具有平行背板的计算机机箱的制作方法

本文描述的实施例总体上涉及计算机硬件；具体地涉及计算机的内部组件的布局。

背景技术：

计算机系统具有可以以各种配置来布置的内部组件。计算机系统常见的典型组件可以包括一个或多个处理器和支持电路、外围互连(例如，快速外围组件互连(pcie)插槽)、电源和冷却风扇。这些组件可能以复数存在。一些系统，尤其是旨在用作服务器的系统，可以具有以冗余方式配置的多个处理器和电源。一些系统倾向于模块化方法，其中处理器安装在卡上，卡进而可以快速插接到背板中，允许简单地进行升级或维修。在一些配置中，背板或多个背板可以包括外围互连，以进一步简化对处理器卡的升级或更换。

系统设计中的一个关注问题是组件(例如，处理器和外围互连)之间的电气距离。互连规范可以规定组件之间的特定最大电气长度，电气长度是电信号可以在其始发点与其目的地之间的导线或铜迹线上行进的物理距离。由于各种因素(例如，导体的电阻)，较大的电气长度可能导致电信号的损耗增加。在电气长度超过互连规范的情况下，部署和使用重定时器、高级连接器和/或电路板或其他合适的设备可能是确保电信号的完整性所必要的。这些设备可能增加构建系统的成本和/或加入复杂性和故障点。

附图说明

图1a是根据各种实施例的计算机组件的布局的示例透视图。

图1b是根据各种实施例的计算机组件的示例侧视图。

图2a是根据各种实施例的计算机组件的示例横截面视图。

图2b是根据各种实施例的计算机组件的另一示例横截面视图。

图3a是根据各种实施例的计算机组件的示例后剖视图。

图3b是根据各种实施例的计算机机箱的示例后视图。

图4是根据实施例的方法的示例流程图。

图5示出了根据各种实施例的适合与光电系统的各种组件(例如，发射器和/或接收器，发射器具有其中阶梯光栅具有减小的背反射的复用器，接收器具有其中阶梯光栅具有减小的背反射的解复用器)一起使用的示例计算设备。

具体实施方式

本公开的实施例针对具有平行背板的计算机机箱，其可以包括第一背板，第一背板具有能够接收第一计算节点的第一表面。计算机机箱还可以包括第二背板，第二背板具有能够接收第二计算节点的第二表面，并且计算机机箱可以包括封闭第一背板、第二背板、第一计算节点以及第二计算节点的机箱。第一背板和第二背板可以实质上彼此平行，其中第一表面面向第二表面，以在第一背板与第二背板之间创建空间。第一背板和第二背板可以各自包括一个或多个外围连接器，并且每个计算节点可以直接连接到外围连接器。一个或多个冷却风扇可以设置在该空间内，以向背板、计算节点和连接到外围连接器的任何外围设备提供冷却气流。可以实现其他优点，如下面更详细地讨论的。

在以下描述中，将使用本领域技术人员通常用来将其工作的实质传达给本领域其他技术人员的术语来描述说明性实现方式的各种方面。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以仅利用所描述的方面中的一些方面来实践本公开的实施例。出于解释的目的，阐述了具体的数字、材料和配置，以便提供对说明性实现方式的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有具体细节的情况下实践本公开的实施例。在其他情况下，省略或简化了公知的特征，以免模糊说明性实现方式。

在以下详细描述中，参考形成其一部分的附图，在附图中相同的附图标记始终表示相同的部分，并且其中通过图示的方式示出了可以实践本公开的主题的实施例。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以进行结构或逻辑上的改变。因此，以下详细描述不应被视为具有限制意义，并且实施例的范围由所附权利要求及其等同物限定。

出于本公开的目的，短语“a或b”表示(a)、(b)或(a和b)。出于本公开的目的，短语“a、b或c”表示(a)、(b)、(c)、(a和b)、(a和c)、(b和c)或(a、b和c)。

说明书可以使用基于透视图的描述，例如，顶部/底部、进/出、上方/下方等。这些描述仅用于促进讨论，而并不旨在将本文描述的实施例的应用限制于任何特定取向。

说明书可以使用短语“在一个实施例中”或“在实施例中”，其可以各自指代相同或不同实施例中的一个或多个实施例。此外，如关于本公开的实施例使用的术语“包括”、“包含”、“具有”等是同义的。

