CN108881391A - 一种分布式计算存储发热装置及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分布式计算存储发热装置，包括分布式计算模块或分布式存储模块、通讯模块和热量交换模块。通讯模式实现本发明的***与云平台或其他区块链节点的数据通讯和交互；热量交换模块利用计算或存储芯片的散热来加热空气或加热冷却水，将计算和存储模块产生的热量用于房间的供热或生产生活热水。

Description

一种分布式计算存储发热装置及其运行方法

技术领域

本发明涉及分布式计算、存储、和暖通空调应用领域，尤其涉及利用大量分布式计算、存储的发热量用于空间供热或生产生活热水的应用领域。

背景技术

分布式计算是利用网络把成千上万台计算机连接起来，组成一台虚拟的超级计算机，完成单台计算机无法完成的超大规模的问题求解。分布式计算的最早形态出现在80年代末的Intel公司。Intel公司利用他们的工作站的空闲时间为芯片设计计算数据集，利用局域网调整研究。随着Internet的迅速发展和普及，分布式计算的研究在90年代后达到了高潮，目前，在Internet网上分布式计算已非常流行。

另一方面，随着近年来互联网、社交网络、物联网等技术的飞速发展，产生的数据呈***式增长。数据量级从最初的GB、TB逐渐发展到PB(1 024 TB)或EB(1 000 000 TB)甚至更高。数据类型也从简单的文本类型逐渐发展到了复杂的、高维度的数据，如半结构化数据、图片数据、视频数据、传感器数据和流数据等等。很明显，使用单机存储***或是网络存储***都无法有效地存储这些海量数据。因此，分布式存储***在存储这些海量数据中扮演了非常重要的角色。但迅速增长且规模不断增大的数据，对构建安全、稳定的分布式存储***提出了重大挑战。

因此，分布式计算和存储逐渐成为互联网和云计算云服务器领域的热门技术，特别是与区块链技术的结合，成为很多互联网公司的研究方向。

但无论是分布式计算或存储，还是集中式的大型云计算云存储中心，这些数据中心或数据单元的冷却耗能始终是一个巨大的问题。有统计数据表明，集中式的数据中心能耗中有30％以上是空调冷却能耗，这些数据中心的散热量被白白散失掉。

发明内容

本发明充分利用分布式计算或存储或蓄电单元的散热量，将这些散热量用于空间供热或生活热水加热热源，不但保证了分布式计算、存储和蓄电单元的散热冷却，而且对其散热量加以利用，提高了整个***的能源利用效率。

本发明解决前述技术问题所采用的技术方案是：

一种分布式计算存储发热装置***，其特征在于，包括：

分布式计算模块，包括分布式计算芯片，进行分布式的计算；或分布式存储模块,包括分布式存储器或存储硬盘，进行分布式的大量数据的存储操作；

通讯模块，包括有线通讯或无线通讯模式中的任意一种，实现本发明的***与云平台或其他区块链节点的数据通讯和交互；

热量交换模块，包括换热***，利用计算或存储芯片的散热来加热空气或加热冷却水，将计算和存储模块产生的热量用于房间的供热或生产生活热水。

进一步，所述的分布式计算模块用于分布式区块链数字货币的挖矿和加密计算，利用通讯模块将此分布式计算模块作为区块链网络中的一个节点，与其他区块链节点进行数据交互和共识。

进一步，所述的分布式计算模块用于大型互联网分布式计算，本发明的***作为分布式计算或区块链的一个节点，通过区块链技术或分布式计算管理策略进行计算任务的管理，每个节点承担一个大型互联网计算任务的一个子任务，利用所述的分布式计算模块完成子任务的计算。

进一步，所述的分布式存储模块用于分布式大量数据的存储，根据数据重要性的不同，设置数据的分布式存储拷贝的复制份数，数据重要性越高，分布式存储拷贝的复制份数数量越大，最大复制份数为全网所有分布式***节点均进行此数据的拷贝复制存储。

