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特許7329090サーバとラックの液体インターフェース用の互換性のある協調設計
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-08
(45)【発行日】2023-08-17
(54)【発明の名称】サーバとラックの液体インターフェース用の互換性のある協調設計
(51)【国際特許分類】
G06F 1/20 20060101AFI20230809BHJP
G06F 1/16 20060101ALI20230809BHJP
【ＦＩ】
G06F1/20 C
G06F1/20 A
G06F1/16 312B
G06F1/16 313
【請求項の数】
20
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022038404
(22)【出願日】2022-03-11
(65)【公開番号】P2022071209
(43)【公開日】2022-05-13
【審査請求日】2022-03-11
(31)【優先権主張番号】17/207,082
(32)【優先日】2021-03-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】516357421
【氏名又は名称】バイドゥ ユーエスエイ エルエルシー
【氏名又は名称原語表記】Ｂａｉｄｕ ＵＳＡ ＬＬＣ
(74)【代理人】
【識別番号】100166006
【弁理士】
【氏名又は名称】泉 通博
(74)【代理人】
【識別番号】100154070
【弁理士】
【氏名又は名称】久恒 京範
(74)【代理人】
【識別番号】100153280
【弁理士】
【氏名又は名称】寺川 賢祐
(72)【発明者】
【氏名】ガオ、 ティアンユイ
【審査官】豊田 真弓
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１６０９３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１３６９４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０８３００３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２７０２６０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第１０１６４３７３（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】特開２０２２－０６２２４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－０６８３４０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｆ １／２０
Ｇ０６Ｆ １／１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
サーバの装置であって、第１の部材と第２の部材を備え、前記第１の部材は、
コネクタチャネルであって、前記コネクタチャネルに沿った２つの反対位置に２つの流体コネクタが前記第１の部材を貫通するようにガイドするように配置されるコネクタチャネルと、
それぞれ前記コネクタチャネルの２つの反対端の一方に位置し、前記２つの流体コネクタに互いに向かって内向きの力を印加するように配置される一対の弾性構造と、
を含み、
第２の部材は、前記第２の部材の全周を回って位置決めする複数の位置決め穴を有し、
前記第１の部材と前記第２の部材は、組み立てられ、前記２つの流体コネクタが前記一対の弾性構造により印加される前記内向きの力によって前記第２の部材の反対辺縁にある２つの前記位置決め穴に取り付けられることを可能にする場合に、前記第１の部材は前記第２の部材に対して回転軸線を回って回転することができる、
サーバの装置。
【請求項2】
前記第１の部材は、前記回転軸線を回って回転することができ、前記２つの流体コネクタの間の水平方向と垂直方向における相対距離を変更する、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記２つの流体コネクタは、前記サーバの液体冷却回路の入口流体コネクタと出口流体コネクタを含み、前記第２の部材の前記２つの位置決め穴内に取り付けられる前記入口流体コネクタと前記出口流体コネクタを、前記サーバを収納するラックの対応する入口流体コネクタと対応する出口流体コネクタに位置合わせする、請求項１に記載の装置。
【請求項4】
前記第２の部材は、前記第２の部材の垂直方向に横断する弾性層と、
それぞれ前記弾性層の反対側にあり、外力を印加して前記弾性層を圧縮することによって、前記第２の部材の水平方向における幅を変更する一対の位置決め部分と、
をさらに備える、
請求項１に記載の装置。
【請求項5】
前記弾性層が圧縮される場合、前記２つの流体コネクタに前記水平方向に互いに離れている外向きの力を印加し、前記弾性構造により印加される前記内向きの力に対抗する、請求項４に記載の装置。
【請求項6】
前記外力が前記一対の位置決め部分に印加されて前記２つの流体コネクタの間の前記水平方向における相対距離を変更し、前記第１の部材は前記回転軸線を回って回転して前記２つの流体コネクタの間の前記垂直方向における相対距離を変更する、請求項４に記載の装置。
