模块组件的示意图。
图13是示出控制器模块承载件的示意图。
图14是示出闩锁组件的示意图。
图15是示出存储组件的示意图。
图16是示出接线器模块组件的示意图。
图17是示出接线器模块组件的示意图。
图18是示出网络模块组件的示意图。
图19是示出中平面组件的示意图。
图20是示出中平面组件的示意图。
图21是示出中平面组件若干视图的示意图。
图22是示出中平面组件若干视图的示意图。
图23是示出中平面板的堆叠的示意图。
图24是示出存储系统的系统示意图。
图25是示出存储组件的框图。
图26是示出接口组件的框图。
具体实施方式
本文的多个示例示出了包括多个存储元件、处理元件和通信元件的存储组件。这些各种元件均被包括在可以容置于相关联的外壳/机箱构型中的模块化组件中。此外，置中安装的互连和通风系统被用作“中平面”，该中平面有利地允许前部安装的模块化组件和后部安装的模块化组件二者。通风风扇也安装在存储组件的该中平面部分中，这允许更高效地冷却该高密度模块化布置。在以下示例中，示出了各种存储组件的各种模块和元件。
作为第一示例，提供了图1。图1是示出存储组件100的示意图，其为存储组件100的“前”侧的等距视图。存储组件100的等距“后”视图在图15中示出。存储组件100包括可用于数字数据的存储、数字数据的处理、多种数字数据的输入/输出(i/o)以及其它控制特征的多个不同的模块化元件。在许多示例中，存储组件100包括1u高(1u-height)的架装组件，但变型也是可能的。
存储组件100包括至少一个机箱元件110，该机箱元件110提供用于使多个模块互连并用于安装到机架或搁架系统内的结构。机箱元件110还提供用于多种外壳元件(诸如壳体元件111-113)的结构。存储组件100的机箱、罩壳、支架和底座的机械性和结构性元件以及相关联的机械性和结构性元件可以包括机加工的、锻造的、铸造的、挤压的或其它方法制造的元件。这些元件可以由金属、金属化合物、聚合物、塑料、陶瓷或其它材料制成，包括其组合和变型。
在存储组件100的一端，使用通用的前部托架(bays)101，所述托架在本示例中可以容纳多达总共三个的控制器模块130或存储条八位组120的任何布置。后部托架可以容纳在本文中被称作接线器模块140的互连模块，该接线器模块140将在图15中更详细地讨论。插入存储条以形成呈八位组物理布置的存储阵列，如由存储条八位组120所示。控制器模块130和存储条八位组120与多个连接器及相关联的机械特征电气地且机械地联接，所述机械特征包括大致位于存储组件100的中央并由壳体元件112a-112b覆盖的中平面。存储组件100的后部托架可以容置接线器模块140和供电部180。存储组件100的每个模块化元件均与中平面的多个连接器和相关联的机械特征电气地且机械地联接。
图1中的每个壳体元件111-113形成覆于组件100的相关联部分之上的外壳并且与机箱110的紧固元件联接。外壳元件111覆盖存储条和控制器模块，外壳元件112a-112b覆盖中平面区域和置中安装的风扇，并且外壳元件113覆盖后部互连模块和供电部。架装闩锁114用于将组件100闩锁到架装组件/搁架或机架环境中的相关联的配合特征中。可以在每个模块上使用多个手柄来插入和移除相关联的模块，并且可以在机箱110上使用多个手柄来插入组件100以及从相关联的机架(如对于架装闩锁114所示的)中移除组件100。
包括有凹入式的架装特征115以与导轨系统联接，该导轨系统用于将机箱110固定到架装系统或机架上。在图4和图5中包括双导轨系统，该双导轨系统允许1u组件具有全宽度的前部部分，同时仍然使得组件100可以从相关联的机架中滚动出来以维修置中安装的风扇。
图2示出去除了壳体元件111-113的存储组件100。存储条八位组120和控制器模块130是可见的并且居于存储组件100的前端，其中示出的空的前部托架可以容纳另外的存储条八位组120或控制器模块130。一个接线器模块140和两个供电部180居于存储组件100的后端，并且图15示出了后端的另一视图。每个模块均插入到组件100中并且与中平面组件190配合。中平面组件190提供用于将存储组件100的各模块化元件电气互连的中平面电路板191。中平面组件190还包括多个切口，风扇模块170可以插入到这些切口内。风扇模块170为存储组件100的元件提供强制空气冷却。在所使用的每个风扇之间可以使用多个隔板或挡板，并且每个风扇可以具有相关联的管道或孔隙以使气流穿过中平面组件190到达多个模块。
中平面组件190包括一个主印刷电路板，即中平面板191。如将在下文图22中看到的那样，还可以包括小的副印刷电路板2022。前部模块(如前部托架101中的那些前部模块)插塞到中平面板191的前侧中。后部模块(如模块140和180)插塞到中平面板191的后侧中。风扇模块170置中安装于组件100中并且位于中平面板191中的切口内。中平面板191提供了使前部连接器和后部连接器二者电气地耦合的电气连接部。
在图2中也可以看到插置件160。每个存储条八位组120均包括插置件组件以使存储条与中平面板191耦合。插置件160可以包括连接器和电路，其允许存储条与其它模块(诸如存储组件100的控制元件和处理元件)相互通信。插置件160使得通用的或公共的连接器能够被用于存储条八位组模块和控制器模块二者，这有利地提供了任意通用的前部托架101之间的可互换性。这种可互换性允许用户动态地包括可变数量的存储条八位组模块和控制器模块，以定制存储组件100使其适合于处理性能或存储性能的需要。
图3示出了存储组件100的两端的视图，即存储组件100的“主”视图和“后”视图。首先参照图3中的主视图，插入有一个存储条八位组120和一个控制器模块130，其中所示出的空的前部托架可以容纳另外的存储条八位组120或控制器模块130。这些模块被插入到存储组件100的通用的前部托架101的其中一些中。可以使用其它模块配置，如三个控制器模块或多于一个的空的托架。存储组件100中控制器模块和存储条八位组之间的灵活配置由通用的前部托架101提供。每个托架均可以接纳任何控制器模块和存储条八位组，并且托架可以具有控制器模块和存储条八位组的任何配置。如果需要更多的存储资源，则可以将更多的存储条八位组插入到存储组件100中，而如果需要更多的处理资源，则可以将更多的控制器模块插入到存储组件100中。空的托架是可能的，并且还允许多个模块的热插拔。还能够实现平衡配置，例如控制器模块和存储条八位组的均等混合。以这种方式，可以在运行中定制存储组件100以与数据中心的存储或处理需求相适应。
在图3中，使用了一个存储条八位组120和一个控制器模块130。这些模块被插入到存储组件100的通用的前部托架101的其中一些中。由于每个存储条八位组均包括8个存储条，因此图3所示的配置中包括8个存储条。如在下文图10中所讨论的，每个存储条121包括至多四个固态驱动器(ssd)。因此，在图3所示的配置中，总共使用了32个ssd驱动器(例如每个存储条有4个ssd，每个八位组有8个存储条，安装有1个八位组)。如果使用500千兆字节(gb)的ssd，则1u模块化配置中的存储组件100可以提供总计16兆兆字节(tb)存储。虽然在本文中所讨论的是ssd，但应当理解，可以使用任何存储驱动器，如硬盘驱动器(hdd)、闪存驱动器、光存储驱动器、磁存储驱动器、电阻存储器式存储驱动器、相变存储驱动器、混合存储驱动器或其它存储驱动器，包括上述各项的组合。
另外，每个控制器模块130均含有两个处理系统，所述处理系统包括中央处理单元(cpu)，所述cpu可以包括intel、amd或armcpu以及其它各种cpu，其中每个cpu采用任意数量的处理核。所述处理系统可以包括板上系统(system-on-a-board)组件或芯片上系统(system-on-a-chip)组件，所述组件包括一个或多个cpu、ram(例如dram)以及接口元件(例如pcie接口、网络接口或其它通信接口)。在图12中可以看到这两个处理系统，但每个控制器模块可能具有不同数量的处理系统。
在图3中也可以看到闩锁131，所述闩锁131被用在每个控制器模块130上。闩锁131将在下文的图13至图14中更详细地讨论。闩锁131使得在将控制器模块131插入中平面板191的配合连接器期间能够施加大的杠杆力。在本文的示例中，在每个控制器模块130上使用两个连接器，所述连接器与中平面板191上的对应的连接器配合。闩锁131还使得控制器模块能够精确地插入中平面的连接器中，所述连接器采用紧密公差并且采用短或小的擦扫式连接器(wipeconnector)，以使由于连接器与连接器的耦合引起的信号损失和信号完整性问题最小化。
现在参照图3中的后视图，插入有一个接线器模块140，其中所示出的空的后部托架可以容纳另一接线器模块140。这些模块被插入到存储组件100的后部托架的其中一些中。如果需要更多的i/o资源或额外的冗余，则可以将更多的接线器模块插入到存储组件100中。空的托架是可能的，并且也允许多个接线器模块的热插拔。以这种方式，可以在运行中定制存储组件100以与数据中心的互连、i/o或通信冗余需求相适应。