进一步，所述的分布式存储模块在进行分布式数据存储时，要优选不同地域、甚至不同国家、不同时区的分布式***节点，按照区域离散最大化的原则进行分布式离散存储，从而保证存储数据安全性的最大化。

进一步，所述的分布式存储或分布式计算根据其对保密性、安全性的不同等级要求，对数据或计算过程及所有原代码程序进行不同级别和不同算法的加密，以满足不同客户对存储数据或计算的保密性、安全性的不同要求。

进一步，所述的分布式存储和计算经过哈希计算生成区块链数据分布式保存在区块链网络内，任何对存储数据和计算结果的篡改将导致区块链网络上哈希值的改变，从而利用区块链监测分布式备份存储和计算结果的数据安全和不可篡改性。

进一步，所述的发热装置***配备一定体积和数量的蓄电池，从而在低谷电时段蓄电，在尖峰电价时段对分布式计算及存储模块供电，降低整个***的耗电成本。

进一步，所述的热量交换模块既采用强制对流空气冷却换热，也采用自然对流空气冷却换热，还采用水冷换热、热管换热、CO2冷却、氢冷却等冷却换热技术中的任意一种，来降低计算和存储模块的芯片或主板温度，所述的热量交换模块吸收的散热量，用于建筑的生活热水生产和冬季的建筑供热。

进一步，所述的发热装置***结合建筑一体化，与建筑墙体或地板相结合，利用发热装置作为建筑构件。融入整个建筑的外立面或地板及空间间隔墙体之中。

进一步，所述的分布式存储的一致性问题依靠区块链技术的哈希计算保证，具体来说就是大量的数据文件通过分布式存储的多拷贝多备份文件保证文件的安全性，但不同拷贝和备份一旦出现一致性问题或某个拷贝出现篡改问题，则其区块链上对应的索引哈希计算结果就会产生变化，显示分布式拷贝或备份被篡改。

进一步，所述的发热装置***或蓄电池模块参与负荷侧的电网调峰调频服务，从而降低***的用电成本。

一种分布式计算存储发热装置及其运行方法，其特征在于，所述运行方法按照下面的步骤运行：

S1根据所述计算存储设备的芯片类型和存储器大小，设定设备可执行的数据货币挖矿、分布式计算、存储的任务类型中任意一种或几种组合。

S11所述计算存储设备的通讯单元接收来自本地、互联网、区块链网络的可执行工作任务，根据数字货币价格、分布式计算服务价格、分布式存储服务价格，通过最佳经济收益分析，选择最佳经济收益的可执行工作任务，然后跳转到相应模式的工作步骤。模式A，区块链网络数字货币挖矿模式；模式B，互联网分布式计算模式；模式C，互联网分布式存储模式；模式D，本地大数据、私密数据、流媒体存储模式；模式E，本地图形加速、游戏加速、有限元分析、复杂数据计算模式；

S2，按照模式A挖矿工作的后续子步骤进行工作。

S21，选择数字货币类型，选择对应类型的芯片组，部署挖矿及区块链相关程序，构造数字货币挖矿工作环境。如果有多种芯片组希望进行多种数字货币挖矿，完成这些芯片组不同数字货币挖矿的工作环境。

S22，自行设置或按照矿池管理挖矿工作，

将分时段完成的挖矿结果在本地节点及区块链网络上进行打包区块存储。

S3，按照模式B互联网分布式计算工作

S31，根据芯片组类型接受对应类型的分布式计算任务开始工作。例如有限元分析计算，数据仿真计算，蛋白折叠计算，动画三维渲染计算，流体分析仿真计算。

S32，分时段把计算结果在本地计算存储设备存储模块进行存储，或上传至互联网的分布式计算管理平台。

S4，按照模式C互联网分布式存储模式工作。

S41，根据存储模块的大小接受对应类型的分布式存储任务开始工作。判断分布式例如互联网流媒体数据缓存或备份存储，互联网页面数据缓存或备份存储，其他互联网大数据文件备份存储。

