CN109710557A - 一种支持16gpu的服务器结构 - Google Patents

Abstract

一种支持16GPU的服务器结构，包括8U机箱、4U服务器、桥接模块、螺栓、螺钉，所述的8U机箱具有前窗和后窗结构，包括底座、上盖、中部隔板、后窗开孔板、后窗支架，本发明设计了一种可容纳八个GPU的4U服务器结构，同时设计了一种可以存放两个4U服务器的8U机箱，即一种支持16GPU的服务器结构，通过桥接模块将两个4U服务器的GPU高密口相连，使两个4U服务器、十六个GPU协同工作，满足新型服务器对空间的需求，同时导风罩的特殊结构设计提高了服务器的散热性能，保证多个服务器稳定高性能协同运转，后窗开孔板在后窗通过螺栓连接上盖与底座，既加固了上盖与底座间的连接，又能够保证服务器的散热，同时还可以方便技术人员在后窗观测服务器是否存在异常情况。

Description

一种支持16GPU的服务器结构

技术领域

本发明涉及服务器技术领域，特别涉及一种支持16GPU的服务器结构。

背景技术

随着AI(人工智能)的飞速发展，图像识别、语音识别等人工智能技术的应用得到广泛普及，GPU服务器作为核心计算力提供设备，其结构与性能面临重大考验。

现有技术中的GPU服务器以4GPU和8GPU为主，机箱采用2U和4U结构设计，NVIDIA推出的HGX-2超强计算平台，采用了十六个Tesla V100 GPU，并且使用了十二个NVSwitch来使每个GPU以2.4TB每秒速度与其他GPU进行通信，此类服务器性能强大的同时，对散热以及空间的要求也随之提高，传统的2U或4U机箱已不能满足新型服务器对空间的需求，也无法满足高性能服务器对散热的要求，在结构上存在很大局限性，从而会导致服务器集成性较差、散热效果不佳、使用寿命缩短等诸多问题，因此迫切需要开发一款新的服务器结构，来满足上述需求。

发明内容

本发明为克服上述现有技术存在的不足，提供了一种支持16GPU的服务器结构；本发明同时设计了一种可以存放两个4U服务器的8U机箱，通过桥接模块将两个4U服务器的GPU高密口相连，使两个4U服务器、十六个GPU协同工作，满足新型服务器对空间的需求，同时导风罩的特殊结构设计提高了服务器的散热性能，保证多个服务器稳定高性能协同运转；助力机构保证PCIE模组与GPU板间的紧固连接，减少了由于高密口间连接不充分导致的服务器故障发生几率，大大提高服务器稳定性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种支持16GPU的服务器结构，包括8U机箱、4U服务器、桥接模块，所述的8U机箱包括底座、上盖、中部隔板、后窗开孔板、后窗支架，上盖安装在底座的上方，与底座形成前后端开放的四面封闭结构，前窗位于底座的前端，后窗位于底座的后端，底座的左右两侧板内壁的中部位置分别设有一条滑轨，两条滑轨所在平面同时与底座底面和上盖平行，所述中部隔板沿滑轨方向安装在底座的两侧板之间，所述底座底面在后窗设有支架安装座，所述后窗开孔板安装在8U机箱的后窗上部，连接上盖与底座左右两侧板，所述后窗支架一端与后窗开孔板下方连接，一端与底座的支架安装座连接，所述4U服务器包括4U服务器底座、PCIE模组、GPU板、导风罩，所述GPU板安装在4U服务器底座内，导风罩安装在4U服务器底座的上部，PCIE模组与GPU板相连安装在4U服务器底座的前端，一个4U服务器安装在中部隔板与上盖间的空间内，一个4U服务器安装在中部隔板与底座底面间的空间内，两个4U服务器在后窗通过桥接模块相连。

