云計算硬件平臺的制作方法
【專利摘要】云計算硬件平臺，它涉及云計算硬件【技術(shù)領(lǐng)域】，它包含服務(wù)器機(jī)箱、供電電源、云主板、云節(jié)點，其特征在于所述的云主板包含云節(jié)點供電插槽、主板芯片組供電插槽、芯片一、芯片二、RJ45端口、內(nèi)存芯片、Flash芯片、云節(jié)點插槽、芯片三、芯片四，云節(jié)點供電插槽與云節(jié)點插槽連接，為云節(jié)點供電，主板芯片組供電插槽分別與芯片一、芯片二、芯片三、芯片四連接，芯片一分別與芯片二、內(nèi)存芯片、芯片三、芯片四相互連接，芯片二與RJ45端口相互連接，云節(jié)點插槽與芯片四連接；它的硬件成本低，功耗低，綜合成本低，結(jié)構(gòu)緊湊，性能高，且安全性高。
【專利說明】云計算硬件平臺

【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及云計算硬件【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種超低成本超低功耗云計算硬件平 臺。

【背景技術(shù)】：
[0002] 隨著信息爆炸帶來的數(shù)據(jù)幾何級數(shù)增長，現(xiàn)代社會對海量數(shù)據(jù)處理的需求越來越 多。對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，就需要用到云計算、云存儲技術(shù)。而目前云計算領(lǐng)域，還都在使 用傳統(tǒng)的服務(wù)器作為計算節(jié)點。傳統(tǒng)的服務(wù)器性能強(qiáng)勁，但是重量大、占地大、耗電大的缺 點，使云計算的硬件搭建、運營成本巨大，不是一般企業(yè)能夠承擔(dān)的。
[0003] 比如使用傳統(tǒng)的服務(wù)器組成2000個節(jié)點的云平臺，每臺服務(wù)器的耗電按照500W 計算，每小時耗電達(dá)1000千瓦。按照每千瓦企業(yè)用電2元計算，每小時的電費就高達(dá)2000 元，每天4. 8萬元！更何況2000臺傳統(tǒng)服務(wù)器超高的發(fā)熱量，至少需要數(shù)百匹空調(diào)才能保 持機(jī)房的溫度。不但電費非常高昂，就連準(zhǔn)備如此大功率的供電線路，也不是一般企業(yè)能夠 辦到的。
[0004] 而且2000臺1U服務(wù)器，都裝在機(jī)架上。這里按照42U機(jī)柜安裝21臺服務(wù)器，每 個機(jī)柜占地2平方米（間距1. 2米計算），占地面積也要至少達(dá)到200平方米。重量近百 噸，一遍的建筑樓板都很難承受如此大的重量，機(jī)房只能建在地面上。
[0005] 目前谷歌、亞馬遜等國際巨頭將自己的云平臺的剩余計算能力進(jìn)行出租，對于一 般的中大型企業(yè)來說，搭建自己的云平臺還是過于奢侈的事情。而租賃云平臺的數(shù)據(jù)安全 性無法得到保障，尤其涉及企業(yè)的敏感數(shù)據(jù)，存儲到第三方平臺會導(dǎo)致很多安全問題。
[0006] 與此同時，在移動設(shè)備領(lǐng)域（如手機(jī)、平板電腦），一種低功耗，高效率的處理器正 在飛速發(fā)展。這種處理器就是和Intel/AMD處理器架構(gòu)完全不同的ARM架構(gòu)處理器。在這 些手機(jī)、平板電腦上大量采用的ARM架構(gòu)處理，具有價格低、功耗低等優(yōu)點，正在被越來越 多的廠商所重視。而目前國內(nèi)熱衷的是基于ARM的各種開發(fā)板、平板、手機(jī)、工控機(jī)等終端， 在將其用于服務(wù)器設(shè)計的還沒有成功。


【發(fā)明內(nèi)容】
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[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種云計算硬件平臺，它的硬件成本低，功耗低，綜合成本 低，結(jié)構(gòu)緊湊，性能高，且安全性高。