接线器模块140包括子模块(daughtermodule)150。接线器模块包括一个或多个电路板和外部连接器，所述电路板和外部连接器经由后部托架连接器197-198上的pcie接口与中平面组件190通信地耦合。此外，接线器模块140充当用于子模块150的承载件或基座(dock)，所述子模块150也经由pcie接口连接到中平面组件190。因此，子模块150可以在接线器模块140保持插入在组件100中的同时单独地从接线器模块140中移除。在子模块150被移除的情况下，接线器模块140的功能不受影响，并且与接线器模块140相关联的i/o可以继续进行。子模块150使得接口具备更大的灵活性，因为子模块可以结合任意数量的外部接口，例如以太网(ethernet)、iscsi、pcie、光纤信道(fiberchannel)、无限带宽(infiniband)、usb或其它接口。因此，在接线器模块140可以提供在连接器152-153上的持续通信时，在子模块150发生故障的情况下，可以移除子模块150并将其替换为不同的接口或者独立于接线器模块140而被替换。在一些情况下，未使用子模块150，并且在接线器模块140中留有用于子模块的空的托架，并具有任意相关联的盖板或通风盖。图16中包括对接线器模块140的进一步的讨论。
接线器模块140包括一个或多个通信接口，所述一个或多个通信接口经由外部连接器用于将存储组件100的模块通信地耦合到其它存储组件、网络链路、用户接口或其它元件。接线器模块140将选定的外部接口通信地耦合到中平面组件190。例如，集群互连件153可以包括pcie接线器模块，所述pcie接线器模块将存储组件100的pcie接线器耦合到其它存储系统或处理系统，诸如其它一些存储组件100。在pcie示例中，集群互连件153(参见图3)可以包括微型sas(mini-sas)hd插口，在使用相关联的微型sashd电缆时，通过该插口传输pcie信令。微型sashd端口可以用于驱动12gb/s的集群互连件153，这可以支持pciegen3通信量。
接线器模块140还提供用于存储组件100的其它外部接口。如图3和图15中可见，这些接口包括用于控制平面网络连接152的以太网插口。以太网插口可以支持10千兆位以太网(10gbe)以及其它吞吐量。
子模块150可以包括一个或多个网络接口卡(nic)，nic可以与pcie接口耦合，并且当配合到接线器模块140内时，子模块150连接到中平面。子模块150可以提供另外的外部连接器141，所述另外的外部连接器141包括传输至少40gbe信令的四通道小规格可插拔(qsffp)或qsfp/qsfp+插口，以便与外部主机计算系统、因特网或其它联网设备交互。在许多示例中，接线器模块140允许将存储组件100连接到一个或多个网络以例如与终端用户或其它服务器/计算设备进行存储操作的接收和转移(transfer)。当使用以太网接口时，相关联的以太网插口可以支持40千兆以太网(40gbe)以及其它吞吐量。其它外部接口可以包括pcie连接、以太网连接、光纤信道连接、管理控制台连接、边带接口诸如usb、rs-232、视频接口诸如视频图形阵列(vga)、高密度媒体接口(hdmi)、数字视频接口(dvi)以及其它接口诸如键盘/鼠标连接。
图4至图5是示出存储组件100的示意图，侧重于用于将存储组件100安装到架装系统中的导轨系统117。图4示出了位于机架102中的组件100，图5示出了利用双导轨系统117的伸缩功能滑出的组件100以及伸展的双导轨系统117。当组件100滑出机架102时，用户可以接近如上所述的中间机箱盖。
架装系统可以包括图4中由机架元件102表示的一个或多个竖向构件。使用两个双导轨系统117，组件100的每一侧上具有一个双导轨系统。每个双导轨系统117均安装到组件117的由特征115形成的凹部中。这些凹部允许1u组件具有跨越机架102的“前部”竖向构件之间的整体宽度的全宽度的前部。双导轨系统117使得1u从架装系统向外伸展，以允许用户移除机箱盖112a-b来维修或更换其下方的风扇模块。使用紧固件诸如螺栓、螺钉或其它紧固件将双导轨系统117安装到机架102的竖向元件的其中一些上以支撑组件100的重量。双导轨的性质允许比单导轨更进一步向外伸展，并且内部滚珠轴承使进出架装组件的移动平稳。闩锁114可以通过联接到竖向构件中的前部竖向构件而防止无意的移除。双导轨系统117各自突出到存储组件100之外的空间中并突出到机架102的竖向构件中。使用宽度减小的后部部分以允许具有特征115。
图6至图10示出了存储条八位组120的各个元件。在图6中，示出了存储条八位组120的正视图。在八位组中包括有8个存储条121，并且每个存储条121均可以插入存储条八位组120的机箱内的个别化的托架中。安装特征122包括用于将存储条八位组120固定到存储组件100的机箱110中的螺钉或其它紧固件。在安装特征122包括螺钉的示例中，螺钉的旋转提供插入力以使八位组120的连接器配合到相关联的中平面连接器中。每个条121均具有相关联的弹出按钮127，弹出按钮127允许从八位组组件中移除相关联的条121。可选的指示灯128可以显示出相关联的条121的状态。例如，指示灯128可以显示出相关联的存储驱动器的存储活动。在其它示例中，指示灯128可以指示何时移除对于条来说是安全的，例如当任何正在传输的数据已经提交给条的非易失性存储元件时。指示灯128还可以显示出用于条的保持电力状态，例如在条的热移除之后或在系统100的电力损失期间。
电磁干扰(emi)接触部123可以看作是从每个条121突出并且被构造为与机箱110或与八位组120的承载件129接触。在一些示例中，emi接触部123与承载件129的导电表面电接触，而在其它示例中，emi接触部123允许与插入有存储条八位组120的机架外壳的导电表面电接触。可以使用emi接触部123的配置的组合。
图7示出了存储条八位组120的后视图。在图7中，八位组连接器161-162是可见的。八位组连接器161-162被包括在插置件160的后侧上。八位组连接器161-162安装在插置件电路板164的后侧上以耦合到中平面组件190的前侧上的相关联的连接器，特别是耦合到中平面板191上的前部托架连接器194-195。八位组连接器161-162是承载pcie通信以及多种边带信号和电力信号的高密度、短的擦扫式电连接器。八位组的每个存储条121均可以插塞到插置件160的插置件电路板164的前侧上的各个相关联的配合条连接器163内。示出有多个气流孔隙169，以利用相关联的风扇模块170允许气流穿过插置件160以及相关联的八位组120。一些气流孔隙169由插置件电路板164的顶部和底部处的间隙形成。图7还示出了集成电路710，集成电路710可以与存储条的电信号耦合以辅助与存储条的通信、边带信令以及图25中所讨论的其它特征。
图8以三个视图示出了从八位组组件中分离出来的插置件160。插置件160包括安装有连接器161-163的插置件电路板164。连接器161-162二者将整个八位组120连接到中平面组件190，并且条连接器163分别与各个条121耦合。在一些示例中，插置件电路板164包括多个电路系统以向插入到八位组中的条121提供控制和通信互连特征。
图9示出了包括八位组承载件129的存储条八位组120，在八位组承载件129内所述存储条可以插入到单独隔开的托架内，并且在结构上容纳于八位组承载件129内。图9在“视图a”中示出了8个条填充的八位组承载件129并且在“视图b”中示出了空的八位组承载件129。存储条八位组120最多可容纳8个存储条，诸如存储条121。图9中的八位组承载件129的机械性元件和结构性元件以及相关联的机械性元件和结构性元件可以包括机加工的、锻造的、铸造的、挤压的或其它方法制造的元件。这些元件可以由金属、金属化合物、聚合物、塑料、陶瓷或其它材料制成，包括上述各项的组合和变型。
条闩锁孔129c可以与用于本文所讨论的插入过程和弹出过程的条闩锁相接合。条对准翅片129d提供隔开的托架和通道，以便插入存储条并且阻止左右运动。条对准翅片129d还确保了插入期间存储条的正确对准，以提供存储条电连接器和与八位组承载件129相关联的连接器163的正确配合。存储条八位组120可以插入另一组件或外壳的托架中，例如架装组件或架装外壳的通用的前部托架101中。装配式手柄129b可以使得用户能够将存储条八位组120插入机架外壳的托架中(如1u外壳中)以及从其中移除。装配式紧固件129a将存储条八位组120固定到机架外壳中，并且可以包括螺钉、卡扣特征、闩锁或其它紧固件。