优选的，所述底座的底板与左右两侧板为一体式结构，所述后窗支架为长条结构。

优选的，所述的底座的底面内壁设有若干防滑凸起，底座靠近后窗一端的左右两侧板内壁上分别设有上下两个限位钉，所述的中部隔板为一矩形薄壁结构。

优选的，所述4U服务器底座的左右两侧板前端设有若干螺纹安装孔，其中左侧板前端的内壁底部设有旋转支点，旋转支点凸出于侧面内壁平面，4U服务器底座左右两侧板的后端外壁均设有限位孔，限位孔与底座上的限位钉配合将4U服务器安装在8U机箱内固定位置，所述4U服务器底座左右两侧板内壁的中部分别设有一条导轨，4U服务器底座的后端设有Power clip和通风板。

优选的，所述GPU板包括GPU板PCIE高密口、GPU高密口公头、电源口和八个GPU，GPU板PCIE高密口和GPU高密口公头安装在GPU板的两端，八个GPU安装在GPU板的上表面，电源口安装在GPU板上表面的一侧。

优选的，所述的PCIE模组包括PCIE模组GPU高密口、把手、助力机构、紧固螺纹孔、侧面安装孔，所述的PCIE模组GPU高密口设置在PCIE模组的内侧，所述的把手安装在PCIE模组的外侧，助力机构的底部设有铰接头和旋转口，所述助力机构通过铰接头铰接在PCIE模组的左侧，助力机构上部安装有螺栓，紧固螺纹孔设置在PCIE模组的外侧，所述的侧面安装孔设置在PCIE模组左右两侧，所述PCIE模组沿导轨方向通过PCIE模组GPU高密口与GPU板PCIE高密口连接安装在4U服务器底座前端，所述助力机构通过下部的旋转口咬合安装在4U服务器底座的旋转支点上，助力机构通过上部的螺栓与PCIE模组外侧的紧固螺纹孔配合安装在PCIE模组外侧。

优选的，所述4U服务器底座两侧面内壁分别设有两个导风罩安装扣，所述导风罩包括导风罩固定位、卡线槽和导风口，导风罩通过导风罩固定位与导风罩安装扣配合安装在4U服务器底座上部。

优选的，所述的桥接模块包括高密口母头、桥接板、支架、保护罩、导向柱，所述的高密口母头安装在桥接板的两端，所述的支架上下分别设置有两个导向柱，所述安装有两个高密口母头的桥接板安装在支架的两侧面，所述安装有两个桥接板的支架安装在保护罩内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明设计了一种可容纳八个GPU的4U服务器结构，同时设计了一种可以存放两个4U服务器的8U机箱，即一种支持16GPU的服务器结构，通过桥接模块将两个4U服务器的GPU高密口相连，使两个4U服务器、十六个GPU协同工作，满足新型服务器对空间的需求，同时导风罩的特殊结构设计提高了服务器的散热性能，保证多个服务器稳定高性能协同运转，后窗开孔板在后窗通过螺栓连接上盖与底座，既加固了上盖与底座间的连接，又能够保证服务器的散热，同时还可以方便技术人员在后窗观测服务器是否存在异常情况。

2、底座的底板与左右两侧板为一体式结构，简化了安装流程，节省大量时间和人力成本，同时提高了机箱的坚固性及耐用性，后窗支架采用竖长条的结构，连接后窗开孔板与底座底部，既可以进一步加固底座与上盖的连接，同时为两服务器间在后窗位置安装桥接模块提供足够的空间。

3、8U机箱中间设有将两个4U服务器分离的中部隔板，中部隔板为一矩形薄壁结构，使两服务器紧凑安装在8U机箱内，同时提供一定空间保证服务器散热效果，底座底面设有防滑凸起，有效减少移动机箱过程中内部服务器位置的偏移。

4、4U服务器底座的螺纹安装孔设置在左右两侧板前端，充分利用空间资源，4U服务器底座上的限位孔与底座上的限位钉配合将4U服务器安装在8U机箱内固定位置，防止服务器安装越位，为桥接模块在后窗连接两个服务器提供空间。