[0008] 為了解決【背景技術(shù)】所存在的問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案：它包含服務(wù)器機(jī) 箱、供電電源、云主板、云節(jié)點，所述的云主板包含云節(jié)點供電插槽1、主板芯片組供電插槽 2、芯片一 3、芯片二4、RJ45端口 5、內(nèi)存芯片6、Flash芯片7、云節(jié)點插槽8、芯片三9、芯片 四10,云節(jié)點供電插槽1與云節(jié)點插槽8連接，為云節(jié)點供電，主板芯片組供電插槽2分別 與芯片一 3、芯片二4、芯片三9、芯片四10連接，芯片一 3分別與芯片二4、內(nèi)存芯片6、芯片 三9、芯片四10相互連接，芯片二4與RJ45端口 5相互連接，云節(jié)點插槽8與芯片四10連 接。
[0009] 所述的云節(jié)點插槽8上分別設(shè)置有SATA數(shù)據(jù)插槽8-1、SATA數(shù)據(jù)插槽8-2、SATA 供電插槽8-3、網(wǎng)絡(luò)接口插槽8-4、節(jié)點供電插槽8-5、節(jié)點控制插槽8-6。
[0010] 所述的云節(jié)點包含ARM處理器21、USB接口 22、Nand Flash存儲器23、USB Host 線一 24、USB Host線二25、HDMI顯示接口 26、內(nèi)存塊27、遠(yuǎn)程控制針腳28、電源管理模塊 29、網(wǎng)絡(luò)接口針腳210、SATA接口針腳211，ARM處理器21分別與Nand Flash存儲器23、 USBHost線一 24、USB Host線二25、HDMI顯示接口 26、內(nèi)存塊27、遠(yuǎn)程控制針腳28、電源管 理模塊29、網(wǎng)絡(luò)接口針腳210、SATA接口針腳211相互連接，Nand Flash存儲器23與USB 接口 22連接。
[0011] 本發(fā)明的云主板的功能包括：一、網(wǎng)絡(luò)中樞；二、供電；三、監(jiān)測各云節(jié)點的運行狀 態(tài)；四、關(guān)機(jī)控制。
[0012] 其中網(wǎng)絡(luò)中樞功能為云節(jié)點提供48路1G接口，8路10G接口。為上層交換機(jī)提供 2路10G接口（主備），由于主板提供了網(wǎng)絡(luò)交換的功能，56路服務(wù)器只需要通過這兩根網(wǎng) 線同上級交換機(jī)相連。通過集成電路而不是網(wǎng)線對節(jié)點供電，避免了幾十條網(wǎng)線帶來的空 間凌亂難于維護(hù)，也比傳統(tǒng)網(wǎng)線更加穩(wěn)固。本網(wǎng)絡(luò)中樞同時提供IP控制功能，以確保主板 上的節(jié)點能夠按照固定順序依次獲得IP地址，方便進(jìn)行管理。同時提供遠(yuǎn)程管理工具，可 以通過瀏覽器進(jìn)行訪問，修改主板上各云節(jié)點的IP地址。
[0013] 云主板的另一功能是負(fù)責(zé)云節(jié)點的供電傳輸，為了保證服務(wù)器內(nèi)部氣流的通暢， 電源的供電端直接插在主板上，由主板通過PCB板上的銅線路將電輸送到云節(jié)點。
[0014] 云主板含有56個云節(jié)點插槽組。每個插槽組分為兩排，一排插云節(jié)點，一排插該 節(jié)點的硬盤（SATA2接口）。插云節(jié)點的插槽的接觸片分別傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、電流、SATA2(與 插硬盤的SATA2插槽直接相連）。插硬盤的插槽接觸片分為SATA2數(shù)據(jù)接口和電流輸入，為 SATA硬盤供電；插槽以矩陣結(jié)構(gòu)分布在主板上，每個插槽組占5cm x7cm的空間。所有插槽 方向一致，朝向機(jī)箱后方的散熱面，在機(jī)箱內(nèi)形成通暢的氣流空間，有利于散熱。
[0015] 云主板同時提供各節(jié)點的運行狀態(tài)監(jiān)控功能。在機(jī)箱前面板的位置，配有56個變 色發(fā)光二極管。分別連接到56個云節(jié)點，顯示相應(yīng)節(jié)點的當(dāng)前狀況。當(dāng)發(fā)生故障時，以警 示顏色顯示，是管理員可以直接看到出錯的節(jié)點，及時進(jìn)行更換。