S42，分时段把互联网分布式存储内容在本地计算存储设备存储模块进行存储，存储操作控制听从互联网的分布式存储管理平台的指令。

S5，按照模式D本地存储模式工作。

S51，根据存储模块的大小接受对应类型的分布式存储任务开始工作。判断分布式例如本地大数据存储、个人私密数据存储并设置加密、本地应用的流媒体存储、大型游戏或本地应用程序文件的存储。

S52，分时段把分布式本地存储内容在本地计算存储设备存储模块进行存储，存储操作控制听从本地分布式存储管理模块的指令。

S6，按照模式E本地计算模式工作。

S61，根据本地计算任务类型和本地计算存储设备的分布式计算芯片类型，开始任务的计算工作。判断本地计算类型属于图形加速、游戏加速、有限元分析、复杂数据计算任务类型中任意一种或几种组合，将不同计算任务送入适合的本地计算模块进行运算。

S62，分时段把分布式本地计算任务的输出结果在本地计算存储设备存储模块进行存储，本地计算和结果的存储操作控制听从本地的分布式计算或存储管理平台的指令。

本发明的分布式计算存储发热装置***具有下列优点+

1.通过去中心化的数据存储和计算，极大提高了数据和计算的安全性。

2.分布式存储、计算与分布式蓄电池的结合，保证了数据存储和计算单元的供电安全。

3.利用分布式存储、计算和蓄电单元的散热量来供热，不但保证了上述IT***的冷却，而且热量得到有效利用，实现了清洁供暖。

4.区块链虚拟货币挖矿与分布式计算存储发热装置的结合，使得每个家庭或单位，可利用本发明实现数字货币挖矿操作，为未来的区块链数字货币提供去中心化的挖矿和加密计算及共识硬件模块。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种分布式计算存储发热装置的示意图。

图2为本发明所提供的一种带蓄电池的分布式计算存储发热装置的示意图。

图3为本发明所提供的发热装置内所包括的各个子模块，包括分布式计算模块(1)；分布式存储模块(2)和热量交换模块(4)；

图4为本发明所提供的发热装置外壳内表面或计算或存储芯片表面或主板表面布置有水冷却管或翅片管；

图5为本发明提供的发热装置与地板采暖、暖气***、生活热水供应***的连接关系图。

图6为本发明提供的分布式计算存储发热装置的运行方法逻辑图。

1为分布式计算模块、2为分布式存储模块、3为通讯模块、4为强制循环冷却风扇模块、5为上下通风口、6为夏季排热通风口、7为蓄电池组、8为风扇、9为水冷盘管或翅片管、100为发热装置、200为地板采暖***、300为暖气***、400为生活热水供应***。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种分布式计算存储发热装置，该发热装置能够满足建筑的生活热水供应和冬季的空调供暖服务，同时也可向区块链网络和周边建筑提供分布式计算存储服务。

实施例1

请参考图1和图3，图1为本发明所提供的一种分布式计算存储发热装置示意图，图3提供了发热装置内的分布式计算模块1、分布式存储模块2和热量交换模块4的分组结构。

一种分布式计算存储发热装置，其特征在于，包括：

分布式计算模块，包括分布式计算芯片，进行分布式的计算；或分布式存储模块,包括分布式存储器或存储硬盘，进行分布式的大量数据的存储操作；

通讯模块，包括有线通讯或无线通讯模式中的任意一种，实现本发明的***与云平台或其他区块链节点的数据通讯和交互；

热量交换模块，包括换热***，利用计算或存储芯片的散热来加热空气或加热冷却水，将计算和存储模块产生的热量用于房间的供热或生产生活热水。

本实施例中，所述的分布式计算模块用于分布式区块链数字货币的挖矿和加密计算，利用通讯模块将此分布式计算模块作为区块链网络中的一个节点，与其他区块链节点进行数据交互和共识。