5、助力机构通过铰接方式安装在PCIE模组上，在安装PCIE模组时通过旋转口勾住4U服务器底座上的旋转支点，通过手动旋转助力机构，利用铰接头与旋转支点间产生的杠杆力将PCIE模组进一步推入4U服务器底座内，使PCIE模组GPU高密口与GPU板上的GPU板PCIE高密口充分结合，并通过螺栓与紧固螺纹孔配合将紧固状态保持，保证高密口间的紧固连接，减少了由于高密口间连接不充分导致的服务器故障发生几率，大大提高服务器稳定性。

6、8个GPU安装在GPU板的上表面，充分利用平面资源，结构紧凑，电源口安装在GPU板上表面的一侧，与GPU保持一定距离，避免温度及信号干扰。

7、导风罩设置导风口结构，充分利用环境中的风能对GPU进行有效导风散热，增加服务器使用寿命，导风罩采用注塑工艺一次成型，加工效率高，通过导风罩固定位与4U服务器底座的导风罩安装扣配合，一次下压即可安装到位，免去繁杂的螺栓连接，大大提高安装效率，节约装配时间，减少生产人力成本，卡线槽可固定外漏线缆，保证美观的同时提高***稳定性。

8、桥接模块中的支架上设有导向柱，导向柱与上下两4U服务器间的间隙配合安装，有效减少桥接过程中高密口连接错位的发生几率，四个高密口通过支架和桥接板稳固连接，安装在保护罩内，保护罩通过半包围方式保护高密口，有效避免外物触碰所造成的桥接模块松动等故障，保证桥接质量，同时还设有通风口保证散热。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图，

附图2为本发明8U机箱前端结构示意图，

附图3为本发明8U机箱后端结构示意图，

附图4为4U服务器结构示意图，

附图5为导风罩安装示意图，

附图6为4U服务器近GPU高密口公头一端的结构示意图，

附图7为GPU板结构示意图，

附图8为助力机构工作原理示意图，

附图9为装配后8U机箱后端的结构示意图，

附图10为桥接模块结构示意图，

图中，1、8U机箱，2、4U服务器，3、桥接模块，4、螺栓，5、螺钉，101、底座，102、上盖，103、前窗，104、后窗，105、中部隔板，106、后窗开孔板，107、后窗支架，10101、滑轨，10102、防滑凸起，10103、限位钉，10104、支架安装座，201、PCIE模组，202、GPU板，203、4U服务器底座，204、导风罩，20101、PCIE模组GPU高密口，20102、把手，20103、助力机构，20104、紧固螺纹孔，20105、侧面安装孔，20201、GPU板PCIE高密口，20202、GPU高密口公头，20203、电源口，20204、GPU，20301、螺纹安装孔，20302、限位孔，20303、Power clip，20304、通风板，20305、导风罩安装扣，20401、导风罩固定位，20402、卡线槽，20403、导风口，20306、导轨，20307、旋转支点，301、高密口母头，302、桥接板，303、支架，304、保护罩，305、导向柱，2010301、铰接头，2010302、旋转口。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细解释本发明的实施方式。

如图1至图4所示，一种支持16GPU的服务器结构，包括8U机箱1、4U服务器2、桥接模块3，所述的8U机箱包括底座101、上盖102、中部隔板105、后窗开孔板106、后窗支架107，上盖102安装在底座101的上方，与底座101形成前后端开放的四面封闭结构，前窗103位于底座101的前端，后窗104位于底座101的后端，底座101的左右两侧板内壁的中部位置分别设有一条滑轨10101，两条滑轨10101所在平面同时与底座101底面和上盖102平行，所述中部隔板105沿滑轨10101方向安装在底座101的两侧板之间，所述底座101底面在后窗104设有支架安装座10104，所述后窗开孔板106安装在8U机箱1的后窗104上部，连接上盖102与底座101左右两侧板，所述后窗支架107一端与后窗开孔板106下方连接，一端与底座101的支架安装座10104连接，所述4U服务器2包括4U服务器底座203、PCIE模组201、GPU板202、导风罩204，所述GPU板202安装在4U服务器底座203内，导风罩204安装在4U服务器底座203的上部，PCIE模组201与GPU板202相连安装在4U服务器底座203的前端，一个4U服务器2安装在中部隔板105与上盖间102的空间内，一个4U服务器2安装在中部隔板105与底座101底面间的空间内，两个4U服务器2在后窗104通过桥接模块3相连。