插置件160示出为耦合到八位组承载件129。插置件160可以使用一个或多个螺钉、铆钉或闩锁机构而紧固以相对于八位组承载件129保持插置件160。每个存储条121均可以插塞到插置件160上的相关联的配合连接器163中，并且插置件160的电路板164的相反侧上的连接器161-162可以与中平面组件上的连接器194-195相配合。
作为数据存储条的一个示例，提供了图10。图10是示出了存储条121的示意图。存储条121包括多个特征和元件，并且图10至少示出了存储条体部1010、驱动器模块盖1011、盖铰接部1012、条连接器1013、emi接触部123和弹出按钮127。图10中未标示的其它特征包括体部紧固件、盖封闭特征、发光指示器和侧部握把特征。虽然为了清楚起见以及由于所选择的视图而未在图10中示出，但是存储条121还包括另外两个盖和孔隙以保持两个附加的驱动器模块1020，总共是四个盖和孔隙。图10中的存储条121的机械性元件和结构性元件以及相关联的机械性元件和结构性元件可以包括机加工的、锻造的、铸造的、挤压的或其它方法制造的元件。这些元件可以由金属、金属化合物、聚合物、塑料、陶瓷或其它材料制成，包括上述各项的组合和变型。
存储条121被构造为承载一个或多个驱动器模块，例如图10中的装配式驱动器模块1020以及其它驱动器模块。在该示例中，可以由存储条121保持至多四个驱动器模块，每个驱动器模块1020在被插入存储条121中之后均由相关联的盖1011覆盖。每个盖1011均可以由使用者或操作者利用相关联的盖封闭特征打开。每个盖1011均可以在铰接部1012处铰接，铰接部1012允许使用者将相关联的盖从条121向外转动，以获得通向其中插入驱动器模块以及将驱动器模块从其中移除的孔隙1001的通路。在一些示例中，铰接部1012是弹簧加载的并且在按压封闭件的闩锁或摩擦配合特征时，铰接部1012允许盖1011向外打开。在铰接部1012为弹簧加载式的情况下，铰接部1012可以防止被使用者封闭并且盖封闭件的闩锁或配合特征使得能够保持盖1011关闭并与体部1010齐平。
存储条的体部1010由至少两个壳体部分组成，即顶部体部和底部体部。该至少两个体部部分包封印刷电路板、条插入元件和驱动器模块安装元件，并且通过诸如螺钉、铆钉、夹子、焊接件等的紧固件将该至少两个体部部分固定在一起。存储条的体部1010构造为滑入较大外壳或存储组件(诸如八位组组件)的相关联的配合特征中，所述较大外壳或存储组件能够容纳许多存储条，如上文在图9中所示。
在条121的底部上包括有闩锁特征，并且闩锁特征构造为与相关联的闩锁接合，该相关联的闩锁与八位组组件内的如图9所示的相关联的条闩锁孔129c配合，以提供存储条121在相关联的对准翅片129d内的靠机械力的移动并且提供对存储条121从组件中的相关联的安装特征中移除的阻力。弹出按钮127与闩锁特征联接以允许从八位组组件中弹出并移除存储条121。侧部握把特征允许操作人员抓握存储条121以插入相关联的组件中以及从其中移除。一旦滑入更大的组件的相关联的安装导轨、引导件或特征中，条连接器1013构造成与相关联的外部连接器(诸如插置件印刷电路板(pcb)164上的连接器163)电气地且机械地配合，或者可替代地与该组件的中平面或背板pcb电气地且机械地配合。每个条连接器1013均承载pcie通信以及多个边带信号和电力信号。通过存储组件中的配合特征诸如销或突起、或者可替代地通过单向的或键接形式的连接器1013来防止以不正确的取向插入存储条121。
此外，图10示出了emi接触部123。emi接触部123构造为与存储条体部1010电气地配合。emi接触部123可以分别由金属或导电材料构成。当存储条体部1010由非导电材料构成时，则金属层诸如涂层或箔可以作为存储条体部1010的内表面或外表面的衬里以提供屏蔽，该金属层与emi接触部116电气地接触。在一些示例中，emi接触部123由同一块导电材料形成，例如由折叠并且焊接或钎焊在一起以形成emi接触部123的冲压金属部件形成。在其它示例中，emi接触件123由机加工的金属部件形成，或由分离的工件形成并电气地结合在一起。emi接触部123包括一个或多个金属指状物或弹簧，所述指状物或弹簧电气地接触所述体部1010和插入有存储条121的相关联的组件或插入有存储组件的架装组件。因此，体部1010在存储条121的电气部件周围形成法拉第笼，并且emi接触部123构造为利用从条121向外延伸的emi接触部123形成的弹簧弹力触及外部导电表面并保持与该表面的接触。
驱动器模块1020包括固态存储器芯片1022和边缘连接器1021。在一些示例中，驱动器模块1020的固态存储元件包括存储器芯片，如可以包括闪存、磁随机存取存储器、相变存储器、忆阻器或其它固态存储器设备的芯片1022。驱动器模块1020可以包括不同规格的驱动器模块。驱动器模块1020可以包括其它部件和元件，如安装孔、处理器、接口芯片、无源部件、保持电路系统以及其它部件和元件。在一些示例中，驱动器模块1020包括m.2固态驱动器(ssd)模块，基于模型、制造商、存储容量、或所嵌入的特征以及其它因素，所述模块可以具有可变的尺寸，如宽度和长度。其它示例包括具有变化尺寸的minipci扩展卡、微型串行ata(msata)卡等。可调整的安装特征允许m.2ssd模块具有变化的长度，例如其长度为16毫米、26毫米、30毫米、38毫米、42毫米、60毫米、80毫米和110毫米(mm)以及其他长度。有利地，可以使用可调节的安装特征将商品化的或现成的m.2ssd模块(或其它驱动器模块)部署在存储条121中。
将驱动器模块1020从存储条121中移除的操作如下所述。用指甲或与盖外壳接合的小物件打开盖1011，所述盖1011在关闭时与体部1010齐平。盖1011可由用户打开或者通过与铰接部1012相关联的弹簧打开，以暴露孔隙1001中的驱动器模块1020。随后，驱动器模块1020可从相关联的连接器中并且从条121中移除。有利地，条121允许无需工具的插入和移除。
为了从存储组件中弹出存储条121，弹出按钮127能够由操作员推动，并且因此使可以与闩锁弹簧接合的弹出杆移动。弹出按钮127的移动受到由闩锁弹簧和紧固至体部1010的相关联的紧固件提供的弹簧弹力的抵抗。弹出过程允许存储条121在条121先前插入的组件内滑动。通过插入过程先前被压缩的弹出弹簧为条121提供弹出力，以使其从存储组件的配合连接器中并从存储组件本身中向外移动。
在另外的示例中，发光的弹出或插入指示器128(如图6所示)可以与弹出按钮127耦合。该指示器可以被定制为呈现为标识或其它形状或尺寸。多种透明或半透明特征，诸如玻璃、亚克力或其它聚合物，可以允许光从指示器发射出来。在一些示例中，指示器中可以包括有光源诸如发光二极管，该光源可以指示条121的多种属性。这些属性可以包括插入或弹出状态，如正确插入时点亮并且弹出时熄灭。这些属性可以包括其它功能属性，如条121的元件的操作状态。光管(lightpipe)，包括光纤元件或聚合物光导，可用于将来自于内部指示器回路的光传输到指示器。在光源被安装到指示器中的示例中，可以使用一个或多个线材或信号链路并使其路线通向弹出按钮127。相关联的指示器回路可以与条121的处理元件通信地耦合。
图11示出了控制器模块130的两个视图的详细示意图。视图“a”侧重于控制器模块130的前侧，视图“b”侧重于控制器模块130的后侧。控制器模块130具有连接器132-133，以与中平面组件190耦合，特别是与前部托架连接器194-195耦合。连接器132-133可以承载pcie通信以及多种边带信号和电力信号。控制器模块130还包括用于使操作者将控制器模块130插入存储器组件以及从存储器组件中移除的闩锁131。控制器模块130包括用于承载控制器模块130的各部件的承载件139。控制器模块130还包括多个罩壳和外壳元件以覆盖控制器模块130的各电气元件和机械元件。
图12示出了移除了相关联的盖的控制器模块130。如图12所示，控制器模块130包括两个处理模块135和计算板138。处理模块135与计算板138耦合。在一些示例中，计算板138包括多个连接器或插座，其中每个处理模块135均插入到这些连接器或插座中。在其它示例中，每个处理模块135均被焊接到板138上。另外，连接器132-133以及任何相关联的电路系统诸如pcie交换机(switch，开关)、边带接口、滤波器、电力部件等均与板138耦合。
处理模块135各自均包括处理系统，处理系统包括中央处理单元(cpu)，cpu可以包括intel、amd、或armcpu以及其它种类，其中每个cpu使用任意数量的处理核。处理系统可以包括板上系统或片上系统组件，板上系统或片上系统组件包括一个或多个cpu、ram(诸如dram)以及接口元件(诸如pcie接口、网络接口或其它通信接口)。这两个处理系统可以在图12中看到，但是每个控制器模块可以具有不同数量的处理系统。
