[发明专利]安装用于集群计算的处理器的装置

说明书

提供了一种用于安装处理器的支架和接收用于集群计算的支架支撑的处理器的支撑结构。在一些实施例中，支架可以配置为接收处理器并将处理器紧固到支架。支架可以配置为将处理器安装到支撑结构。支撑结构可以配置为接收支架阵列。支撑结构可以配置成与另外的支撑结构组合堆叠。

技术领域

本公开总体涉及一种安装用于集群计算的多个处理器的装置。

背景技术

随着技术的发展，对处理能力的需求也在增加。集群计算是一种通常用于满足增加处理能力的这种需求的技术。在计算机集群中，多个处理器可以彼此连接以并行操作来执行协调操作。可以通过硬件、网络和/或软件进行连接，以使集群中的多个处理器作为单个系统运行，一起工作以完成编程任务。多个处理器可以彼此物理接近地定位以便于执行。

在集群应用中，每个计算单元被称为“节点”。节点可以由单个处理器或处理器集形成，以执行由服务器指定的特定任务。集群计算涉及多个服务器协调跨多个节点的任务。在这样做时，集群应用提供了比使用单个处理器更高的性能，并且通常在超级计算机中用于计算科学领域中的各种计算密集型任务。

计算机集群模型的类型包括负载平衡集群、高可用性集群和高性能集群。负载平衡集群模型跨多个节点分配特定系统的用户或事务的数量。这提高了服务器的效率和处理时间。在高可用性集群模型中，多个服务器与多个节点交互，使得某些服务器复制其他服务器的操作以允许在计算机集群中的单个节点发生故障的情况下继续处理。高性能集群模型为数据密集型计算提供并行数据处理。在所有集群计算机模型中，优点可包括与使用大型计算机相比降低功耗和速度所实现的成本效率提高、处理速度提高、网络基础设施改进以及升级和向系统添加附加部件的灵活性。

与集群应用相关的障碍之一是在集群计算中使用的用于安装处理器的设备的有限可用性而不妨碍上述优点。支架通常用于安装处理器。然而，当使用支架为集群应用安装处理器时，经常会遇到困难，包括过多的热量产生和对处理器上接口的有限访问。

集群中的大量部件故障与热量有关。因此，需要一种支架和集群安装配置，其减少与热相关的故障，以便提高集群的整体可靠性。

目前可用的支架水平地支撑各个处理器。在这样的布置中，处理器的主表面通常平行于安装表面，并且在集群配置中，每个处理器通常堆叠在彼此之上，每个处理器之间具有有限的空间。

这种布置加剧了过热的问题并且最小化了在没有复杂的冷却布置(例如使用高气流风扇、散热器甚至液体冷却)的情况下有效冷却处理器的能力。与通过使用风扇进行冷却相关的一个挑战是迫使热空气所到的附近空间可能被其他处理器或甚至其他处理器集群占用。相反，集群可以接收由附近集群的冷却风扇释放的热空气。这降低了冷却系统的整体效率，这通常不会实现集群周围的热量的净减少。因此，需要治疗过热引起的故障。

虽然存在用于支撑处理器的支架，但是这种支架可能难以支撑具有多个端口的处理器以用于与相关设备接口。例如，Raspberry Pi是一种低成本广泛使用的单板计算机，配置为接受多个输入，包括USB、MicroSD卡、显示串行接口、微型USB电源输入、HDMI、相机串行接口端口、复合视频和音频输出插孔、LAN端口、GPIO引脚等。现有的支架将处理器成对安装到单个支架上，通常屏蔽处理器的边缘，这使得难以访问位于处理器上的端口并与处理器连接其他硬件。

与上述堆叠的集群配置相结合的现有支架限制了用户对单个处理器的可访问性，并且还加剧了热引发故障的问题。例如，用户可能需要对集群中的故障单个处理器进行故障排除或替换。然而，在不破坏整个集群的情况下这可能是困难的或不可能的，因为目标处理器可以在其他处理器的密集区域中被支撑，或者可被固定到固定另一处理器的支架。如果未更换发生故障的处理器，则集群中的其他处理器可能会承受更大的负载并可能产生更多热量，从而导致更多系统故障。

因此，需要一种支架，其能够减少集群内的热引发故障的数量，同时促进集群配置，其中各个处理器的布置不会妨碍用户容易地访问目标处理器的能力。本公开旨在解决这些及其他挑战。