本发明设计了一种可容纳八个GPU20204的4U服务器2结构，同时设计了一种可以存放两个4U服务器2的8U机箱1，即一种支持16GPU的服务器结构，通过桥接模块3将两个4U服务器2的GPU高密口相连，使两个4U服务器2、十六个GPU20204协同工作，满足新型服务器对空间的需求，同时导风罩204的特殊结构设计提高了服务器的散热性能，保证多个服务器稳定高性能协同运转，后窗开孔板106在后窗104通过螺栓4连接上盖102与底座101，既加固了上盖102与底座101间的连接，又能够保证服务器的散热，同时还可以方便技术人员在后窗104观测服务器是否存在异常情况。

如图2、图3所示，所述底座101的底板与左右两侧板为一体式结构，简化了安装流程，节省大量时间和人力成本，同时提高了机箱的坚固性及耐用性，所述后窗支架107为长条结构，连接后窗开孔板106与底座101底部，既可以进一步加固底座101与上盖102的连接，同时为两服务器间在后窗104位置安装桥接模块3提供足够的空间。

如图2所示，所述的底座101的底面内壁设有若干防滑凸起，有效减少移动机箱过程中内部服务器位置的偏移，底座101靠近后窗104一端的左右两侧板内壁上分别设有上下两个限位钉10103，所述的中部隔板105为一矩形薄壁结构，使两服务器紧凑安装在8U机箱1内，同时提供一定空间保证服务器散热效果。

如图4至图6所示，所述4U服务器底座203的左右两侧板前端设有若干螺纹安装孔20301，充分利用空间资源，其中左侧板前端的内壁底部设有旋转支点20307，旋转支点20307凸出于侧面内壁平面，4U服务器底座203左右两侧板的后端外壁均设有限位孔20302，限位孔20302与底座101上的限位钉10103配合将4U服务器2安装在8U机箱1内固定位置，防止服务器安装越位，为桥接模块3在后窗104连接两个服务器提供空间，所述4U服务器底座203左右两侧板内壁的中部分别设有一条导轨20306，4U服务器底座203的后端设有Powerclip20303和通风板20304。

如图7所示，所述GPU板202包括GPU板PCIE高密口20201、GPU高密口公头20202、电源口20203和八个GPU20204，GPU板PCIE高密口20201和GPU高密口公头20202安装在GPU板202的两端，八个GPU20204安装在GPU板202的上表面，充分利用平面资源，结构紧凑，电源口20203安装在GPU板202上表面的一侧，与GPU20204保持一定距离，避免温度及信号干扰。

如图4至图8所示，所述的PCIE模组201包括PCIE模组GPU高密口20101、把手20102、助力机构20103、紧固螺纹孔20104、侧面安装孔20105，所述的PCIE模组GPU高密口20101设置在PCIE模组201的内侧，所述的把手20102安装在PCIE模组201的外侧，助力机构20103的底部设有铰接头2010301和旋转口2010302，所述助力机构20103通过铰接头2010301铰接在PCIE模组201的左侧，助力机构20103上部安装有螺栓4，紧固螺纹孔20104设置在PCIE模组201的外侧，所述的侧面安装孔20105设置在PCIE模组201左右两侧，所述PCIE模组201沿导轨20306方向通过PCIE模组GPU高密口20101与GPU板PCIE高密口20201连接安装在4U服务器底座203前端，所述助力机构20103通过下部的旋转口2010302咬合安装在4U服务器底座203的旋转支点20307上，助力机构20103通过上部的螺栓4与PCIE模组201外侧的紧固螺纹孔20104配合安装在PCIE模组201外侧，