【請求項7】
前記２つの流体コネクタは、前記サーバの液体冷却回路の入口流体コネクタと出口流体コネクタを含み、前記一対の位置決め部分は前記サーバを収納するラックに附設されて前記外力を印加することによって、前記入口流体コネクタと前記出口流体コネクタを前記ラックの対応する入口流体コネクタと対応する出口流体コネクタに自動的に位置合わせする、請求項４に記載の装置。
【請求項8】
前記第１の部材は前記サーバのサーバハウジングに附設され、前記第１の部材と前記第２の部材は、前記第２の部材を前記第１の部材と前記ラックとの間に位置決めするように組み立てられる、請求項７に記載の装置。
【請求項9】
前記第１の部材は、前記２つの流体コネクタが前記コネクタチャネルに垂直な配向を保持するように配置される一対の固定構造をさらに備える、請求項４に記載の装置。
【請求項10】
データセンターのサーバラックであって、冷却液体源から冷却液体を受け取るためのラック液体供給パイプライン、及び、暖かい液体を前記冷却液体源に戻すためのラック液体戻りパイプラインを有するラックマニホールドと、
それぞれ１つまたは複数の情報技術部材に関連する１つまたは複数のコールドプレートを含む複数のサーバハウジングと、
前記サーバハウジングのうちの１つと前記ラックマニホールドを相互接続するためのコネクタアダプタと、
を備え、
前記コネクタアダプタは、第１の部材と第２の部材を備え、
前記第１の部材は、
コネクタチャネルであって、前記コネクタチャネルに沿った２つの反対位置に前記サーバハウジングの前記情報技術部材の２つの流体コネクタが前記第１の部材を貫通するようにガイドするように配置されるコネクタチャネルと、
それぞれ前記コネクタチャネルの２つの反対端の一方に位置し、前記２つの流体コネクタに互いに向かって内向きの力を印加するように配置される一対の弾性構造と、
を含み、
前記第２の部材は、前記第２の部材の全周を回って位置決めする複数の位置決め穴を有し、
前記第１の部材と前記第２の部材は組み立てられ、前記２つの流体コネクタが前記一対の弾性構造により印加される前記内向きの力によって前記第２の部材の反対辺縁にある２つの前記位置決め穴に取り付けられることを可能する場合に、前記第１の部材は前記第２の部材に対して回転軸線を回って回転することができる、
データセンターのサーバラック。
【請求項11】
前記第１の部材は前記回転軸線を回って回転することができ、前記２つの流体コネクタの間の水平方向と垂直方向における相対距離を変更する、請求項１０に記載のサーバラック。
【請求項12】
前記２つの流体コネクタは、前記サーバハウジングの前記情報技術部材の液体冷却回路の入口流体コネクタと出口流体コネクタを含み、前記第２の部材の前記２つの位置決め穴内に取り付けられる前記入口流体コネクタと前記出口流体コネクタを、前記ラックマニホールドの前記ラック液体供給パイプラインの対応する入口流体コネクタと前記ラック液体戻りパイプラインの対応する出口流体コネクタに位置合わせする、請求項１０に記載のサーバラック。
【請求項13】
前記情報技術部材の前記入口流体コネクタと前記出口流体コネクタは、ブラインド嵌合接続を使用して前記ラックマニホールドの前記対応する入口流体コネクタと前記対応する出口流体コネクタに接続される、請求項１２に記載のサーバラック。
【請求項14】
前記第２の部材は、前記第２の部材の垂直方向に横断する弾性層と、
それぞれ前記弾性層の反対側にあり、外力を印加して前記弾性層を圧縮することによって、前記第２の部材の水平方向における幅を変更する一対の位置決め部分と、をさらに備える、
請求項１０に記載のサーバラック。
【請求項15】
前記弾性層が圧縮される場合、前記２つの流体コネクタに前記水平方向に互いに離れている外向きの力を印加し、前記弾性構造により印加される前記内向きの力に対抗する、請求項１４に記載のサーバラック。
【請求項16】
前記外力が前記一対の位置決め部分に印加されて前記２つの流体コネクタの間の前記水平方向における相対距離を変更し、前記第１の部材は前記回転軸線を回って回転して前記２つの流体コネクタの間の前記垂直方向における相対距離を変更する、請求項１４に記載のサーバラック。
【請求項17】
前記２つの流体コネクタは前記サーバハウジングの前記情報技術部材の液体冷却回路の入口流体コネクタと出口流体コネクタを含み、前記一対の位置決め部分は前記ラックマニホールドに附設されて前記外力を印加することによって、前記情報技術部材の前記入口流体コネクタと前記出口流体コネクタを前記ラックマニホールドの前記ラック液体供給パイプラインの対応する入口流体コネクタと前記ラック液体戻りパイプラインの対応する出口流体コネクタに自動的に位置合わせする、請求項１４に記載のサーバラック。
【請求項18】
前記第１の部材は前記サーバハウジングに附設され、前記第１の部材と前記第２の部材は、前記第２の部材を前記第１の部材とラックとの間に位置決めするように組み立てられる、請求項１７に記載のサーバラック。
【請求項19】
前記第１の部材は、前記２つの流体コネクタが前記コネクタチャネルに垂直な配向を保持するように配置される一対の固定構造をさらに備える、請求項１４に記載のサーバラック。
【請求項20】