本实施例中，所述的分布式计算模块用于大型互联网分布式计算，本发明的***作为分布式计算或区块链的一个节点，通过区块链技术或分布式计算管理策略进行计算任务的管理，每个节点承担一个大型互联网计算任务的一个子任务，利用所述的分布式计算模块完成子任务的计算。

本实施例中，所述的分布式存储模块用于分布式大量数据的存储，根据数据重要性的不同，设置数据的分布式存储拷贝的复制份数，数据重要性越高，分布式存储拷贝的复制份数数量越大，最大复制份数为全网所有分布式***节点均进行此数据的拷贝复制存储。

本实施例中，所述的分布式存储模块在进行分布式数据存储时，要优选不同地域、甚至不同国家、不同时区的分布式***节点，按照区域离散最大化的原则进行分布式离散存储，从而保证存储数据安全性的最大化。

本实施例中，所述的分布式存储或分布式计算根据其对保密性、安全性的不同等级要求，对数据或计算过程及所有原代码程序进行不同级别和不同算法的加密，以满足不同客户对存储数据或计算的保密性、安全性的不同要求。

本实施例中，所述的分布式存储和计算经过哈希计算生成区块链数据分布式保存在区块链网络内，任何对存储数据和计算结果的篡改将导致区块链网络上哈希值的改变，从而利用区块链监测分布式备份存储和计算结果的数据安全和不可篡改性。

本实施例中，所述的热量交换模块既采用强制对流空气冷却换热，也采用自然对流空气冷却换热，还采用水冷换热、热管换热、CO2冷却、氢冷却等冷却换热技术中的任意一种，来降低计算和存储模块的芯片或主板温度，所述的热量交换模块吸收的散热量，用于建筑的生活热水生产和冬季的建筑供热。

本实施例中，所述的发热装置***结合建筑一体化，与建筑墙体或地板相结合，利用发热装置作为建筑构件。融入整个建筑的外立面或地板及空间间隔墙体之中。

本实施例中，所述的分布式存储的一致性问题依靠区块链技术的哈希计算保证，具体来说就是大量的数据文件通过分布式存储的多拷贝多备份文件保证文件的安全性，但不同拷贝和备份一旦出现一致性问题或某个拷贝出现篡改问题，则其区块链上对应的索引哈希计算结果就会产生变化，显示分布式拷贝或备份被篡改。

在本实施例中，所述的发热装置的热量交换模块吸收的散热量，用于建筑的生活热水生产和冬季的建筑供热。如果是自然或强化对流空冷换热，夏季设置管道6将热空气引出到室外，冬季之间在室内循环，提供空间供热加热热量。

如果是水冷换热或热管换热等其他冷却方式，能够将散热热量传递给水介质，则冬季可用于室内地板水管采暖或水暖散热器采暖，全年用于洗澡热水等生活热水的供应。

本发明的分布式计算存储发热装置***具有下列优点

1.通过去中心化的数据存储和计算，极大提高了数据和计算的安全性。

2.利用分布式存储、分布式计算的散热量来供热，不但保证了上述I T***的冷却，而且热量得到有效利用，实现了清洁供暖。

3.区块链虚拟货币挖矿与分布式计算存储发热装置的结合，使得每个家庭或单位，可利用本发明实现数字货币挖矿操作，为未来的区块链数字货币提供去中心化的挖矿和加密计算及共识硬件模块。

实施例2

如图2所示，在实施例1的基础上，在发热装置内添加蓄电池模块。在本实施例中，所述的发热装置设置一定体积和数量的蓄电池(4)，根据峰谷电价或电网辅助服务调峰调频需求，在满足分布式计算或存储模块供电的情况下，利用最低电价进行充电，利用最高电价对电网进行售电。

