服务器机柜

摘要

一种服务器机柜包含一机箱壳体、多个节点、一背板、及多个电源供应器。该机箱壳体包含多个单位空间。每一该节点设置于该机箱壳体的该些单位空间之其中至少一者，且包括一主板。该背板设置于该机箱壳体内。每一该电源供应器设置于该些节点之其中不同者所设置的该至少一单位空间，且将一供应电源传送至该背板，再以电源共享的方式传送至该些节点，使得该些电源供应器与该背板之间不需要使用电缆线即能传输电力，且更使得该机箱壳体在相同尺寸下，该些主板能够提供更多数量的内存设置。

权利要求

1.一种服务器机柜，其特征在于，包含：一机箱壳体，包括多个单位空间；

多个节点，每一该节点设置于该机箱壳体的该些单位空间之其中至少一者，且每一该节点包括一主板；

一背板，设置于该机箱壳体内；

多个电源供应器，每一该电源供应器设置于该些节点之其中不同者所设置的该至少一单位空间，且将一供应电源传送至该背板，再以电源共享的方式传送至该些节点；

其中，该背板包括：

一第一金属层，包含多个电源输入点，以分别接收该些电源供应器的该些供应电源；

一第二金属层，包含多个电源输出点，以将该些供应电源共享后所形成的一共享输出电源输出至该些节点；及

多个导通孔，与该第一金属层及该第二金属层电连接，以传送该些供应电源所形成的该共享输出电源，该些导通孔以邻近该第一金属层的该些电源输入点的几何中心来设置。

2.如权利要求1所述的服务器机柜，其特征在于，每一该单位空间的高度是1U，1U等于

1.75英吋，每一该单位空间的宽度是一最大宽度的M分之一，M是正整数，该最大宽度相关于该机箱壳体的宽度，每一该单位空间的深度相关于该机箱壳体的深度。

3.如权利要求1所述的服务器机柜，其特征在于，该些导通孔的数量乘以每一该导通孔所能传送的一电流临界值大于等于该些导通孔所能提供的一最大负载电流。

4.如权利要求1所述的服务器机柜，其特征在于，与该些电源供应器设置于不同的该至少一单位空间的该些节点之其中每一者还包括一电源输入板，该些节点之其中每一者还包括一电源输出板，每一该节点所包括的该电源输入板及该电源输出板分别固定于该机箱壳体，该电源输入板包含一第一传输层，以将与该节点设置在相同的该至少一单位空间的该电源供应器所提供的该供应电源传送至该背板的该第一金属层的对应的该电源输入点，该电源输出板包含一第二传输层，以将该些供应电源共享后所形成的该共享输出电源经由该背板的该第二金属层的对应的该电源输出点传送至该些节点。

5.如权利要求4所述的服务器机柜，其特征在于，该背板、该些主板、该些电源输入板、及该些电源输出板都是一种印刷电路板。

6.如权利要求1所述的服务器机柜，其特征在于，该些电源供应器支持RPSU(Redundant power supplies unit)规范。

7.如权利要求1所述的服务器机柜，其特征在于，该些导通孔是以该第一金属层的该些电源输入点的几何中心为中心而对称地设置。

8.如权利要求1所述的服务器机柜，其特征在于，该第二金属层还包含一远程取样点，该远程取样点以邻近该第二金属层的该些电源输出点的几何中心来设置，该远程取样点将一电压值传送至该些电源供应器。

9.如权利要求1所述的服务器机柜，其特征在于，该第一金属层还包含一电连接该些电源输入点及该些导通孔的主要电源输入区域，该第二金属层还包含一电连接该些电源输出点及该些导通孔的主要电源输出区域，藉由该主要电源输入区域及该主要电源输出区域之其中至少一者，以共享该些供应电源并形成该共享输出电源。