图13示出了在不具有计算板138、连接器132-133和处理模块135的情况下的控制器模块130以侧重于承载件插入和移除特征。图13提供了主视图和仰视图。为了将控制器模块130插入，用户将控制器模块130滑入空的前部托架中并将机箱接合特征接合到托架中相关联的特征中。闩锁131通常在插入期间打开并延伸，并且用户将力施加到闩锁131上以使模块130匹配到相关联的中平面连接器中。可以包括有指旋螺钉以将闩锁131保持在关闭位置并且确保模块130不被无意地移除。施加到闩锁131的指旋螺钉端部上的持续的螺旋力使闩锁131的相反端用凸轮带动进入到托架的配合特征中，以允许连接器132-133精确地配装到配合的中平面连接器194-195中。包括有杠杆联接部特征1413以将使用者施加在杠杆131上的力转化用于使特征1405接合到托架的配合槽中。
图14从底部面向外侧的视角更详细地示出了闩锁131。为了使控制器模块130容易且快速地插入相关联的托架中并从其中移除，使用了多种快速拆卸特征如闩锁131和相关联的指旋螺钉。然而，相关联的连接器，即控制器模块连接器132-133和中平面连接器194-195，均是高针密度、小型擦扫式的连接器。因此实现了精确配装，这不会使连接器过压，也不会使连接器不能正确地置于彼此之中，并且闩锁131使得在插入和移除控制器模块130期间对扭矩和力的控制增强。
在图14中，闩锁131显示出一种双层设计，其具有包括上部构件1401和下部构件1402的堆叠构型。上部构件1401和下部构件1402可以包括金属元件诸如片状金属或其它适合的材料。上部构件1401和下部构件1402各自固定或在孔隙1410处联接在一起。该附接点可以包括焊缝、铆接件或其它低型面高度的联接紧固件。如图所示，可以使用多个附接点以确保层间连接的冗余性和刚性。上部构件1401和下部构件1402在与附接点孔隙1410相反的端部处非刚性地连结或以其它方式联接，并且代替地使用杠杆联接部1413联接起来。在该示例中，下部构件1402构造为在将相关联的控制器模块插入中平面组件190的至少一个对应连接器期间相对于上部构件1401移动。
闩锁131包括螺旋弹簧1412并且使用允许上部构件1401的枢轴移动并提供在特征1405处接合到托架的配合特征中所需要的顺应性的设计。闩锁131包括螺旋弹簧与双臂曲柄操作的枢轴相顺应的闩锁。螺旋弹簧1412的一端与杠杆联接部1413联接，螺旋弹簧1412的另一端与承载件139联接，例如承载件体部中的如图14所示的两个孔。当闩锁131完全接合并且控制器模块130完全插入相关联的中平面连接器中时，则可以转动闩锁131的指旋螺钉以将控制器模块130进一步固定到相关联的托架中并且防止闩锁131的无意的移动。
机箱接合特征1405将与插入有控制器模块130的机箱或托架中的副特征接合。当使用者推动手柄1403时，闩锁131将围绕杠杆联接部1413旋转，并且机箱接合特征1405将“用凸轮带动”进入到托架/组件的配合特征中，并且控制器模块130的后部上的相关联的连接器开始与中平面组件上的配合连接器接合。干涉孔隙1410提供用于下部构件1402的物理窗口以使上部构件1401移动。
使用杠杆联接部1413和孔隙1410以及弹簧1412和闩锁131的层的材料特性，可以控制施加在手柄1403上并且因此施加在控制器模块130的后部处的相关联的连接器上的力达到最大量。因此，可以实现用于将控制器模块130插入到中平面的连接器中所需的力。这有利地允许使用杠杆作用来获得受控的力，同时防止施加到控制器模块130的后部连接器上的过度弯曲以及随之发生的过压。在具有高密度、小型擦扫式的连接器的示例中，闩锁131确保了可重复且可靠的配合。可以逆向地进行从相关联的托架/组件中移除控制器模块130，其中机箱接合特征1405可以“用凸轮带动地离开”托架/组件的相关联的配合特征以使相关联的后部连接器与中平面断开耦合。
图15是示出存储组件100的示意图，其为存储组件100的“后”侧的等距视图。存储组件100的等距“主”视图在图1中示出。存储组件100包括多个不同的模块化元件，这些模块化元件可以用于多种数字数据的输入/输出(i/o)，与集群的其它存储组件互连以及向多个模块供电。
存储组件100包括至少一个机箱元件110，机箱元件110提供用于多个模块互连以及用于安装到机架或搁架系统中的结构。机箱元件110还提供用于多个外壳元件诸如壳体元件111-113的结构。图15中的每个壳体元件111-113均形成覆于组件100的相关联部分之上的外壳并且均联接到机箱110的紧固元件。壳体元件111覆盖存储条和控制器模块，壳体元件112a-112b覆盖中平面区域和置中安装的风扇，并且壳体元件113覆盖后部互连模块和供电部。使用架装闩锁114来将组件100闩锁到架装组件/搁架或机架环境中的相关联的配合特征中。可以在每个模块上使用多个手柄来插入和移除相关联的模块，并且可以在机箱110上使用多个手柄来将组件100插入相关联的机架中以及从相关联的机架中移除，所述机架诸如对于架装闩锁114所示出的机架。
凹入式的架装特征115被包括用以联接到用于将机箱110固定到架装系统或机架中的导轨系统。在图4和图5中包括有双导轨系统，该双导轨系统允许1u组件具有全宽式的前部部分，同时仍然使得组件100可以从相关联的机架中滚动出来以维修置中安装的风扇。
在存储组件100的后侧中，托架被构造成保持多个模块140和180。模块140和180电气地且机械地联接到多个连接器和相关联的机械特征，包括大体位于存储组件100的中央并由壳体元件112a-112b覆盖的中平面。存储组件100的后部托架可以容纳接口模块140和供电部180。存储组件100的每个模块化元件均电气地且机械地联接到中平面的多个连接器和相关联的机械特征。
接线器模块140包括一个或多个通信接口，所述一个或多个通信接口经由外部连接器以将存储组件100的模块通信地耦合到其它存储组件、网络链路、用户接口或其它元件。接线器模块140将选定的外部接口通信地耦合到组件100的中平面。例如，接线器模块140可以包括pcie接线器模块，所述pcie接线器模块将存储组件100的pcie接线器耦合到其它存储系统或处理系统，诸如另一些存储组件100。在pcie示例中，集群互连件153(参见图3)可以包括微型sas(mini-sas)hd插口，在使用相关联的微型sashd电缆时，可以通过该插口传输pcie信令。微型sashd端口可以用于驱动12gb/s的集群互连件153，这可以支持pciegen3通信量。
接线器模块140还提供用于存储组件100的其它外部接口。如图3和图15中可见，这些接口包括用于控制平面网络连接152的以太网插口。以太网插口可以支持10千兆以太网(10gbe)以及其它吞吐量。其它外部连接器141包括传输至少40gbe信令的四通道小规格可插拔(qsffp)插口或四通道(4-通道)小型可插拔(qsfp或qsfp+)插口，以便与外部主机计算系统、因特网或其它联网设备相互连系。在许多示例中，接线器模块140允许将存储组件100连接到一个或多个网络以便例如与终端用户或其它服务器/计算设备进行存储操作的接收和转移。当使用以太网接口时，相关联的以太网插口可以支持40千兆以太网(40gbe)以及其它吞吐量。其它外部接口可以包括pcie连接、以太网连接、光纤信道连接、管理控制台连接、边带接口诸如usb、rs-232、视频接口诸如视频图形阵列(vga)、高密度媒体接口(hdmi)、数字视频接口(dvi)以及其它接口诸如键盘/鼠标连接。
供电模块180各自包括电力电子器件、电力调节设备和电路系统以及多个电力转换电路系统，以将引入每个供电部的后部电力端口的线路电力转换成存储组件100可用的电压/电流。供电模块180可以以冗余布置的方式配置，其中一个或多个供电模块180的故障可以通过使用一个或多个冗余供电模块而被允许。在图17至图18的中平面的示例中，中平面板191上包括有专用的分层特征，以将每个供电模块的高电流连接器耦合到中平面板191。高电流连接器将供电模块与具有足够的迹线/导体宽度的中平面板191耦合，以经中平面板191向数据存储组件的模块供电。在中平面190和供电部180之间也可以使用控制和状态通信信号以及其它电力链路，如对于供电部连接器193所示出的那样。
图16示出了接线器模块140的详细视图。图16中的视图a示出了其上具有模块壳体145的接线器模块140的视图，图16中的视图b示出了移除了模块壳体145的接线器模块140的视图。视图c示出了在托架151中未插入有子模块的情况下接线器模块140的主视图。插入有子模块的主视图在图3中示出。接线器模块140可以被插入到存储组件100的后部托架的其中一些中。如果需要更多的i/o资源或额外的冗余，则可以将更多的接线器模块插入到存储组件100中。空的托架也是可能的，并且也允许多个接线器模块的热插拔。以这种方式，可以在运行中定制存储组件100以与数据中心的i/o或通信冗余需求相适应。