参考图1a和图1b，计算机100包括：第一背板102，其具有能够接收第一计算节点106的第一表面104；第二背板108，其具有能够接收第二计算节点112的第二表面110；以及机箱114，其封闭第一背板102、第二背板108、第一计算节点106以及第二计算节点112。第一背板102和第二背板108实质上彼此平行，其中第一表面104面向第二表面110。

第一背板102和第二背板108可以各自包括印刷电路板(pcb)，并且可以配置有一个或多个外围连接器116。每个背板102和108还可以配备有一个或多个计算节点连接器118，以允许包括第一计算节点106和第二计算节点112的计算节点的连接和交换。例如，在图1a和图1b中，每个背板102和108被示出为具有两个连接的计算节点，从而产生两个第一计算节点106和两个第二计算节点112。背板102和108可以可选地包括用于支持计算机系统的附加组件。虽然附图描绘了第一背板102具有两个计算节点106，并且第二背板108具有两个计算节点112，但是这并不旨在是限制性的。第一背板102和第二背板108可以各自具有一个或多个计算节点，这取决于封闭机箱114的尺寸。

将第一背板102和第二背板108设置为使得第一表面104面对第二表面110可以创建内部空间120，第一计算节点106和第二计算节点112的组件以及外围连接器116和插入(多个)外围连接器116的任何(多个)组件延伸到该内部空间120中。一个或多个风扇122可以插入第一背板102与第二背板108之间的内部空间120中。这些风扇122可以定向为使空气穿过第一计算节点106和第二计算节点112的各种组件、第一背板102和第二背板108以及可以置于内部空间120内的任何其他相关联的组件和/或外围设备。从图中可见，所公开的第一背板102和第二背板108以及第一计算节点106和第二计算节点112的布置可以提供实质上通透的内部空间120，其可以促进相对无阻碍且高效的空气流动，潜在地增强对计算机机箱100的组件的冷却。

机箱114在图2a、图2b、图3a和图3b中可见。机箱114本质上可以是包含计算机100的各种组件的盒子，包括第一背板102和第二背板108、相关联的第一计算节点106和第二计算节点112、设备202和204、(多个)风扇122，以及其他相关联的组件，例如，电源单元、板载支持i/o端口等。可以提供第一内表面206，用于安装第一背板102。同样，可以提供与第一内表面206相对的第二内表面208，用于安装第二背板108。从图2a可以观察到，第一内表面206可以实质上与第一表面104平行，并且第二内表面208可以实质上与第二表面110平行。机箱114可以由金属、塑料、木材、复合物或用于制造现在已知或以后开发的计算机外壳的任何其他合适的材料制成。

风扇122可以属于常见地用于计算机冷却目的的类型(例如，无刷dc电动机驱动的风扇)，并且可以提供固定的或可变的速度。可以部署多个风扇122以跨越内部空间120的宽度。这种布置的示例在图3a中可见，其中多个风扇122从第一侧302到第二侧304跨越机箱114内的内部空间120。如同样在图3a中可见的，可以将风扇122设定大小为从第一表面104跨越到第二表面110的高度。

外围连接器116可以是适合于允许对可与计算节点106或112中的一个计算节点一起使用的外围设备进行附接的任何连接器。这种设备的示例包括扩展卡、i/o卡、图形处理卡或用于计算机100所用于的目的的任何其他卡。每个外围连接器116可以是工业标准连接器，例如，快速外围组件互连(pcie)连接器，或另一专有或基于标准的连接器。

外围连接器116可以在从第一表面104和第二表面110延伸的实质上垂直的方向上支持插入的设备，这导致插入的设备分别从第一表面104或第二表面110延伸到第二表面110或第一表面104。这种布置的示例见图2a和图2b。图2b示出了第一设备202，其固定到外围连接器116中，并且从第一背板102垂直延伸到内部空间120中，几乎延伸到第二背板108。同样，图2a示出了第二设备204固定到与第二背板108附接的外围连接器116中。因此，第二设备204朝第一背板102向下延伸穿过内部空间120。第一设备202和第二设备204两者都可以布置为使得由每个设备202和204限定的平面沿着指向风扇122的轴线延伸，增强穿过每个设备202和204的空气流动。这种布置也在图3a和图3b中示出。

外围连接器116可以在彼此之间交错。这种布置的示例在图3b中可见。设备插槽302与设备插槽304相邻，设备插槽302与第二背板108和第二计算节点112相关联，设备插槽304与第一背板102和第一计算节点106相关联。同样，设备插槽306与设备插槽308相邻，设备插槽306与连接到第二背板108的另一第二计算节点112相关联，设备插槽308与另一第一计算节点106和连接的第一背板102相关联。这种布置产生交错的设备202和204对。其他布置是可能的；外围连接器116可以一对一地错开，其中每个插槽在连接到第一背板102和第二背板108之间交替。

