实施例旨在设计基于使用基于碳纳米管的非易失性存储器并消除硬盘驱动器和/或固态驱动器的支持光学服务器。所公开的支持光学的服务器包含多个刀片服务器，这些刀片服务器通过高速光学互连而不是基于铜的互连彼此连接。在一些实施例中，高速光学互连包括通过将包括在输入/输出互连模块内的电气夹层连接器与位于刀片服务器主板上的相应夹层插槽相匹配而生成的光学接口，以便光学接口提供光学路径，该光学路径用于转发使用多个波长的光(在多个刀片服务器和一个或多个外部设备之间)生成的光学信号。在一些实施例中，所公开的设计有利地提供了相比于一个常规光学刀锋服务器的100倍的速度优势，并相比于相同大小的标准DDR4同步动态随机存取存储器(SDRAM)存储器节省了3倍的能量。的能量。的能量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有基于碳纳米管的存储器的支持光学的服务器
[0001]相关申请交叉引用
[0002]本申请要求于2020年3月8日提交的美国临时申请号62/986,716的优先权，其通过引用整体并入本文。
[0003]本技术涉及高密度，高效率，支持光学(optically
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enabled)的服务器，以及其中包含的组件。具体而言，所公开的实施例在设计支持光学的刀片服务器(blade server)时使用碳纳米管(CNT)。
技术介绍
[0004]处理大量数据的业务通常需要更高的计算能力和存储器来组织和处理数据。此外，处理大量数据的业务使用可以被配置为执行特定的处理任务的高性能，低成本的计算模块。这些要求导致出现了与聚合和/或整合多个计算模块或刀片服务器相关的技术。刀片服务器是为特定数据处理任务(例如高密度数据存储)设计的独立(self
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contained)计算设备。通常，刀片服务器包括至少两个处理器和安装在单个印刷电路板(PCB)(通常称为主板)上的固态存储器。多个刀片服务器位于刀片机箱(enclosure)内。刀片机箱可包括电源，冷却风扇，电源连接，光学网络数据互连，以及与刀片服务器通信的外围I/O设备。在许多情况下，数据中心可以包括刀片服务器以及与其相关联的被放置在机架(rack)内的机箱。通过增加密度和减少每个机架中的缆线长度，数据中心可以容纳数百或数千台刀片服务器，称为超规模数据中心。然而，传统的刀片服务器面临着几个挑战。例如，刀片机箱向各个刀片提供的网络数据互连速度非常慢，无法提供满足当前业务需求所需的最佳高速光学数据速率。此外，刀片服务器中包含的高速易失性存储器消耗大量电力，这需要安装用于散热的冷却单元，从而增加了设备成本并降低了操作效率。
附图说明
[0005]附图说明了本文所述原理的多种实施例且是本说明书的一部分。所示实施例仅为示例，并不限制权利要求的范围。
[0006]图1显示了示例性刀片机箱的前视图，其中装填有各个光学刀片服务器。
[0007]图2显示了示例性刀片机箱的立体后视图，其中装填有风扇，电源，和光学互连模块。
[0008]图3显示了示例性光学刀片服务器的细节。
[0009]图4显示了示例性高速光学互连模块(ICM)的细节。
[0010]图5示出了包含在光学刀片服务器内的高速光学网络适配器模块的示例。
[0011]图6示出了基于非易失性CNT存储芯片内的碳纳米管存储单元的非易失性存储模块。
[0012]图7示出了支持光学的中间板(midplane)和位于图2所示机箱后部的ICM以及图1
所示机箱前部的光学刀片服务器之间的示例高速数据流。
[0013]图8示出了光学网络适配器模块内包含的示例夹层连接器(mezzanine connector)。
[0014]图9示出了光学网络适配器模块输入和输出与机箱内支持光学的中间板之间的示例互连。
具体实施方式
[0015]本技术的实施例旨在设计高密度，高效率，支持光学的服务器，及其中包含的组件。根据所公开的实施例，支持光学的服务器可以包括多个刀片服务器，该多个刀片服务器包括基于非易失性碳纳米管(CNT)的存储器模块，而不是传统的基于易失性硅的晶体管和电容动态随机存取存储器(DRAM)。用基于碳纳米管的非易失性存储器替代传统的基于易失性硅的存储器，与相同容量的标准DDR4同步动态随机存取存储器(SDRAM)相比，可节省至少3倍的能量。此外，微型CNT能够提高存储器的处理密度。例如，使用14nm光刻技术，可以获得存储容量在16千兆到128千兆之间的CNT存储芯片。高密度，高效率，支持光学的服务器(也称为光学服务器)包括高速输入和输出光学网络接口模块，用于向光学刀片服务器提供外部光学网络100Gbps或200Gbps光学数据流。
[0016]所公开的光学服务器还包括光学网络适配器模块，该光学网络适配器模块根据形状因子(form factor)进行设计，以装在光学刀片服务器(在本文中也可称为“刀片服务器”)的空间内，并通过与包含在容纳多个光学刀片服务器的机箱内的支持光学的中间板相接来提供光学网络连接。支持光学的中间板使光学刀片服务器能够直接连接(例如，为了便于东西第2层流量(east