说明书

服务器机柜

[0001] 【技术领域】

[0002] 本发明是有关于一种服务器机柜，特别是指一种具备多个节点且支持电源共享的服务器机柜。

[0003] 【背景技术】

[0004] 习知的服务器机柜(Server rack)包含一机箱壳体、多个节点(Node)及一电源供应单元。该服务器机柜是一种标准机柜，符合美国电子工业联盟(EIA)所规定的标准。该机
箱壳体的常规高度例如是47U、42U、37U、32U、27U、22U、18U等等，其常规宽度是800公厘
(mm)、600公厘等等，其常规深度例如是600公厘、800公厘、900公厘、960公厘、1000公厘、
1100公厘、1200公厘等等。其中，1U是1.75英吋(即44公厘)。

[0005] 每一节点例如可以视为一服务器、一运算节点、或一储存节点等等。每一节点在该机箱壳体中所占据的空间的高度是1U的整数倍，且所占据的空间的宽度例如是8.8英吋(即
22.5公分)。举例来说，该些节点的尺寸可以设计为2U4N、2U2N、1U2N等等，其中，4N表示在该
机箱壳体内的同一水平高度上可以设置4个节点。

[0006] 该电源供应单元包括多个电源供应器以提供该些节点运作时所需要的电力，且其设置的方式一般采用独立设计，或者，采用一种宽度很窄的设计。然而，习知的该服务器机
柜的该电源供应单元的这些设置方式不但需要多条电缆线(Cable)来传输电力而使得线路
较为复杂，更严重的是都造成该节点的宽度受到较大的限制，进而导致该节点的主板上所
能设置的内存的数量受到限缩，而成为一个待解决的问题。

[0007] 【发明内容】

[0008] 本发明要解决的技术问题是提供一种在相同尺寸下能够支持较多数量的内存的服务器机柜。

[0009] 为解决上述技术问题，本发明服务器机柜包含一机箱壳体、多个节点、一背板、及多个电源供应器。该机箱壳体包括多个单位空间。每一该节点设置于该机箱壳体的该些单
位空间之其中至少一者，且每一该节点包括一主板。该背板设置于该机箱壳体内。

[0010] 每一该电源供应器设置于该些节点之其中不同者所设置的该至少一单位空间，且将一供应电源传送至该背板，再以电源共享的方式传送至该些节点。

[0011] 优选地，每一该单位空间的高度是1U，1U等于1.75英吋，每一该单位空间的宽度是一最大宽度的M分之一，M是正整数，该最大宽度相关于该机箱壳体的宽度，每一该单位空间
的深度相关于该机箱壳体的深度。

[0012] 优选地，该背板包括一第一金属层、一第二金属层、及多个导通孔。该第一金属层包含多个电源输入点，以分别接收该些电源供应器的该些供应电源。该第二金属层包含多
个电源输出点，以将该些供应电源共享后所形成的一共享输出电源输出至该些节点。该些
导通孔与该第一金属层及该第二金属层电连接，以传送该些供应电源所形成的该共享输出
电源，该些导通孔以邻近该第一金属层的该些电源输入点的几何中心来设置。

[0013] 优选地，该些导通孔的数量乘以每一该导通孔所能传送的一电流临界值大于等于该些导通孔所能提供的一最大负载电流。

[0014] 优选地，与该些电源供应器设置于不同的该至少一单位空间的该些节点之其中每一者还包括一电源输入板。该些节点之其中每一者还包括一电源输出板。每一该节点所包
括的该电源输入板及该电源输出板分别固定于该机箱壳体。该电源输入板包含一第一传输
层，以将与该节点设置在相同的该至少一单位空间的该电源供应器所提供的该供应电源传
送至该背板的该第一金属层的对应的该电源输入点。该电源输出板包含一第二传输层，以
将该些供应电源共享后所形成的该共享输出电源经由该背板的该第二金属层的对应的该
电源输出点传送至该些节点。