第一计算节点106和第二计算节点112可以是可以包括诸如中央处理单元(处理器)、支持电路(包括北桥芯片组和/或南桥芯片组)以及各种相关组件之类的组件的任何模块。在一些实施例中，这种相关联的组件可以包括存储器(诸如ram之类的易失性存储装置和诸如闪速存储器或rom之类的非易失性存储装置两者)和/或诸如一个或多个硬盘驱动器或固态驱动器之类的存储装置。对给定计算节点的相关联的组件的选择可以取决于计算节点要用于的特定目的和/或计算节点配备的组件的类型。每个计算节点106、112可以配备有计算节点插头120，该计算节点插头120被配置为与对应的计算节点连接器118配合。在一些实施例中，每个计算节点可以包括运转的服务器计算机所要求的实质上所有组件。在其他实施例中，每个计算节点可以仅包括支持一个或多个处理器所必需的电路。在另外的实施例中，每个计算节点可以是应用特定的，例如，每个节点可以专用于一个目的，例如，加密货币挖掘、图形渲染、提供存储需求(例如，在san中)等。

返回参考图1a和图1b，可以看出，计算节点连接器118可以设置在第一背板102和第二背板108的边缘124上。计算节点连接器118可以属于允许每个计算节点与其对应的背板电接合并且与每个相关联的外围连接器116电通信的任何类型。计算节点连接器118可以是已知的工业标准，或者可以是专有的。在一些实施例中，计算节点连接器118可以为每个相关联的计算节点提供一些结构支持的措施；在其他实施例中，每个计算节点可以滑入包含在机箱114内的、提供必要支持的支持结构(未示出)。计算节点连接器118可以向相关联的计算节点提供到每个外围连接器116的电连接。在一些实施例中，每个计算节点连接器118还可以运送附加的电通信，例如，来自电源的电力、来自网络适配器或来自插入的网络电缆的网络信号、存储接口等。

如图3b中描绘的，每个设备202和204装配到外围连接器116中。每个外围连接器116进而可以专用于特定计算节点106或112，如上面描述的。在图3b的示例中，每个计算节点具有两个相关联且电专用的外围连接器116。从外围连接器116到相关联的计算节点106或112的电连接的总长度可以介于12到14英寸之间，或者按照所采用的外围连接器可能要求的任何相关电气标准或规范的此种其他距离。可以选择选择外围连接器116相对每个相关联的计算节点的位置和外围连接器116到每个相关联的计算节点的连接，以避免需要重定时器或采用高质量连接材料。

图4描绘了用于配置计算机100的方法400。在框402中，可以将第一背板(例如，背板102)置于第一内表面206(在图2a中可见)上。接下来，在框404中，可以将第二背板(例如，背板108)置于第二内表面208(同样在图2a中可见)上。在框406中，可以将第一计算节点(例如，计算节点106)连接到第一背板，并且在框408中，可以将第二计算节点(例如，计算节点112)连接到第二背板。最后，在框410中，可以将诸如风扇122之类的风扇设置在第一背板与第二背板之间，例如，在内部空间120中。

应当理解，如果实现多个计算节点，则可以重复框406和408。

图5示出了根据各种实施例的适合与图1的各种组件(例如，计算节点112和/或插入外围连接器116中的外围设备)一起使用的示例计算设备1500。如所示出的，计算设备1500可以包括一个或多个处理器或处理器核心1502以及系统存储器1504。出于包括权利要求在内的本申请的目的，除非上下文另有明确要求，否则术语“处理器”和“处理器核心”可以认为是同义的。处理器1502可以包括任何类型的处理器，例如，中央处理单元(cpu)、微处理器等。处理器1502可以实现为具有多个核心的集成电路，例如，多核心微处理器。计算设备1500可以包括大容量存储设备1506(例如，磁盘、硬盘驱动器、易失性存储器(例如，动态随机存取存储器(dram)、压缩盘只读存储器(cd-rom)、数字通用盘(dvd)等)。通常，系统存储器1504和/或大容量存储设备1506可以是任何类型的暂时性和/或持久性的存储装置，包括但不限于易失性和非易失性存储器，光学、磁性和/或固态大容量存储装置等。易失性存储器可以包括但不限于静态和/或动态随机存取存储器。非易失性存储器可以包括但不限于电可擦除可编程只读存储器、相变存储器、电阻式存储器等。