接线器模块140包括模块壳体145、模块机箱146、两个模块连接器142、模块印刷电路板(pcb)1601、子模块连接器149，并且还包括用于安装子模块(即子模块150)的托架151。在该示例中，网络模块1800包括子模块，并且在其它示例中可以使用不同的模块类型。网络模块1800在图18中更详细地示出。
接线器模块140包括一个或多个电路板1601和外部连接器，所述电路板1601和外部连接器经由连接器142上的pcie接口与中平面组件190的后部托架连接器197-198通信地耦合。此外，接线器模块140充当用于子模块150的承载件或基座，所述子模块150也经由设置于子模块连接器149之上的pcie接口通过连接器142连接到中平面组件190。因此，子模块150可以在接线器模块140保持插入在组件100中的同时单独地从接线器模块140中移除。在子模块150被移除的情况下，接线器模块140的功能不受影响，并且与接线器模块140相关联的i/o可以继续进行。子模块150使得接口具备更大的灵活性，因为子模块可以结合任意数量的外部接口，例如以太网、iscsi、pcie、光纤信道、无限带宽网络、usb或其它接口。因此，在接线器模块140可以提供在相关联的外部连接上的持续通信时，在子模块150发生故障的情况下，可以移除子模块150并将其替换为不同的接口或者独立于接线器模块140而被替换。在一些情况下，未使用子模块150，并且在接线器模块140中留有用于子模块的空的托架，并具有任意相关联的盖板或通风盖。子模块150包括手柄148以易于被移除以及插入到托架151中，并且包括用于将模块150固定到托架151中的弹簧加载的闩锁159。闩锁159包括与模块140的槽1701(图17)配合的托架接合特征158(图18)。
在图3中也可以看到闩锁组件147，在每个接线器模块140上均使用闩锁组件147以将接线器模块140固定到组件100的相关联的后部托架中。在下文的图17中更详细地讨论闩锁组件147。闩锁组件147使得在将接线器模块140插入中平面板191的配合的后部托架连接器197-198期间能够施加力。在本文的示例中，在接线器模块140上使用两个连接器142，所述连接器142与中平面板191上的对应的后部托架连接器197-198配合。闩锁组件147还使得控制器模块能够精确地插入中平面的连接器中，所述连接器采用紧密公差并且采用短或小的擦扫式连接器，以使由于连接器与连接器的耦合导致的信号损失和信号完整性问题最小化。
图17示出了接线器模块140的详细视图，该视图侧重于接线器模块140的闩锁特征。视图a示出了包括插入的子模块150的接线器模块140的俯视图。视图b示出了闩锁组件147的详细等距视图。视图c示出了闩锁组件147的详细俯视图。在接线器模块140上使用闩锁组件147以将接线器模块140固定到组件100的相关联的后部托架中。
为了将接线器模块140插入到托架中，用户将接线器模块140滑入空的后部托架中并且旋紧指旋螺钉152以将机箱接合特征154接合到托架中的相关联的特征中。借助于包括弹簧153的弹簧加载的设计以及杠杆联接特征156，闩锁组件147使用基部指旋螺钉来配合接线器模块140以及与接线器模块140断开配合。弹簧加载的设计使得指旋螺钉致动的闩锁与相关联的托架的侧壁上的单个金属片材接合。弹簧使得闩锁机构向外偏置。施加到闩锁组件147的指旋螺钉上的持续的螺旋力使闩锁组件147的特征154用凸轮带动进入到托架的配合特征中，以允许连接器142精确地配装到配合的中平面后部托架连接器197-198中。包括有杠杆联接部特征156以将使用者施加在闩锁组件147的指旋螺钉152上的力转化用于使特征154接合到托架的配合槽中。模块连接器142和中平面后部托架连接器197-198均是高针密度、小型擦扫式的连接器。因此，实现了精确配装，这不会使连接器过压或者使连接器不能正确地置于彼此之中，并且闩锁组件147使得在插入和移除接线器模块140期间对扭矩和力的控制增强。图17在视图b和视图c中更详细地示出了闩锁组件147。
图18示出了网络模块1800的详细视图，网络模块1800是可插入到接线器模块140的托架151中的子模块150的一个示例。具有与网络模块1800不同的功能的其它模块是可能的。网络模块1800包括容置一个或多个pcb的模块壳体1806和模块机箱1805。在图18中，基部pcb1804承载pcie网络接口卡(nic)1801。子模块连接器1802耦合到接线器模块140的连接器149，并且当连接器149配合到接线器模块140中时，子模块连接器1802连接到中平面。网络模块1800耦合在由pcie槽1803、基部pcb1804和连接器1802提供的pcie接口上。网络模块1800提供外部连接器141，该外部连接器141可以包括传输至少40gbe信令的四通道小规格可插拔(qsffp)或qsfp/qsfp+插口，以便与外部主机计算系统、因特网或其它联网设备交互。在许多示例中，网络模块1800允许将存储组件100连接到一个或多个网络以例如与终端用户或其它服务器/计算设备进行存储操作的接收和转移。当使用以太网接口时，相关联的以太网插口可以支持40千兆以太网(40gbe)以及其它吞吐量。
在该示例中，pcienic1801包括插入基部pcb1804上的直角pcie槽1803中的pcie外设卡。在一些示例中，pcie卡可以包括hhhl卡，但是也可以使用其它高度和长度的pcie卡。pcie卡可以包括适合于接线器模块140的规格的任何pcie卡，因此可以实现高度灵活的通信接口。此外，在组件100中使用的两个可能的接口模块140中的每一个均可以使用不同的通信接口或pcie卡，从而允许使用共同的或类似的接线器模块140将多个通信接口通信地耦合到中平面190。其它外部接口可以包括外部pcie连接、以太网连接、光纤信道连接、管理控制台连接、边带接口诸如usb、rs-232、视频接口诸如视频图形阵列(vga)、高密度媒体接口(hdmi)、数字视频接口(dvi)以及其它接口诸如键盘/鼠标连接。
现在转向中平面组件190，提供了图19至图21。图19示出了中平面组件190的“前”侧等距视图。图20示出了中平面组件190的“后”侧等距视图。图21示出了中平面组件190的“主”视图和“后”视图。中平面组件190提供了存储组件100的前部托架和后部托架二者，这有利地允许存储条、控制器模块、接线器模块、接口模块、供电部、风扇模块和其它部件的高密度布置。中平面组件190还在存储组件100中提供了用于置中安装的风扇的切口，从而导致存储组件100的更加有效冷却以及更少限制的气流贯通。
在该示例中，中平面组件190包括一个主电路板以及两个另外的副电路板，即中平面板191和两个电力尾部(powertail)。电力尾部特征包含在分层特征2010中，并在图20至图23中更详细地示出。中平面板191通过一个或多个螺钉、铆钉或其它紧固件与存储组件100的机箱110联接。中平面组件190包括由从中平面板191中切出的空腔形成的一定容积的空间，一个或多个风扇模块170插入到上述空腔中。风扇模块170在存储组件100中提供气流以冷却在存储组件100中的多个前部模块和后部模块。图19示出了安装在由从中平面板191中切出的空腔所提供的容积中的三个风扇模块。可以提供多个气流特征以允许气流穿过中平面组件190并且允许气流进入存储组件100的前部和后部中的模块。
中平面板191包括前侧和后侧。中平面板191的前侧包括用于耦合至前侧模块(诸如存储条八位组120和控制器模块130)的一个或多个连接器以及对准特征。每个托架/模块均使用成对的前侧连接器194-195以及相关联的对准销196。这种前侧模块连接器配置使得高密度、短的擦扫式连接器具有紧凑且有效的规格。图20示出了中平面板191的背侧，该背侧包括在耦合到接线器模块140上的相关联的连接器的后部托架连接器197-198上的接口。中平面板191还包括一个或多个电力总线连接193，以将高电流电力链路连接到相关联的供电模块180。中平面板191还可以包括将前部托架连接器194-195的其中一些与中平面板191的背侧上的后部托架连接器197-198通信地耦合的多个电路链路、迹线以及其它互连件。在其它示例中，中平面板191可以包括一个或多个保持部件(holdupcomponents)用于存储电力以便在存储组件100的电力损失事件期间使用，所述保持部件诸如电容器阵列。
风扇模块170还包括气流定向元件以及其它特征。这些气流定向元件确保与风扇模块170相关联的气流被引导流过并穿过存储组件100中的多个前部模块和后部模块。存储组件100中的前部模块和后部模块中每一个均包括允许气流通过的外部面板，如网屏(screen)、网状物(mesh)、emi笼、穿孔等。在一些示例中，每个风扇模块170均包括至少两个风扇。风扇模块170可以包括任何风扇类型，例如轴流式、离心式和错流式(cross-flow)或其它风扇类型，包括相关联的管道、百叶窗、翅片或其它定向元件，包括其组合和变型。