[0016] 云主板還提供各節(jié)點的關(guān)機(jī)控制功能，當(dāng)接收到關(guān)機(jī)指令或用戶按下機(jī)箱上的關(guān) 機(jī)按鈕時，云主板通過插槽上的專用針腳，向各節(jié)點發(fā)送關(guān)機(jī)信號。各節(jié)點的Linux上安裝 該信號驅(qū)動，收到信號后自動進(jìn)行關(guān)機(jī)。
[0017] 本發(fā)明有如下有益效果：
[0018] 一、硬件成本低；
[0019] 二、功耗低；
[0020] 三、綜合成本低；
[0021] 四、結(jié)構(gòu)緊湊。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0022] 圖1為本發(fā)明中云主板的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0023] 圖2為本發(fā)明中云節(jié)點的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】：
[0024] 參看圖1-圖2,本【具體實施方式】采用如下技術(shù)方案：它包含服務(wù)器機(jī)箱、供電電 源、云主板、云節(jié)點，所述的云主板包含云節(jié)點供電插槽1、主板芯片組供電插槽2、芯片一 3、芯片二4、RJ45端口 5、內(nèi)存芯片6、Flash芯片7、云節(jié)點插槽8、芯片三9、芯片四10,云 節(jié)點供電插槽1與云節(jié)點插槽8連接，為云節(jié)點供電，主板芯片組供電插槽2分別與芯片一 3、芯片二4、芯片三9、芯片四10連接，芯片一 3分別與芯片二4、內(nèi)存芯片6、芯片三9、芯片 四10相互連接，芯片二4與RJ45端口 5相互連接，云節(jié)點插槽8與芯片四10連接。
[0025] 所述的云節(jié)點插槽8上分別設(shè)置有SATA數(shù)據(jù)插槽8-1、SATA數(shù)據(jù)插槽8-2、SATA 供電插槽8-3、網(wǎng)絡(luò)接口插槽8-4、節(jié)點供電插槽8-5、節(jié)點控制插槽8-6。
[0026] 所述的云節(jié)點包含ARM處理器21、USB接口 22、Nand Flash存儲器23、USB Host 線一 24、USB Host線二25、HDMI顯示接口 26、內(nèi)存塊27、遠(yuǎn)程控制針腳28、電源管理模塊 29、網(wǎng)絡(luò)接口針腳210、SATA接口針腳211，ARM處理器21分別與Nand Flash存儲器23、 USBHost線一 24、USB Host線二25、HDMI顯示接口 26、內(nèi)存塊27、遠(yuǎn)程控制針腳28、電源管 理模塊29、網(wǎng)絡(luò)接口針腳210、SATA接口針腳211相互連接，Nand Flash存儲器23與USB 接口 22連接。
[0027] 本【具體實施方式】中5V直流大功率電源通過電源線插在云節(jié)點供電插槽1上，提供 電流輸入；云節(jié)點供電插槽1為主板上的56個云節(jié)點供電。供電電路分布在主板上、分為 正負(fù)兩極，電壓為5V，連接到各節(jié)點的供電插槽15上。同時節(jié)點供電插槽按照SATA供電標(biāo) 準(zhǔn)，連接到SATA供電插槽8-3,為SATA硬盤提供電流輸入。
[0028] 12V直流電源通過電源線，插在主板芯片組供電插槽2上，提供電流輸入；主板芯 片組供電插槽2與主板芯片組中的芯片一 3、芯片二4、芯片三9、芯片四10相連，為這4個 芯片供電。
[0029] 芯片一 3為BCM56701芯片，是網(wǎng)絡(luò)中樞的核心，負(fù)責(zé)進(jìn)行IP分配、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理 等網(wǎng)絡(luò)核心功能，芯片一 3與芯片二4、芯片三9、芯片四10相連，作為網(wǎng)絡(luò)處理的CPU。
[0030] 芯片二4為BCM56801芯片，與主板上的兩個RJ45網(wǎng)絡(luò)端口 5相連，為芯片一 3與 上次交換機(jī)提供物理連接，處理網(wǎng)絡(luò)信號的接收和發(fā)送。芯片二4可以提供10路10GB網(wǎng) 絡(luò)1/0,其余8路分別與主板上最近的8個節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)接口插槽8-4相連，為這8個節(jié)點提 供10GB的網(wǎng)絡(luò)I/O。