计算设备1500还可以包括输入/输出(i/o)设备1508(例如，显示器(例如，触摸屏显示器)、键盘、光标控件、遥控器、游戏控制器、图像捕获设备等)，以及通信接口1510(例如，网络接口卡、调制解调器、红外接收器、无线电接收器(例如，蓝牙)等)。在一些实施例中，根据各种实施例，i/o设备1508可以包括连接到外围连接器116的各种外围卡。

通信接口1510可以包括通信芯片(未示出)，其可以被配置为根据全球移动通信系统(gsm)、通用分组无线电服务(gprs)、通用移动电信系统(umts)、高速分组接入(hspa)、演进型hspa(e-hspa)或长期演进(lte)网络来操作设备1500。通信芯片还可以被配置为根据增强型数据gsm演进(edge)、gsmedge无线电接入网络(geran)、通用陆地无线电接入网络(utran)或演进型utran(e-utran)来操作。通信芯片可以被配置为根据码分多址(cdma)、时分多址(tdma)、数字增强无绳电信(dect)、演进-数据优化(ev-do)及其衍生物以及指定为3g、4g、5g及更高版本的任何其他无线协议来操作。在其他实施例中，通信接口1510可以根据其他无线协议来操作，例如但不限于wifi、蓝牙、近场通信(nfc)或现在已知或以后开发的其他无线协议。

上面描述的计算设备1500元件可以经由系统总线1512彼此耦合，系统总线1512可以代表一条或多条总线。在多条总线的情况下，这些总线可以通过一个或多个总线桥(未示出)桥接。这些元件中的每个元件可以执行其在本领域中已知的常规功能。特别地，系统存储器1504和大容量存储设备1506可以用于存储用于图1的发射器102的操作的编程指令的工作副本和永久副本。各种元件可以由受(多个)处理器1502支持的汇编指令或可以编译为此类指令的高级语言来实现。

编程指令的永久副本可以通过例如分发介质(未示出)(例如，压缩盘(cd))或者通过通信接口1510(从分发服务器(未示出))在工厂或在现场放置在大容量存储设备1506中。也就是说，可以采用具有代理程序的实现方式的一种或多种分发介质来分发代理并对各种计算设备进行编程。

取决于计算设备1500是用作静止计算设备(例如，机顶盒或台式计算机)还是移动计算设备(例如，平板计算设备、膝上型计算机、游戏机或智能电话)，元件1508、1510、1512的数量、能力和/或容量可以变化。这些设备的构造是以其他方式已知的，并且因此将不再进一步描述。

在实施例中，存储器1504可以包括被配置作为计算节点112的一部分的计算逻辑1522，如参考图1和其他地方描述的。对于一个实施例，处理器1502中的至少一个可以与被配置为实践本文描述的光信号发送和接收的方面的计算逻辑1522封装在一起，以形成系统级封装(sip)或片上系统(soc)。

在各种实现方式中，计算设备1500可以包括数据中心、膝上型计算机、上网本、笔记本、超级本、智能电话、平板电脑、个人数字助理(pda)、超级移动pc、移动电话或数码相机的一个或多个组件。在另外的实现方式中，计算设备1500可以是处理数据的任何其他电子设备。

示例

以下示例涉及另外的实施例。

示例1是一种计算机机箱装置，包括：第一背板，其具有能够接收第一计算节点的第一表面；第二背板，其具有能够接收第二计算节点的第二表面；以及机箱，其封闭第一背板、第二背板、第一计算节点以及第二计算节点，其中，第一背板和第二背板实质上彼此平行，其中，第一表面面向第二表面。

在示例2中，示例1的主题可以可选地包括，其中，第一背板具有用于接纳外围卡的外围连接器，该外围连接器与第一计算节点电通信。

在示例3中，示例2的主题可以可选地包括，其中，第一背板具有多个外围连接器；第一背板能够接收多个计算节点，该多个计算节点包括第一计算节点；并且外围连接器中的一个外围连接器专用于第一计算节点。