在安装PCIE模组201时，通过旋转口2010302勾住4U服务器底座203上的旋转支点20307，通过手动旋转助力机构20103，利用铰接头2010301与旋转支点20307间产生的杠杆力将PCIE模组201推入4U服务器底座203，使PCIE模组GPU高密口20101与GPU板202上的GPU板PCIE高密口20201充分结合，并通过螺栓4与紧固螺纹孔20104配合将紧固状态保持，保证高密口间的紧固连接，减少了由于高密口间连接不充分导致的服务器故障发生几率，大大提高服务器稳定性。

如图4、图5所示，所述4U服务器底座203两侧面内壁分别设有两个导风罩安装扣20305，所述导风罩204包括导风罩固定位20401、卡线槽20402和导风口20403，导风罩204通过导风罩固定位20401与导风罩安装扣20305配合安装在4U服务器底座203上部，一次下压即可安装到位，免去繁杂的螺栓4连接，大大提高安装效率，节约装配时间，减少生产人力成本，导风罩204设置导风口结构，充分利用环境中的风能对GPU20204进行有效导风散热，增加服务器使用寿命，导风罩204采用注塑工艺一次成型，加工效率高，卡线槽20402可固定外漏线缆，保证美观的同时提高***稳定性。

如图9、图10所示，所述的桥接模块3包括高密口母头301、桥接板302、支架303、保护罩304、导向柱305，所述的高密口母头301安装在桥接板302的两端，所述的支架303上下分别设置有两个导向柱305，所述安装有两个高密口母头301的桥接板302安装在支架303的两侧面，所述安装有两个桥接板302的支架303安装在保护罩304内，导向柱305与上下两4U服务器2间的间隙配合安装，有效减少桥接过程中高密口连接错位的发生几率，四个高密口通过支架303和桥接板302稳固连接，安装在保护罩304内，保护罩304通过半包围方式保护高密口，有效避免外物触碰所造成的桥接模块3松动等故障，保证桥接质量，同时还设有通风口保证散热。

本发明在安装时，首先将上盖102通过螺栓4安装在底座101上部，将中部隔板105沿滑轨10101安装至底座101中，将后窗开孔板106通过螺栓4安装在后窗104位置，连接上盖102与底座101，并将后窗支架10104安装在底座101与后窗开孔板106间，连接底座101与后窗开孔板106，至此8U机箱1安装完成；其次，将GPU板202安装至4U服务器底座203中，将PCIE模组GPU高密口20201与GPU板202上的GPU板PCIE高密口20201相连安装在4U服务器底座203的一端，并通过助力机构20103卡紧，再将导风罩204下压安装至4U服务器底座203上部，至此4U服务器2安装完成；然后，将一个4U服务器2推入安装到8U机箱1的中部隔板105下方，一个4U服务器2推入安装到中部隔板105上方，直至两4U服务器2上的限位孔20302与底座101上的限位钉10103配合到位；再次，将两个高密口母头301通过螺钉5安装在两个桥接板302上，将两个安装有高密口母头301的桥接板302通过螺钉5安装在支架303的两侧，将安装有两个桥接板302的支架303通过螺钉5安装在保护罩304内；最后，用桥接模块3通过上下两高密口母头301将8U机箱1后窗104位置上下两4U服务器2的GPU高密口公头20202相连，并通过螺栓4将桥接模块3固定在后窗开孔板106上，从而实现两服务器间的通讯互联。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种支持16GPU的服务器结构，包括8U机箱、4U服务器、桥接模块，其特征在于，所述的8U机箱包括底座、上盖、中部隔板、后窗开孔板、后窗支架，上盖安装在底座的上方，与底座形成前后端开放的四面封闭结构，前窗位于底座的前端，后窗位于底座的后端，底座的左右两侧板内壁的中部位置分别设有一条滑轨，两条滑轨所在平面同时与底座底面和上盖平行，所述中部隔板沿滑轨方向安装在底座的两侧板之间，所述底座底面在后窗设有支架安装座，所述后窗开孔板安装在8U机箱的后窗上部，连接上盖与底座左右两侧板，所述后窗支架一端与后窗开孔板下方连接，一端与底座的支架安装座连接，所述4U服务器包括4U服务器底座、PCIE模组、GPU板、导风罩，所述GPU板安装在4U服务器底座内，导风罩安装在4U服务器底座的上部，PCIE模组与GPU板相连安装在4U服务器底座的前端，一个4U服务器安装在中部隔板与上盖间的空间内，一个4U服务器安装在中部隔板与底座底面间的空间内，两个4U服务器在后窗通过桥接模块相连。