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west Layer 2traffic))到光学服务器托架内的其他组件，以及位于其他服务器机架内的其他光学服务器。
[0017]在一些实施例中，光学网络适配器模块和支持光学的中间板之间的相接是基于在光学刀片服务器内使用夹层连接器插槽。此外，所公开的光学刀片服务器利用位于光学服务器后部的多个光学互连模块(ICM)在每个刀片服务器和外部设备/网络(例如光学交换机和/或高速网络)之间提供高速，无阻塞的光学连接。在一些实施例中，所公开的设计基于使用光学互连而不是基于铜的互连。这可以节省大量能量，提高性能，和增强安全性。
[0018]在一些实施例中，本文公开的设计消除了光学服务器内的硬盘驱动器和/或固态驱动器。有利地，通过消除硬盘驱动器和固态驱动器的使用，可以实现相对于一个现今最先进的刀片服务器的至少100倍速度优势。与传统设计相比，所公开的设计利用支持光学的中间板和/或支持光学的背板，其使支持光学的服务器能够直接连接到服务器托架内的其他设备，并向外连接在通过光学连接的服务器机架之间，以实现第2层东西数据流量。因此，与机架内单个服务器的机架式服务器不同，所公开的技术需要使用一组模块化刀片服务器，这些模块化刀片服务器彼此协同工作并被容纳在一个托架/机箱内。
[0019]在一个方面，所公开的高速光学刀片服务器设计可以在主板上创建附加空间，以增加气流和进行冷却。在一个方面，所公开的高速光学服务器设计可被配置为在低于或等于80℃的环境温度下操作。在一个方面，所公开的使用基于CNT的存储器的高速光学服务器设计由于CNT不受电离辐射的影响而不受此类辐射的影响。
[0020]除非上下文另有明确规定，本文中使用的单数形式“一个(a)”，“一个(an)”，和“所
述(the)”包括复数含义。除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有如本领域普通技术人员通常理解的相同含义。本文中提及的所有出版物均通过引用并入本文中。本文中列举的所有尺寸仅作为示例，本专利技术不限于具有下文中列举的特定尺寸或大小的结构。
[0021]术语“服务器”是指为其他程序或设备提供功能的任何设备和计算机程序的名称。这种架构通常被称为客户机
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服务器模型，它提供了单个跨多个进程或设备分布的整体计算。服务器可以提供多种功能，通常被称为“服务”，例如在多个用户之间共享数据或资源，或为客户机执行计算。一台服务器可以为多个客户机服务，一台客户机可以使用多台服务器。客户机进程可以在同一设备上运行，也可以通过网络连接到不同设备上的服务器。服务器的示例包括但不限于：应用服务器，协同服务器，数据库服务器，边缘服务器，文件服务器，FTP服本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种高密度高速光学服务器，包括：壳体，该壳体包围多个刀片服务器，每个刀片服务器包括多个基于碳纳米管(CNT)的非易失性存储器模块，该非易失性存储器模块被配置为免除软错误，从而消除刷新，重新启动(reboot)，检查点，和重启(restart)操作，其中所述基于CNT的非易失性存储器模块的使用包括消除硬盘驱动器和/或固态驱动器的使用；和多个输入/输出互连模块(ICM)，为每个刀片服务器提供光学输入和输出并位于所述壳体的后部，被配置为提供在所述多个刀片服务器和一个或多个外部设备之间转发光学信号的光学路径，所述光学信号使用多波长光生成，其中所述多个刀片服务器中的刀片服务器经由光学接口连接到所述多个ICM中的至少一对，该光学接口是通过将包含在光学网络适配器模块内的电气夹层连接器与位于所述刀片服务器的主板上的相应夹层插槽相匹配而生成的，使得所述光学接口提供用于转发所述光学信号的所述光学路径。2.根据权利要求1所述的光学服务器，还包括：所述光学网络适配器模块，用于基于由所述电气夹层连接器与所述相应夹层插槽的所述匹配而生成的光学接口使电信号能够转换为光学信号以进行高速光学数据通信，其中所述光学网络适配器模块具有允许将所述光学网络适配器模块放置在所述刀片服务器内的形状因子。3.根据权利要求1所述的光学服务器，其中所述多个ICM包括支持100Gbps或200Gbps数据速率的数据传输的一组端口。4.根据权利要求3所述的光学服务器，其中所述基于CNT的非易失性存储器模块符合服务器，台式机，和PC的IAW JEDEC DDR4或DDR5规范。5.根据权利要求3所述的光学服务器，其中所述多个ICM包括至少四(4)个ICM...
【专利技术属性】
技术研发人员：理查德，
申请(专利权)人：南泰若股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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