在示例4中，示例2或3的主题可以可选地包括，其中，外围连接器中的每个外围连接器是快速外围组件互连(pcie)插槽。

在示例5中，示例2或3的主题可以可选地包括，其中，多个计算节点中的每个计算节点被直接电连接到多个外围连接器中的至少一个外围连接器。

在示例6中，示例2或3的主题可以可选地包括，其中，多个计算节点中的每个计算节点电地在多个外围连接器中的一个外围连接器的14英寸内。

在示例7中，示例1-3中任一项的主题可以可选地包括，其中，第一背板和第二背板相对于彼此间隔开，以容纳设置在第一背板和第二背板的顶表面之间的风扇。

在示例8中，示例7的主题可以可选地包括，其中，风扇被设置在第一背板和第二背板的顶表面之间。

在示例9中，示例1-3中任一项的主题可以可选地包括，其中，第一计算节点和第二计算节点各自在实质上分别与第一表面和第二表面平行的平面中分别从第一背板和第二背板延伸。

示例10是一种计算机机箱，包括：第一内表面，其接纳第一背板，第一背板具有面向计算机机箱的内部空间的第一表面；以及第二内表面，其与第一内表面平行并且相对，第二内表面接纳第二背板，第二背板具有面向计算机机箱的内部空间并且实质上与第一表面平行的第二表面，其中，每个背板接收计算节点。

在示例11中，示例10的主题可以可选地包括，其中，第一背板的第一表面包括外围连接器。

在示例12中，示例11的主题可以可选地包括，其中，外围连接器是pcie插槽。

在示例13中，示例11或12的主题可以可选地包括，其中，外围连接器电地在离计算节点14英寸内。

在示例14中，示例11或12的主题可以可选地包括，其中，外围连接器与计算节点直接电通信。

在示例15中，示例11或12的主题可以可选地包括，其中，第二背板的第二表面包括外围连接器；并且第一背板的外围连接器和第二背板的外围连接器被布置为使得插入第一背板的外围连接器中的外围卡与插入第二背板的外围连接器中的外围卡交错。

在示例16中，示例10-12中任一项的主题可以可选地包括，其中，第一表面包括第一多个外围连接器，并且第一多个外围连接器中的一个外围连接器专用于附接到第一背板的计算节点。

在示例17中，示例10-12中任一项的主题可以可选地包括，其中，冷却风扇被设置在第一表面与第二表面之间的、计算机机箱的内部空间中。

在示例18中，示例17的主题可以可选地包括，其中，冷却风扇被设置在第一背板和第二背板以及附接到第一背板和第二背板中的每个背板的计算节点之间的内部空间中。

在示例19中，示例17的主题可以可选地包括，其中，冷却风扇被设置为使空气穿过第一背板和第二背板以及附接到每个背板的计算节点之间的、计算机机箱的内部空间。

在示例20中，示例10-12中任一项的主题可以可选地包括，其中，计算节点附接到第一背板，使得由该计算节点限定的平面与由第一背板限定的平面在实质上相同的平面中。

示例21是一种用于配置计算机机箱的方法，包括：将具有第一表面的第一背板置于机箱的第一内表面上，第一背板的第一表面面向机箱的内部空间；将具有第二表面的第二背板置于机箱的第二内表面上，第二内表面实质上与第一内表面平行，第二背板的第二表面面向机箱的内部空间并且与第一背板的第一表面相对；将第一计算节点连接到第一背板；以及将第二计算节点连接到第二背板。

在示例22中，示例21的主题可以可选地包括，其中，第一背板的第一表面包括第一多个外围连接器。

在示例23中，示例22的主题可以可选地包括，其中，第二背板的第二表面包括第二多个外围连接器。

在示例24中，示例23的主题可以可选地包括，其中，插接到第一多个外围连接器中的外围卡与插接到第二多个外围连接器中的外围卡交错。

在示例25中，示例22-24中任一项的主题可以可选地包括，其中，外围连接器中的一个外围连接器是pcie插槽。

在示例26中，示例22-24中任一项的主题可以可选地包括，其中，第一多个外围连接器中的每个外围连接器在第一计算节点的14英寸内电连接。

在示例27中，示例22-24中任一项的主题可以可选地包括，其中，第一多个外围连接器中的每个外围连接器被直接电连接到第一计算节点。

在示例28中，示例21-24中任一项的主题可以可选地包括，其中，将第一计算节点连接到第一背板并且将第二计算节点连接到第二背板使得：每个计算节点在实质上分别与第一表面和第二表面平行的平面中分别从第一背板和第二背板延伸。

在示例29中，示例21-24中任一项的主题可以可选地包括，将风扇设置在第一背板与第二背板之间的内部空间中。