本实施例中，通过分布式存储、计算与分布式蓄电池的结合，保证了数据存储和计算单元的供电安全。

实施例3

本实施例整体架构和组成与实施例1类似，只是单独设置分布式计算模块，没有分布式存储模块。其他构成元素与实施例1完全相同。

这样的分布式计算发热装置用于分布式区块链数字货币的挖矿和加密计算，利用通讯模块将此分布式计算模块作为区块链网络中的一个节点，与其他区块链节点进行数据交互和共识。

本实施例中，所述的分布式计算模块还用于大型互联网分布式计算，本发明的***作为分布式计算或区块链的一个节点，通过区块链技术或分布式计算管理策略进行计算任务的管理，每个节点承担一个大型互联网计算任务的一个子任务，利用所述的分布式计算模块完成子任务的计算。

本实施例中，分布式计算模块中设置一定容量的存储单元，将计算结果或区块链数据在本节点进行分布式保存或记账，其他大容量的数据计算过程或结果数据，通过通讯模块上传至云平台服务器或其他分布式存储服务器中。

实施例4

本实施例整体架构和组成与实施例1类似，只是单独设置分布式存储模块，没有分布式计算模块。其他构成元素与实施例1完全相同。

这样的分布式存储发热装置用于大容量视频、游戏、音频、音乐、数据计算文件的多活多备份的存储，利用通讯模块连接到互联网，通过区块链技术或分布式存储管理技术进行分布式存储模块的文件管理。

实施例5

如图4和图5所示，为本发明所提供的发热装置外壳内表面或计算或存储芯片表面或主板表面布置有水冷却管或翅片管。冷却水带走计算或存储芯片的散热量，此热量用于四季的生活热水或冬季的室内供热，发热装置与室内地板采暖***200、暖气***300或生活热水供应***400的连接关系如图5所示。水冷热量交换模块替换实施例1中的强制风扇热量交换模块，其他***组件同实施例1。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的一种分布式计算存储发热装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种分布式计算存储发热装置***，其特征在于，包括：

分布式计算模块，包括分布式计算芯片，进行分布式的计算；或分布式存储模块,包括分布式存储器或存储硬盘，进行分布式的大量数据的存储操作；

通讯模块，包括有线通讯或无线通讯模式中的任意一种，实现本发明的***与云平台或其他区块链节点的数据通讯和交互；

热量交换模块，包括换热***，利用计算或存储芯片的散热来加热空气或加热冷却水，将计算和存储模块产生的热量用于房间的供热或生产生活热水。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述的分布式计算模块用于分布式区块链数字货币的挖矿和加密计算，利用通讯模块将此分布式计算模块作为区块链网络中的一个节点，与其他区块链节点进行数据交互和共识。

3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述的分布式计算模块用于大型互联网分布式计算，本发明的***作为分布式计算或区块链的一个节点，通过区块链技术或分布式计算管理策略进行计算任务的管理，每个节点承担一个大型互联网计算任务的一个子任务，利用所述的分布式计算模块完成子任务的计算。

4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述的分布式存储模块用于分布式大量数据的存储，根据数据重要性的不同，设置数据的分布式存储拷贝的复制份数，数据重要性越高，分布式存储拷贝的复制份数数量越大，最大复制份数为全网所有分布式***节点均进行此数据的拷贝复制存储。

5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述的分布式存储模块在进行分布式数据存储时，要优选不同地域、甚至不同国家、不同时区的分布式***节点，按照区域离散最大化的原则进行分布式离散存储，从而保证存储数据安全性的最大化。

6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述的分布式存储或分布式计算根据其对保密性、安全性的不同等级要求，对数据或计算过程及所有原代码程序进行不同级别和不同算法的加密，以满足不同客户对存储数据或计算的保密性、安全性的不同要求。

7.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述的分布式存储和计算经过哈希计算生成区块链数据分布式保存在区块链网络内，任何对存储数据和计算结果的篡改将导致区块链网络上哈希值的改变，从而利用区块链监测分布式备份存储和计算结果的数据安全和不可篡改性。