[0031] 芯片三9、芯片四10 -共可以提供48路1GB的網(wǎng)絡(luò)10 ;與主板上的其余48個節(jié) 點的網(wǎng)絡(luò)接口插槽8-4相連，為這48個節(jié)點提供1GB的網(wǎng)絡(luò)I/O。
[0032] 內(nèi)存芯片6與芯片一 3相接，用于存儲需要芯片二3處理的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。
[0033] Flash芯片7與芯片一 3相接，存儲后者需要的軟件程序。
[0034] SATA數(shù)據(jù)插槽8-1、SATA數(shù)據(jù)插槽8-2提供SATA硬盤與云節(jié)點的物理連接。這 兩個插槽的內(nèi)部電路是直接連接的，起的是連接SATA硬盤與云節(jié)點的連接線的作用。
[0035] 網(wǎng)絡(luò)接口插槽8-4與芯片二4或芯片三9、芯片四10相連，為云節(jié)點提供網(wǎng)絡(luò)1/ 0〇
[0036] 節(jié)點控制插槽8-6與ARM處理器的I/O引腳相連，接收和發(fā)送電位信號給主板。比 如關(guān)機(jī)信號、狀態(tài)信號等。電位的定義通過云節(jié)點操作系統(tǒng)的驅(qū)動進(jìn)行翻譯，該定義同時存 在于主板的Flash芯片中，雙方保持一致。
[0037] 本【具體實施方式】有如下有益效果：
[0038] -、硬件成本低；
[0039] 二、功耗低；
[0040] 三、綜合成本低。
【權(quán)利要求】
1. 云計算硬件平臺，它包含服務(wù)器機(jī)箱、供電電源、云主板、云節(jié)點，其特征在于所述的 云主板包含云節(jié)點供電插槽（1)、主板芯片組供電插槽（2)、芯片一（3)、芯片二（4)、RJ45 端口（5)、內(nèi)存芯片（6)、Flash芯片（7)、云節(jié)點插槽（8)、芯片三（9)、芯片四（10)，云節(jié)點 供電插槽（1)與云節(jié)點插槽（8)連接，為云節(jié)點供電，主板芯片組供電插槽（2)分別與芯片 一（3)、芯片二（4)、芯片三（9)、芯片四（10)連接，芯片一（3)分別與芯片二（4)、內(nèi)存芯片 (6)、芯片三（9)、芯片四（10)相互連接，芯片二（4)與RJ45端口（5)相互連接，云節(jié)點插槽 ⑶與芯片四（10)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的云計算硬件平臺，其特征在于所述的云節(jié)點插槽（8)上分別 設(shè)置有SATA數(shù)據(jù)插槽（8-1)、SATA數(shù)據(jù)插槽（8-2)、SATA供電插槽（8-3)、網(wǎng)絡(luò)接口插槽 (8-4)、節(jié)點供電插槽（8-5)、節(jié)點控制插槽（8-6)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的云計算硬件平臺，其特征在于所述的云節(jié)點包含ARM處理器 (21)、USB 接口（22)、Nand Flash 存儲器（23)、USB Host 線一（24)、USB Host 線二（25)、 HDMI顯示接口（26)、內(nèi)存塊（27)、遠(yuǎn)程控制針腳（28)、電源管理模塊（29)、網(wǎng)絡(luò)接口針腳 (210)、SATA 接 口針腳（211)，ARM 處理器（21)分別與 Nand Flash 存儲器（23)、USB Host 線一（24)、USB Host線二（25)、HDMI顯示接口（26)、內(nèi)存塊（27)、遠(yuǎn)程控制針腳（28)、電 源管理模塊（29)、網(wǎng)絡(luò)接口針腳（210)、SATA接口針腳（211)相互連接，Nand Flash存儲器 (23)與 USB 接口（22)連接。
【文檔編號】G06F1/16GK104122943SQ201310147741
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月25日
【發(fā)明者】高榮富 申請人:上海豐進(jìn)信息科技有限公司