[0015] 优选地，该背板、该些主板、该些电源输入板、及该些电源输出板都是一种印刷电路板。

[0016] 优选地，该些电源供应器支持RPSU(Redundant power supplies unit)规范。

[0017] 优选地，该些导通孔是以该第一金属层的该些电源输入点的几何中心为中心而对称地设置。

[0018] 优选地，该第二金属层还包含一远程取样点，该远程取样点以邻近该第二金属层的该些电源输出点的几何中心来设置，该远程取样点将一电压值传送至该些电源供应器。

[0019] 优选地，该第一金属层还包含一电连接该些电源输入点及该些导通孔的主要电源输入区域，该第二金属层还包含一电连接该些电源输出点及该些导通孔的主要电源输出区
域，借由该主要电源输入区域及该主要电源输出区域之其中至少一者，以共享该些供应电
源并形成该共享输出电源。

[0020] 相较于现有技术,本发明服务器机柜借由该些电源供应器设置于该些节点之其中不同者所设置的该至少一单位空间中，再借由该些电源输入板、该背板、及该些电源输出板
将该些共享电源传送至该些节点，而能够在不使用电缆线的条件下，实现电源共享的目的。
此外，由于该些电源供应器在该机箱壳体内并不是采用习知的独立设计，而是整合于该些
节点所设置的该些单位空间中，进而使得该些节点的该些主板能够提供更多数量的内存设
置。

[0021] 【附图说明】

[0022] 本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

[0023] 图1是一立体图，说明本发明服务器机柜的一实施例；

[0024] 图2是一立体图，说明该实施例的一单位空间、一节点、及一电源供应器；

[0025] 图3是一俯视图，说明该实施例的二节点、一背板、二电源供应器、及二风扇单元；

[0026] 图4是一示意图，说明该实施例的一背板；

[0027] 图5是一示意图，说明该实施例的该背板的一第一电路层；及

[0028] 图6是一示意图，说明该实施例的该背板的一第二电路层。

[0029] 【具体实施方式】

[0030] 在本发明被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。

[0031] 参阅图1与图2，本发明服务器机柜(Sever rack)100之实施例，包含一机箱壳体1、四个节点2、一背板3、及四个电源供应器4。该机箱壳体1的宽度、高度、及深度分别为W1、H1、
及D1，且包括四个单位空间11 14。每一该单位空间11 14的宽度、高度、及深度分别为W2、
~ ~
H2、及D2。该四个节点2及分别对应的该四个电源供应器4都是分别对应设置在该四个单位
空间11 14。其中，高度H2等于1U(即1.75英吋)，宽度W2近似于22.5公分，高度H1大于等于高
~
度H2的整数倍，宽度W1大于等于宽度W2的二倍，深度D1大于等于深度D2。也就是说，每一该
单位空间11 14的宽度W2是一最大宽度的M分之一，M是正整数，该最大宽度相关于该机箱壳
~
体1的宽度W1，每一该单位空间11 14的深度D2相关于该机箱壳体1的深度D1。
~

[0032] 另外要强调的是：在本实施例中，该服务器机柜100是以包含一个尺寸为2U4N的四个节点2为例作说明，且单一个节点2设置于单一个单位空间11 14，即2U表示占据2倍的高
~
度H2，4N表示该服务器机柜100所包含的节点数量是4个。而在其他实施例中，该服务器机柜
100也可以包含其他尺寸或数量的节点，例如1U1N、1U2N、3U6N等等，或者，单一个节点也可
以设置于多个单位空间。

[0033] 参阅图2与图3，为方便说明起见，图2是单一个单位空间11 14、单一个节点2、单一~
个电源供应器4、及该背板3的一部份的立体示意图。图3是位在该些单一空间11、12(或13、
14)的二个节点2、二个电源供应器4、二个风扇单元24、及该背板3的一部份的俯视图。在本
实施例中，该四个节点2是相同的服务器(如图2)，而在其他实施例中，该四个节点也可以不
相同。每一该节点2包括一主板21、一电源输入板22、一电源输出板23、及一风扇单元24。在
本实施例中，示例性地说明该主板21提供二中央处理器插槽91给二个中央处理器(CPU)93
设置，及四组内存插槽92给多个内存设置。每一该节点2所包括的该电源输入板22及该电源
输出板23分别固定于该机箱壳体1且位于该节点2的该主板21的相对的二端，并与该主板21
互相垂直，且都是一种印刷电路板(Printed circuit board, PCB)，并包含一第一传输层，
以传输电力。