8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述的发热装置***配备一定体积和数量的蓄电池，从而在低谷电时段蓄电，在尖峰电价时段对分布式计算及存储模块供电，降低整个***的耗电成本。

9.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述的热量交换模块既采用强制对流空气冷却换热，也采用自然对流空气冷却换热，还采用水冷换热、热管换热、CO2冷却、氢冷却等冷却换热技术中的任意一种，来降低计算和存储模块的芯片或主板温度，所述的热量交换模块吸收的散热量，用于建筑的生活热水生产和冬季的建筑供热。

10.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述的发热装置***结合建筑一体化，与建筑墙体或地板相结合，利用发热装置作为建筑构件。融入整个建筑的外立面或地板及空间间隔墙体之中。

11.一种分布式计算存储发热装置及其运行方法，其特征在于，所述运行方法按照下面的步骤运行：

S1根据所述计算存储设备的芯片类型和存储器大小，设定设备可执行的数据货币挖矿、分布式计算、存储的任务类型中任意一种或几种组合。

S11所述计算存储设备的通讯单元接收来自本地、互联网、区块链网络的可执行工作任务，根据数字货币价格、分布式计算服务价格、分布式存储服务价格，通过最佳经济收益分析，选择最佳经济收益的可执行工作任务，然后跳转到相应模式的工作步骤。模式A，区块链网络数字货币挖矿模式；模式B，互联网分布式计算模式；模式C，互联网分布式存储模式；模式D，本地大数据、私密数据、流媒体存储模式；模式E，本地图形加速、游戏加速、有限元分析、复杂数据计算模式；

S2，按照模式A挖矿工作的后续子步骤进行工作。

S21，选择数字货币类型，选择对应类型的芯片组，部署挖矿及区块链相关程序，构造数字货币挖矿工作环境。如果有多种芯片组希望进行多种数字货币挖矿，完成这些芯片组不同数字货币挖矿的工作环境。

S22，自行设置或按照矿池管理挖矿工作，

将分时段完成的挖矿结果在本地节点及区块链网络上进行打包区块存储。

S3，按照模式B互联网分布式计算工作

S31，根据芯片组类型接受对应类型的分布式计算任务开始工作。例如有限元分析计算，数据仿真计算，蛋白折叠计算，动画三维渲染计算，流体分析仿真计算。

S32，分时段把计算结果在本地计算存储设备存储模块进行存储，或上传至互联网的分布式计算管理平台。

S4，按照模式C互联网分布式存储模式工作。

S41，根据存储模块的大小接受对应类型的分布式存储任务开始工作。判断分布式例如互联网流媒体数据缓存或备份存储，互联网页面数据缓存或备份存储，其他互联网大数据文件备份存储。

S42，分时段把互联网分布式存储内容在本地计算存储设备存储模块进行存储，存储操作控制听从互联网的分布式存储管理平台的指令。

S5，按照模式D本地存储模式工作。

S51，根据存储模块的大小接受对应类型的分布式存储任务开始工作。判断分布式例如本地大数据存储、个人私密数据存储并设置加密、本地应用的流媒体存储、大型游戏或本地应用程序文件的存储。

S52，分时段把分布式本地存储内容在本地计算存储设备存储模块进行存储，存储操作控制听从本地分布式存储管理模块的指令。

S6，按照模式E本地计算模式工作。

S61，根据本地计算任务类型和本地计算存储设备的分布式计算芯片类型，开始任务的计算工作。判断本地计算类型属于图形加速、游戏加速、有限元分析、复杂数据计算任务类型中任意一种或几种组合，将不同计算任务送入适合的本地计算模块进行运算。

S62，分时段把分布式本地计算任务的输出结果在本地计算存储设备存储模块进行存储，本地计算和结果的存储操作控制听从本地的分布式计算或存储管理平台的指令。