图22至图23示出了中平面组件190上的分层特征2010的详细视图。图22包括中平面组件190的侧视图和分层特征2010的进一步的详细视图。图22中的中平面组件190的侧视图示出移除了任何相关联的风扇模块，并且包括与风扇模块耦合的风扇连接器2050，以便传输电力信号、控制信号和监测信号。前部托架连接器194也在该侧视图中示出。
分层特征2010的详细视图示出了若干连接器。示出了后部托架连接器197以及电力总线连接193。包括有一个或多个紧固件2024以将电力总线连接193固定到分层特征2010。此外，包括2x10贯通销头(through-pinsheaders)2031，该贯通销头2031突出穿过分层特征2010的整个堆叠，以将分层特征2010的导电层连接起来并在尾部2021/副pcb2022的电路迹线和主pcb2020的电路迹线之间提供高电流耦合。
分层特征2010由主pcb2020、副pcb2022和间隔件2023形成。主pcb2020包括尾部特征2021。尾部特征2021是刚性的并且由与主pcb2020相同的材料形成，但从下面被铣削以产生尾部特征2021。提供尾部特征2021以确保到主pcb2020上的电力总线连接193的期望的堆叠高度，而不使用柔性电路或刚挠结合的构型。有利地，分层特征2010在不同的“堆叠”处将电路板机械地且通信地耦合到一起，以适当地使连接器193与供电模块的连接器的对准。制造成本和工作量显著低于其它构型诸如单个中平面板的制造成本和工作量，所述单个中平面板需要用于供电模块的有电缆/有线的繁琐连接。制造成本显著低于柔性的或“挠性”电路板布置以及刚挠结合的布置。
提供副pcb2022以允许其他导电材料从电力总线连接193向主pcb2020传输高电流供应电力。尾部2021和副pcb2022二者均将来自连接193的信令和电流传输到主pcb2020。间隔件2023提供尾部2021和副pcb2022之间的正确竖向对准。从图22中可以看出，连接器193包括贯通销2032，贯通销2032突出穿过尾部2021和副pcb2022二者，并且尾部2021和副pcb2022中的每一个均承载与连接器193相关联的电流。贯通销2031将副pcb2022的相关联的迹线和主pcb2020的相关联的迹线电气地连接起来，以将来自于相关联的供电部的高电流提供至主pcb2020上，同时允许供电模块具有与尾部201配合的特定的竖向配合尺寸。如图19至图21所示，在主pcb2020上包括有两个尾部2021和两个相关联的电力总线连接193。
为了实现分层特征2010和尾部2021，使用特定的pcb堆叠。该堆叠在图24中示出为pcb堆叠2310。从pcb制造的角度来看，堆叠2310提供了主pcb2020的侧视图。若干层的材料堆叠并层压以形成电路板，具体地，在该示例中为具有电路迹线的24个导电层。黄色/铜色的层包括用于提供导电迹线的布线层，由面材(planematerial)2320标示。暗绿色的层提供芯材，其可包含树脂、环氧树脂、玻璃纤维、预浸材料或用于层的电隔离并用于结构刚性的其他材料。浅绿色的层在对层进行层压时提供粘附，并且由粘附性材料2321标示，其可包含树脂、环氧树脂或其它粘合剂。可以包括有其它层，如阻焊层、丝网印刷、共形涂层或其它的表面特征和层。应当理解，可以使用不同数量的层。
在堆叠中包括有多个过孔(vias)，但是在图24中示出了过孔的子集合，即过孔2323-2325。提供有过孔2323-2324以便贯通销2031穿过过孔2323-2324进行连接。过孔2325设置在尾部2021上并用于与连接器193相关联的贯通销，即贯通销2032。
空腔2326-2327代表主pcb2020的被铣削掉以形成尾部2021的部分。空腔2326-2327被嵌入堆叠中以辅助形成尾部2021。为了制造具有尾部2021的主pcb2020，形成有形状完整的pcb，并且执行铣削过程以铣削掉完整pcb的竖向部分以形成尾部2021。空腔2326-2327有助于该铣削过程。具体地，铣削过程通过在完整pcb的顶侧和底侧二者上进行铣削来铣削掉相关联的尾部区域中的层1-14和层19-24。一旦铣削完成，则在主pcb2020上在层15至层18的一部分中形成分层特征2010。空腔2326-2327(层15之上和层18之下的那些区域)包括厚的软质材料，该软质材料可以仅在空腔区域中铣削掉。该软质区域是可以包括粘合剂108067ben的材料，并且可以在遍及整个pcb形状并且在层14和层15之间以及层18和层19之间等于7.5mil。因此，尾部2021形成在层1(顶层)下方70mil处。这可以适应于组件100的模块的连接器与供电模块的连接器之间的配合水平的(70mil的)下降。
图24是示出存储系统200的系统示意图。存储系统200包括前述附图的各个模块的示例性电气示意图。存储系统200在图24中包括若干不同的模块类型，即存储条211、接线器模块220和控制器模块230。在该示例中，包括有至少一个存储八位组、至少两个接线器模块和至少一个控制器模块。然而，应当理解，可以包括有不同数量的存储八位组210、接线器模块220和控制器模块230。此外，还可以包括有供电模块、风扇以及相关联的电力和控制分配链路，但为了清楚起见，在图24中将其省略。为了清楚起见，图24中省略了存储条八位组的插置件设备以着重强调通信关系。
如以上示例中所讨论的，模块或条通常包括物理支撑结构和外壳，其包含电路系统、印刷电路板、半导体系统和结构元件。这些模块可以插入架装式的外壳中并且可以从其中移除。在一些示例中，图24的元件被包含在1u机箱中以用于安装在更大的架装环境中。应当理解，图24的元件可以被包含在任何物理安装环境中，并且不需要包括任何相关联的外壳或架装元件。
系统200中的一个或多个存储八位组210中包括多个存储条211。每个存储条211均包括一个或多个存储驱动器，例如在一些示例中为四个。每个存储条211还包括外设部件互连高速(pcie)交换机、处理器和控制系统元件。每个存储条211的pcie交换机均通过相关联的pcie链路与一个或多个条上存储驱动器通信。每个存储条211的pcie交换机还通信地耦合到用于通信量统计检索和状态监测以及其它操作的条上处理器或控制系统(215)。每个存储八位组210的pcie交换机232通过一个或多个pcie链路240与接线器模块220或控制器模块230的相关联的pcie交换机进行通信。
pcie交换机232和221形成pcie接线器，该pcie接线器用于在存储条、控制器模块和通信接口之间转移存储操作和控制指令。如图所示，每个pcie交换机均通过pcie接线器链路与一个或多个pcie交换机交叉连接。接线器模块220的每个pcie交换机221均通过相关联的pcie链路242与一个或多个控制器模块230或八位组210的相关联的pcie交换机232进行通信。pcie交换机232通过pcie链路236与一个或多个相关联的处理系统231进行通信。接线器模块220还各自使用pcie交换机221来使处理器模块诸如处理器模块230互连。pcie交换机221用于使这种处理器模块交叉连接，并且通过处理器模块交叉连接链路242与相关联的控制器模块230中的一些pcie交换机221进行通信。pcie交换机232通过pcie链路236与处理系统231的其中一些进行通信。pcie交换机221还可以各自包括1u交叉连接链路243，1u交叉连接链路243用于将pcie接线器扩展到其它实体的1u外壳。
在图24的示例中，pcie交换机221和232(以及相关联的pcie链路)包括系统200的用于在存储条211、控制器模块230和通信接口之间传输用户数据的网格数据平面。pcie交换机221和232(以及相关联的pcie链路)还在控制器模块和面向外部的网络接口之间传输用户数据和信令。链路240、242和250可以借助相关联的连接器而被包括在中平面组件中以与图24中所示的相关联的模块耦合。
存储系统200使用至少pcie交换机221和232以及相关联的pcie链路来建立pcie网格配置。每个网状元件均与多个pcie链路互连，这在单个模块故障或移除的情况下，如八位组210、控制器230或接线器模块220中的任一个故障或移除的情况下，允许故障切换(failover)。在单模块的故障或移除期间，引起“单跳”(one-hop)最坏情况下的pcie延迟。例如，如果通向接线器模块220的pcie链路242发生故障，则控制器230可以通过pcie链路250或者经通向接线器模块220的另一控制器或八位组与八位组310进行通信。