[0034] 参阅图2、图3、与图4，图4是该背板3沿着方向Y所见的透视示意图，也就是说图4中的虚线组件实际上并不是位在该背板3邻近该些主板21的一表面上。该背板3提供该些节点
2的该些主板21及该些风扇单元24插设，且可以与该些主板21、该些电源输入板22、及该些
电源输出板23互相垂直，并设置在邻近该些主板21的同一端。该些电源供应器4是分别设置
在邻近该些主板21相对于该背板3的另一端。另外要补充说明的是：在本实施例中，该些节
点2的该些主板21与该些电源输入板22及该些电源输出板23是互相垂直。而在其他实施例
中，该些电源输入板22及该些电源输出板23也可以是以堆栈的方式分别与该些主板21平行
设置。此外，在本实施例中，该些节点2的该些主板21是插设于该背板3上，而在其他的实施
例中，该些主板21也可以藉由透过其他的桥接板或该风扇单元24的风扇控制板，再间接地
插设于该背板3上。再者，该些电源输入板22及该些电源输出板23也可以藉由该些主板21或
其他桥接板间接地固定于该机箱壳体1。此外，每一该节点2所包括的该电源输入板22及该
电源输出板23也可以不是位于该节点2的该主板21的相对的二端，都不在此限。

[0035] 该背板3也是一种印刷电路板，再参阅图5与图6，同样是以方向Y所见的示意图。该背板3包括一第一电路层30、一第二电路层40、及多个导通孔(Via)33，即该第一电路层30与
该第二电路层40是属于该背板3的多层印刷电路中的不同层，且在本实施例中，该第一电路
层30相对于该第二电路层40较邻近该些主板21。该第一电路层30包含一第一金属层31。该
第一金属层31包含多个电源输入点34及一主要电源输入区域32，以分别经由该四个电源输
入板22接收该四个电源供应器4提供的四个供应电源，以形成一共享输出电源，该些供应电
源及该共享输出电源例如是提供12伏特的电源电压。该第二电路层40包含一第二金属层
41。该第二金属层41包含一主要电源输出区域42及多个电源输出点35，以将该些供应电源
所形成的该共享输出电源，经由该四个电源输出板23输出至该四个节点2，例如该四个主板
21。更精确地说，该些电源输入点34经由导线、导电组件或金属区域与该主要电源输入区域
32形成电连接，该主要电源输入区域32经由该些导通孔33、导线或金属区域与该主要电源
输出区域42形成电连接，该主要电源输出区域42再经由导线、导电组件或金属区域与该些
电源输出点35形成电连接，使得该四个供应电源形成该共享输出电源。要特别说明的是：在
图5、6中，该些导通孔33的数量是4个，仅是一种示例性地表示，且为使图式简单清楚之考
虑，仅标示出一个导通孔33的编号。

[0036] 另外，举例来说，每一该电源输入板22透过其具有多个传输脚位(pin)的一电源供应连接器(例如:金手指、表面黏着连接器SMT connector或双列直插连接器DIP 
connector)来连接该背板3上具有与该传输脚位(pin)对应数量的多个接收脚位(pin)的一
第一输入连接器(图未示)，则与该第一输入连接器上的多个接收脚位(pin)分别电连接的
该背板3的该第一电路层30的该第一金属层31的多个电子接点即分别是该些电源输入点
34，如图4中的区域A2、A4及图5与图6中的区域B2、B4即是该四个第一输入连接器对应的设
置位置。类似地，该背板3上具有分别电连接该四个节点21且用以输出该共享输出电源的四
个第一输出连接器(图未示)，则与每一该第一输出连接器所具有的多个输出脚位(pin)分
别电连接的该第二电路层40的该第二金属层41的多个电子接点即分别是该些电源输出点
35，如图4中的区域A1、A3及图5与图6中的区域B1、B3即是该四个第一输出连接器对应的设
置位置。