2.如权利要求1所述的一种支持16GPU的服务器结构，其特征在于，所述底座的底板与左右两侧板为一体式结构，所述后窗支架为长条结构。

3.如权利要求1所述的一种支持16GPU的服务器结构，其特征在于，所述的底座的底面内壁设有若干防滑凸起，底座靠近后窗一端的左右两侧板内壁上分别设有上下两个限位钉，所述的中部隔板为一矩形薄壁结构。

4.如权利要求1所述的一种支持16GPU的服务器结构，其特征在于，所述4U服务器底座的左右两侧板前端设有若干螺纹安装孔，其中左侧板前端的内壁底部设有旋转支点，旋转支点凸出于侧面内壁平面，4U服务器底座左右两侧板的后端外壁均设有限位孔，限位孔与底座上的限位钉配合将4U服务器安装在8U机箱内固定位置，所述4U服务器底座左右两侧板内壁的中部分别设有一条导轨，4U服务器底座的后端设有Power clip和通风板。

5.如权利要求1所述的一种支持16GPU的服务器结构，其特征在于，所述GPU板包括GPU板PCIE高密口、GPU高密口公头电源口和八个GPU，GPU板PCIE高密口和GPU高密口公头安装在GPU板的两端，八个GPU安装在GPU板的上表面，电源口安装在GPU板上表面的一侧。

6.如权利要求1所述的一种支持16GPU的服务器结构，其特征在于，所述的PCIE模组包括PCIE模组GPU高密口、把手、助力机构、紧固螺纹孔、侧面安装孔，所述的PCIE模组GPU高密口设置在PCIE模组的内侧，所述的把手安装在PCIE模组的外侧，所述助力机构通过铰接头铰接在PCIE模组的左侧，助力机构的底部设有铰接头和旋转口，助力机构上部安装有螺栓，紧固螺纹孔设置在PCIE模组的外侧，所述的侧面安装孔设置在PCIE模组左右两侧，所述PCIE模组沿导轨方向通过PCIE模组GPU高密口与GPU板PCIE高密口连接安装在4U服务器底座前端，所述助力机构通过下部的旋转口咬合安装在4U服务器底座的旋转支点上，助力机构通过上部的螺栓与PCIE模组外侧的紧固螺纹孔配合安装在PCIE模组外侧。

7.如权利要求1所述的一种支持16GPU的服务器结构，其特征在于，所述4U服务器底座两侧面内壁分别设有两个导风罩安装扣，所述导风罩包括导风罩固定位、卡线槽和导风口，导风罩通过导风罩固定位与导风罩安装扣配合安装在4U服务器底座上部。

8.如权利要求1所述的一种支持16GPU的服务器结构，其特征在于，所述的桥接模块包括高密口母头、桥接板、支架、保护罩、导向柱，所述的高密口母头安装在桥接板的两端，所述的支架上下分别设置有两个导向柱，所述安装有两个高密口母头的桥接板安装在支架的两侧面，所述安装有两个桥接板的支架安装在保护罩内。