控制元件215包括一个或多个微处理器或微控制器以及任何相关联的存储内存。控制元件215通过以太网控制平面链路248与控制器模块进行通信。控制元件215可以通过pcie链路以及边带链路246和247与数据存储条进行通信，边带链路246和247可以包括通用串行总线(usb)链路或通用异步接收器/发送器(uart)串行链路(例如rs-232链路)等。
控制元件215将数据存储条211初始化。控制元件215还积累存储系统200中每个存储条210的统计数据和使用信息。控制元件215可以通过来自控制器模块230的以太网链路248或通过来自于数据存储条211的usb边带和uart边带链路246检索该统计数据或使用信息。以太网链路248在图24中示出，并且这些链路表示单独耦合到组件200的每个控制器模块中的每个处理系统的许多链路。以太网链路248包括控制平面，该控制平面可以用于在控制器模块之间转移控制信息和状态信息。i/o模块220还使控制平面扩展到其它1u外壳以通过以太网链路形成集群控制平面互连。
每个处理系统231均通过一个或多个pcie链路236经pcie交换机232/221与外部扩展卡或外部pcie端口进行通信。在一些示例中，外部网络扩展卡包括用于通过tcp/ip(传输控制协议(tcp)/互联网协议)网络进行通信或用于承载iscsi(互联网小型计算机系统接口)或nvme(非易失性存储器主机控制器接口高速规范)通信量的网络接口卡。这些外部网络链路249由外部网络接口244提供。通过由外部网络接口244提供的分组(packet)网络链路249的其中一些而使得能够对存储系统200进行外部访问、如使得终端用户能够对存储在存储条211上的数据进行访问。
每个控制器模块230也可以通过一个或多个模块间分组网络接口245与其它控制器模块(如其它存储组件中的那些控制器模块)进行通信。在一些示例中，模块分组网络接口245包括用于通过以太网或tcp/ip网络进行通信以在控制器模块之间交换存储分组的网络接口卡。以太网控制平面248可以通过接口245进行传输。
本文讨论的pcie交换机可以包括pcie交叉点式交换机，所述pcie交叉点式交换机至少基于每个pcie链路所承载的通信量而将相关联的pcie链路中的多个pcie链路逻辑地互连。在一些示例中，使用pcie交换机的非透明端口来实现pcie接线器的逻辑分离。每个pcie交换机端口均可以是非透明(nt)端口或透明端口。nt端口可以允许端点之间的某些逻辑隔离，就像桥接器一样，而透明端口不允许逻辑隔离，并且具有以仅仅交换的配置连接端点的效果。通过一个或多个nt端口进行访问可以包括pcie交换机和启动端点之间的额外的信号交换，以选择特定的nt端口或允许经该nt端口的可视认性。
在其它示例中，使用pcie交换机的基于域的路由来实现pcie接线器的逻辑分离。pcie交换机中可以包含基于域的pcie信令分配，这允许根据用户定义的组将pcie交换机的pcie端口分离开。这些逻辑分离或组可以用于形成本文讨论的前端数据平面和后端数据平面，或者可以用于在多个pcie交换机之间建立路由和冗余，从而在系统200中形成pcie通信的网格接线器。
pcie可以支持多种总线宽度、如x1、x4、x8、x16和x32，其中总线宽度的每个倍数均包含用于数据转移的附加“通道”。pcie还支持边带信令的转移，例如系统管理总线(smbus)接口和联合测试行动组(jtag)接口，以及相关联的时钟、电力和自举电路(bootstrapping)以及其它信令。尽管在图24中使用了pcie，但应当理解，可以代替地使用不同的通信链路或总线，如nvme、以太网、串行连接scsi(sas)、光纤信道、雷电接口(thunderbolt)、高速串行连接式的ata(sataexpress)以及其它互连、网络和链路接口。图24中的任何链路可以各自使用多种通信介质，如空气、空间、金属、光纤或一些其它信号传播路径，包括其组合。图24中的任何链路都可以包含任意数量的pcie链路或通道配置。图24中的任何链路都可以各自为直接链路，或可以包含多个设备、中间部件、系统和网络。图24中的任何链路都可以各自为公共链路、共享链路、聚合链路，或者可以由离散的、单独的链路组成。
在图24中，任意控制器模块230上的任意处理系统231具有对pcie接线器上所有存储条211中的所有存储驱动器的逻辑视认性。任何处理系统231都可以转移用于存储在任意存储驱动器上的数据，并检索已存储在任意存储驱动器上的数据。因此，m个存储驱动器可以与n个处理器耦合，以实现具有高冗余水平和高密度水平的大型可扩展结构。
为了提供每个处理系统231对任意存储条211的视认性，可以使用多种技术。在第一示例中，特定的处理系统231管理(实例化/结合)总数量的子集数量的存储条，如跨越4个存储条的16个存储驱动器，并处理用于该子集存储驱动器的事务，如读取和写入事务。然而，每个处理系统231均具有对任何其它处理系统231或其它存储组件中的处理系统管理的存储驱动器的基于内存映射或路由表的视认性。当需要对不由特定的处理系统管理的存储驱动器进行存储操作时，该特定的处理系统使用基于内存映射访问或路由表的视认性将存储操作引导至对该事务而言正确的存储驱动器。该事务可以被转移并传输到管理与该事务的数据相关联的那个存储驱动器的适当的处理系统。pcie接线器，经由pcie交换机232/221，或模块间网络接口245被用于在处理系统之间转移数据，使得特定的处理系统或处理器可以将数据存储在由该特定的处理系统管理的一个或多个存储条中，但是该数据可能通过与一不同的处理系统相关联的网络接口而被接收。
在操作中，诸如写入操作中，任意控制器模块230的任意处理系统231可以通过外部网络接口244中的一部分接收数据。例如写入操作可以是通过外部网络接口244从使用iscsi协议或nvme协议的终端用户处接收的写入操作。接收写入操作的处理系统判定该处理系统是否物理地管理与写入操作相关联的一个或多个存储驱动器，并且如果是，则该处理系统通过pcie接线器的后端数据平面将数据转移用于存储在关联的存储驱动器上。如果处理系统判定其并未物理地管理与写入操作相关联的一个或多个存储驱动器，则处理系统将写入操作转移到包括有通过任一前端pcie数据平面或通过模块间网络接口245管理上述一个或多个存储驱动器的处理系统的另一控制器模块。任何处理系统都可以采用数据条带化以通过任意数量的存储驱动器使针对特定的写入事务的数据条带化，如通过包括由特定的处理系统管理的存储驱动器的所有存储条。
在该示例中，与每个处理系统231相关联的pcie接口具有64位地址空间，这允许具有264字节的可寻址空间，从而导致至少16艾字节(exbibytes)的可按字节寻址的内存。该64位pcie地址空间可以由用于内存映射到存储条上的存储驱动器的所有处理系统231共享。因此，尽管每个特定的处理系统231实际上管理存储条上的全部存储驱动器的子集，但是所有处理器231都具有对存储条上任意存储驱动器的视认性，并且都可以启动对存储条上任意存储驱动器的读取/写入事务。管理在存储条上特定存储驱动器的管理处理系统231通过至少使用内存映射的地址空间或路由表来确立使用哪个控制器模块处理对于特定的一组存储条的存储操作，来从启动处理系统231接收写入/读取事务和任何相关联的数据。
图25是示出存储系统300的框图。图25是示出前述附图的与中平面有关的多个模块的框图。图25的元件被示为物理地配合到中平面组件340。中平面组件340包括电路板元件和用于与任意相关联的存储八位组380、接线器模块320、子模块325、控制器模块330或供电节点350配合的多个物理连接器。中平面340包括一个或多个印刷电路板、连接器、物理支撑构件、机箱元件、结构元件和相关联的链路，如用于将图25的各个元件互连起来的金属迹线或光学链路。中平面340可以用作背板，但是代替如在单端背板示例中的仅在一侧上具有配合的条或模块，中平面340的条或模块在至少两侧上即前侧和后侧上配合。图25的元件可以对应于本文中的附图的类似元件，如中平面组件190，但也可能具有变型。
图25示出了包含在1u外壳301中的许多元件。外壳可以替代地具有标准化计算机机架高度的任意倍数，如1u、2u、3u、4u、5u、6u、7u等，并且可以包括相关联的机箱、物理支撑件、冷却系统、安装特征、壳体以及其它外壳元件。通常地，每个条或模块均配装到包括在外壳301的机箱部分中的相关联的凹槽或沟槽特征中，以滑入预定的凹槽中并引导与每个条均相关联的一个或多个连接器与中平面340上的相关联的一个或多个连接器配合。系统300使得任意模块或条都能够热调换(hot-swapping)，并且可以包括诸如电力灯、活动指示器、外部管理接口等的其它特征。