[0037] 该第二金属层41还包含一远程取样点43，该远程取样点43以邻近该第二金属层41的该些电源输出点35的几何中心为中心来设置，例如设置在该几何中心。由于电源负载的
变动或是传输过程的耗损都有可能影响该共享输出电源的电压值，因此，该些电源供应器4
分别电耦接该远程取样点43以取得该共享输出电源的电压值，并分别比对该电源供应器4
所输出的供应电源的电压值以分别取得各个电源供应器4的传输耗损量，以进一步的判断
该传输耗损量是否超出一预设范围，以对应控制电压补偿机制的执行，以其中一电源供应
器4为例，当该电源供应器4判断出该传输耗损量超出该预设范围，则执行该电压补偿机制，
意即该电源供应器4根据该传输耗损量的比例来对应调整增加该供应电源的电压值，若该
电源供应器4判断该传输耗损量未超出该预设范围，则不执行该电压补偿机制。

[0038] 另外要特别说明的是：该第二金属层41的该远程取样点43透过一取样导电通孔的态样实施，并经由该第一金属层31耦接多个取样输出点，以分别电连接该些电源供应器4。
举例来说，该些取样输出点用以与该些第一输出连接器的多个输出脚位(pin)中未与该些
电源输出点35直接电连接的脚位(pin)电连接以分别耦接对应的该些电源供应器4。或者，
该些取样输出点也可以是与该些第一输入连接器的多个脚位(pin)中没有与该些电源输入
点34直接电连接的脚位(pin)电连接以分别耦接对应的该些电源供应器4。或者，该些取样
输出点也可以是透过耦接不同于该些第一输出连接器及该些第一输入连接器的其他连接
器的其中一脚位(pin)电连接以耦接对应的该些电源供应器4，但不以此为限。

[0039] 该些导通孔33与该第一金属层31及该第二金属层41电连接，以传送该些供应电源所形成的该共享输出电源，且该些导通孔33以邻近该第一金属层31的该些电源输入点34的
几何中心(如位置P)来设置。该些导通孔33的数量乘以每一该导通孔33所能承载或传送的
一电流临界值大于等于该些导通孔33所能共同提供的一最大负载电流。举例来说，该最大
负载电流为300安培，假设每一该导通孔33可以承载1.5安培的电流，则该些导通孔33的数
量最少需要200个。更详细地说，在本实施例中，该些导通孔33所设置的位置是以该第一金
属层31的该些电源输入点34所传输的该些供应电源能够在该第一金属层31的主要电源输
入区域32大致维持电流平衡的位置。也就是说，在该些电源输入点34所围绕的范围内来设
置该些导通孔33，该些导通孔33较佳的设置方式是以邻近该些电源输入点34的几何中心
(如位置P)而设置，也就是设置在该四个区域B2、B4的该些电源输入点34的四个几何中心的
几何中心(位置P)，例如，该些导通孔33是以该几何中心为中心而对称地设置。

[0040] 另外要补充说明的是：在本实施例中，该第二金属层41是位于较该第一金属层31远离该些主板21的一印刷电路层，即该第一电路层30相较于该第二电路层40是位于该背板
3上较邻近该些主板21，且该第一电路层30及该第二电路层40分别包含一层的印刷电路层
(即该第一金属层31及该第二金属层41)。而在其他的实施例中，该第一电路层30及该第二
电路层40也可以分别包含多层的印刷电路层，即分别包含多个第一金属层31及多个第二金
属层41，以提供足够的该最大负载电流。或者，该第一电路层30及该第二电路层40也可以设
置在该背板3的同一层印刷电路层中，只要能够提供足够的该最大负载电流即可。此外，该
第一电路层30与该第二电路层40相对于该些主板21的位置也可以对调设置，例如，该第二
电路层40相对于该第一电路层30是该背板3上较靠近该些主板21。

[0041] 在本实施例中，在不考虑电流于传输过程或变压等过程中的耗损而言，该共享输出电源所提供的该最大负载电流是整个服务器机柜100上所有电子组件所需要消耗的负载
电流的总和，例如提供风扇单元24的风扇运转所需的电流、全部的硬盘模块运转所需的电
流、该背板3上的组件所需要的电流、该些节点2的该些主板21上的组件所需要的电流等等。
而在其他实施例中，该最大负载电流也可以是整个服务器机柜100上部分电子组件所需要
消耗的负载电流的总和，举例来说，该服务器机柜100包含多个背板及对应的多个电源供应
器4，其中，每一背板的共享输出电源提供对应的该些节点2的该些主板21及硬盘模块上的
组件所需要的电流，其中一背板的共享输出电源还提供风扇单元24的风扇运转所需的电
流，但不以此为限。

[0042] 该四个电源供应器4分别设置于该四个节点2之其中不同者所设置的该四个单位空间11 14，且每一该电源供应器4产生该供应电源。该些电源供应器4还支持RPSU
~
(Redundant power supplies unit)规范因此，每一该电源供应器4需要藉由该远程取样点
43接收关于对应的该节点2所接收的该共享输出电源的该电压值，以侦测并补偿所输出的
该供应电源的电压值。

[0043] 另外要特别补充说明的是：在本实施例中，在每一该单位空间11 14中都设置有一~
个电源供应器4，而在其他实施例中，电源供应器4的数量也可以是小于该些节点2的数量，
例如是1个、2个或3个。此时，每一该电源供应器4还是设置于该些节点2之其中不同者所设
置的该至少一单位空间11 14，且与该些电源供应器4设置于不同的该至少一单位空间11
~ ~
14的该些节点2之其中每一者才会包括该电源输入板22，且该背板3的该第一金属层31的该
些电源输入点34的数量也与该些电源输入板22的数量相对应。举例来说，四个节点2对应设
置三个电源供应器4时，只有设置有电源供应器4的节点2才会有该电源输入板22，但是四个
节点2都会分别包含四个该电源输出板23。此外，由于每一该电源输入板22及每一该电源输
出板23都是一种印刷电路板的结构，而能够具有不同的传输层，因此，还可以用来传输各种
信号，例如每一该电源供应器4所产生且符合RPSU规范的通讯信号，但不以此为限。

[0044] 举例来说，采用先前技术中的一种宽度很窄的电源供应器的设置方式，即电源供应器4的宽度显著小于该单位空间的宽度，并与节点设置于相同的水平高度上，此时，该节
点的该主板在如图2与图3的中央处理器及内存的配置方式下，每一该主板仅能设置至多12
个双列直插式内存模块(Dual in‑line memory module, DIMM)。然而，藉由本案将电源供
应器设置于该些节点所设置的该些单位空间中，能够使得每一该节点的该主板(如图2与图
3)达到至多设置16个双列直插式内存模块(DIMM)，而能更有效地利用机箱壳体内的空间。

[0045] 综上所述，藉由多个(或一个)电源供应器设置于多个节点之其中部分者或全部者所设置的多个(或一个)单位空间中，再藉由该些电源输入板、该背板、及该些电源输出板将
该些供应电源传送至该些节点，且藉由该些电源输入点、该些电源输出点、及该些远程输出
点的相对位置关系的设计，不但能够不使用电缆线作为电力传输的媒介，更能够有效地实
现电源共享的目的。此外，由于该些电源供应器在该机箱壳体内并不是采用习知的独立设
计，而是整合于该些节点所设置的该些单位空间中，进而使得该些节点的该些主板能够提
供更多数量的内存设置，故确实能达成本发明的目的。

[0046] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵
盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。