存储条310各自具有相关联的连接器360，该连接器360配合到相关联的插置件组件315的配合连接器中。每个插置件组件315均具有与中平面340上的一个或多个连接器配合的相关联的连接器366。在这个示例中，多达八个存储条310可以被插入到单个插置件组件315中，该插置件组件315随后与中平面340上的多个连接器配合。这些连接器可以是由控制器模块330和连接器362使用的共用的或共享的样式/类型。另外，存储条310和插置件组件315的每个集合都可以被包含于可以以模块化方式插入中平面340中的子组件或子外壳380中。控制器模块330各自具有相关联的连接器362，该相关联的连接器362可以是与插置件组件315类似的类型的连接器。在一些示例中，例如在以上示例中，控制器模块330各自插塞到中平面340上的多于一个的配合连接器中。
接线器模块320经由连接器361a与中平面340耦合，并且通过集群互连链路365提供对系统300的存储和处理部件的集群范围的访问。接线器模块320通过控制平面链路368提供在其它1u系统的控制器模块之间的控制平面访问。在操作中，接线器模块320各自经由链路361a和中平面340通过pcie网格与控制器模块330和存储条310通信地耦合，如图25所示。
子模块325经由连接器361b与中平面340耦合，并提供对系统300的存储和处理部件的外部访问，例如用于主机系统、终端用户设备或外部系统。在操作中，子模块325各自经由链路361b和中平面340通过pcie网格与控制器模块330和存储条310通信地耦合，如图25所示。如以上针对模块150以及在图16中所讨论的，子模块325各自嵌套至相关联的接线器模块320中。
集群互连链路365用于利用pcie链路和以太网链路使1u外壳在彼此之间互连，例如使插塞到其它组件的其它中平面中的控制器模块330互连。集群互连链路365可以包括pcie链路或其它链路和连接器。用于外部互连的pcie链路可终止于外部连接器，如微型sas或微型sashd插口或用于通过微型sas电缆传输pcie信令的连接器。在另外的示例中，使用驱动12gb/s的微型sashd电缆，相比较而言，标准的sas电缆驱动6gb/s。12gb/s可以支持pciegen3。也可以使用四通道(4-通道)小型可插拔(qsfp或qsfp+)连接器或插口以传输pcie信令。
控制平面链路368可以包括用于传输控制平面通信的以太网链路。相关联的以太网插口可支持10千兆以太网(10gbe)以及其它吞吐量。通过链路368提供的其它外部接口可以包括pcie连接、光纤信道连接、管理控制台连接、边带接口诸如usb、rs-232、视频接口诸如视频图形阵列(vga)、高密度媒体接口(hdmi)、数字视频接口(dvi)以及其它接口诸如键盘/鼠标连接。
外部链路367可以包括由子模块325提供的网络链路，所述子模块325可以包括以太网、tcp/ip、无限带宽网络、iscsi或其它外部接口。外部链路367可以包括用于与外部系统进行通信的链路，该外部系统为例如主机系统、管理系统、终端用户设备、因特网系统、分组网络、服务器或其它计算系统，包括与系统300类似的其它外壳。外部链路367可以包括传输至少40gbe信令的四通道小规格可插拔(qsffp)插口或四通道(4-通道)小型可插拔(qsfp或qsfp+)插口。
在一些示例中，系统300包括可容纳由条和相关联的电路板组成的柔性配置和布置的壳体或外壳元件、机箱和中平面组件。尽管图25示出了存储条在中平面组件340的第一侧上进行配合并且控制器模块位于该第一侧上以及多个模块在中平面组件340的第二侧上进行配合，但应当理解，其它配置也是可能的。系统300可以包括机箱以容纳前载式配置或后载式配置的以下配置中的任意配置：
●各自包含多个ssd的存储模块；
●包含hhhl卡(半高半长pcie卡)或fhhl卡(全高半长pcie卡)的模块，所述模块可以包括图形卡或图形处理单元(gpu)、pcie存储卡、pcie网络适配器或主机总线适配器；
●包括控制器模块的具有pcie卡(全高全长pcie卡)的模块，所述控制器模块可以包括nvidiatesla或intelphi处理器卡；
●包括2.5英寸pciessd的模块；
●交叉连接模块、插置件模块和控制元件。
此外，用于系统300的多个条的电力和相关联的电力控制信令由一个或多个供电节点350通过相关联的链路363提供，所述相关联的链路363可以包括具有不同电压等级的一个或多个链路，这些电压等级为例如+12vdc或+5vdc等。尽管供电节点350被示出为被包括在图25中的系统300中，但应当理解，供电节点350可以替代地被包括在单独的外壳诸如单独的1u外壳中。每个供电节点350还包括用于从电源诸如ac或dc输入电力接收电力的电力链路364。
此外，电力保持电路系统可以被包括在保持模块351中，所述保持模块351可以响应于链路364中的电力损失或者因供电节点350的故障而通过链路373递送保持电力。在每个条或模块上也可以包括有电力保持电路系统。该电力保持电路系统可以用于在电力中断期间，诸如当主输入电力或系统电力从电源中断电时，向相关联的条或模块提供临时电力。另外，在使用保持电力期间，可以根据使用统计数据以及其它考虑因素使用每个条或模块的处理部分来选择性地将每个条的一部分掉电。这种保持电路系统可以提供足够的电力以在电力中断或电力损失事件期间将运行中的写入数据提交。该电力中断和电力损失事件可以包括电源中电力的损失，或者可以包括从中平面340上的相关联的插座或连接器移除条或模块。保持电路系统可以包括电容器阵列、超级电容器(super-capacitors)、超电容器(ultra-capacitors)、电池、燃料电池、飞轮或其它能量存储部件，以及任何相关联的电力控制、转换、调节和监测电路系统。
图26示出了可以作为接线器模块140的元件的示例性实施方案的接线器系统400。系统400包括微处理器(μp)410、控制逻辑411、网络接口卡(nic)412、以太网交换机420、以太网phy421、以太网物理接口电路(phy)422、pcie交换机430、接口适配器的适配器模块440和usb集线器450。这些元件通过图26中示出的多个链路互连，所述链路即链路460-468、470-471、480-483和490-491。
接口适配器的适配器模块440包括可移除的子模块，如配装到接线器模块140的模块化托架中的网络模块1800。模块440可以包括提供一个或多个外部以太网接口(如40千兆以太网、以及其它接口和带宽)的网络接口卡。模块440通过pciex8链路482与pcie交换机430耦合，所述pcie交换机430经由pciex8链路480的其中一些进一步耦合到pcie网格/互连件。
pcie交换机430提供pcie接线器用以将接线器系统400通信地耦合到由中平面提供的网格架构中并用于将在外壳中的接线器模块400的其它实例通信地耦合在一起。pcie交换机430还提供通过pciex8链路481的外部互连，以便将与接线器系统400相关联的数据存储系统耦合到其它数据存储系统，诸如通过pcie链路将一个外壳或机箱耦合到集群的架装环境内的另一外壳或机箱。pcie交换机430还耦合到μp410，所述μp410处理pcie交换机430的多个控制和命令功能，例如控制pcie交换机430的链路分配、链路启用、交换机分区或其它特征。
以太网交换机420使以太网链路在链路460上的计算/数据系统的多个控制或计算模块之间分散开，并使接线器模块400的其它实例的控制平面以太网通过链路461在外壳中扩展。此外，通过以太网phy421，以太网交换机420可以提供用于将与接线器系统400相关联的数据存储系统耦合到其它数据存储系统的控制平面的以太网互连。
usb集线器450包括usb集线器电路系统，所述usb集线器电路系统被配置为提供分散开的usb链路471用于数据存储系统之间的控制和命令通信，如用于初始化或边带信令。
为了控制系统400的元件的各个方面以及为了控制、监测、遥测和初始化包括系统400的相关联的数据存储系统，提供有μp410。μp410通信地耦合到以太网交换机420、usb集线器450、pcie交换机430以及外部管理端口。外部管理端口允许管理员通过由以太网phy422和nic412提供的链路464对系统400和相关联的数据系统进行访问和控制。控制逻辑411可以通过链路490-492提供边带信令、分布在数据存储系统中的多个传感器的遥测监测、供电监测和控制、风扇或冷却系统控制、模块插入监测或其它边带和专用信令。该信息可以被提供给μp410以用于进一步的监测、收集以及对系统400和相关联的数据存储系统的操作的用户/管理员视认性。
所包括的描述和附图描绘了具体实施方案以教导本领域技术人员如何制作和使用最佳模式。出于教导发明原理的目的，一些常规方面已被简化或省略。本领域技术人员将会理解落入本发明范围内的这些实施方案的变型。本领域技术人员还将认识到，上述特征可以以多种方式组合以形成多个实施方案。因此，本发明不限于上述的具体实施方案，而仅由权利要求及其等同物进行限制。例如，尽管在此讨论了pcie链路和接口，但应当理解，可以使用其它高速点对点计算机扩展总线标准。