サーバの液体冷却回路の２つの流体コネクタと前記サーバを収納するラックの２つの対応する流体コネクタを接続する方法であって、ハードウェアの第１の部材のコネクタチャネルに沿った２つの反対位置に前記サーバの前記２つの流体コネクタを前記コネクタチャネルを貫通するようにガイドすることであって、前記コネクタチャネルは一対の弾性構造を有し、各弾性構造は前記コネクタチャネルの２つの反対端の一方に位置し、前記２つの流体コネクタに互いに向かって内向きの力を印加することと、
前記第１の部材を前記ハードウェアの第２の部材に附設することであって、前記第２の部材は前記第２の部材の全周を回って位置決めする複数の位置決め穴、及び前記第２の部材の弾性層の垂直方向に横断し、前記弾性層を圧縮して前記第２の部材の水平方向における幅を変更するための一対の位置決め部分を備えることと、
前記第２の部材に対して回転軸線を回って前記第１の部材を回転し、前記一対の弾性構造により印加される前記内向きの力を使用して前記サーバの前記２つの流体コネクタを前記第２の部材の反対辺縁にある２つの前記位置決め穴内に取り付けることによって、前記サーバの前記２つの流体コネクタの間の前記垂直方向における相対距離を調整し、前記ラックの前記２つの対応する流体コネクタの間の前記垂直方向における相対距離にマッチするようにすることと、
前記一対の位置決め部分を前記ラックに附設して前記弾性層を圧縮することによって、前記サーバの前記２つの流体コネクタの前記水平方向における相対距離を自動的に調整し、前記ラックの前記２つの対応する流体コネクタの前記水平方向における相対距離にマッチするようにすることと、
ブラインド嵌合接続を使用して前記サーバの前記２つの流体コネクタを前記ラックの前記２つの対応する流体コネクタに接続することと、を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、一般的に、サーバとデータセンター冷却に関する。より具体的に、本発明の実施形態はサーバとラックを接続して液体冷却アプリケーションに使用される流体を輸送と分配するためのブラインド嵌合設計に関する。
【背景技術】
【0002】
冷却は、コンピュータシステムとデータセンター設計における重要な考慮要素である。サーバにパッケージされている高性能プロセッサなどの高性能電子部品の数は着実に増加しており、サーバの通常の動作中に発生及び発散される熱を増加する。データセンターで使用されるサーバの操作時の環境が時間の経過とともに温度が上昇するのを許可すると、データセンターで使用されるサーバの信頼性が低下する。適切な熱環境を維持することは、データセンター内のこれらのサーバの通常の動作及びサーバ性能と耐用年数の最大化に対して非常に重要である。特にこれらの高性能サーバを冷却する場合、より効果的で効率的な冷却解決手段を必要とする。
【0003】
サーバと中央処理ユニット（ＣＰＵ）、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）などの他の高性能電子部品は、通常、高度に集積されたチップ、ボードまたはアセンブリのクラスターに緊密にパッケージされ、これらの高度に集積されたチップ、ボードまたはアセンブリのクラスターはラックに収納され、非常に高い熱密度を生成する。流体を輸送と分配してサーバから生成された熱を帯び去る液体冷却アプリケーションは、ブラインド嵌合コネクタを使用してサーバとラックとの間の流体チャネルを相互接続する。ラック上の流体分配チャネル（ラック側流体マニホールドとも呼ばれる）は様々なレイアウト（例えば位置、間隔）を有するコネクタにより構築されてもよく、サーバ上のコネクタに接続される。ラックは入口コネクタと出口コネクタの様々な配置または配布をさらに有してもよく、入口コネクタは冷却液をサーバに輸送し、出口コネクタはサーバから暖かい液体を受け取り、様々な配置または配布は例えば平行配置または千鳥配置である。ラックとサーバとの間の流体接続の相互操作性と信頼性はサーバとデータセンターの正確な流体システム集積と操作に対して非常に重要である。従来の接続設計は通常、固定タイプのサーバに対してカスタマイズされ、これは、異なる流体マニホールド配置を有するサーバとラックとの間の相互操作性が低下し、コストが増加し、潜在的なアプリケーションの多様性が減少し、これはラックとサーバのベンダー、サプライヤー、インテグレーター及びエンドユーザーに対して不利である。接続の信頼性は非常に重要であるのは、ブラインド嵌合流体接続技術の本質のため、これは漏れの可能性が最も高い接合部であり、手動操作や設計エラーによる故障や失効を防止するための鍵でもある。
【0004】
いくつかの使用シーンでは、ラックとサーバとの間の流体接続を動的に変更する必要がある場合がある。ラック側流体マニホールドはほとんど固定設計であるため、サーバ側コネクタとラック側コネクタの正確な嵌合をガイドするための設計の柔軟性もサーバをすべてのラックに取り付けて性能を向上させることができるのを確保する重要な考慮要素である。
【発明の概要】
【0005】
本開示の一態様はサーバ装置に関し、第１の部材と第２の部材を備え、前記第１の部材は、コネクタチャネルであって、コネクタチャネルに沿った２つの反対位置に２つの流体コネクタが第１の部材を貫通するようにガイドするように配置されるコネクタチャネルと、それぞれコネクタチャネルの２つの反対端の一方に位置し、２つの流体コネクタに互いに向かって内向きの力を印加するように配置される１対の弾性構造と、を含み、第２の部材は、第２の部材の全周を回って位置決めする複数の位置決め穴を有し、第１の部材と第２の部材が組み立てられて、２つの流体コネクタが１対の弾性構造により印加される内向きの力で第２の部材の反対辺縁にある２つの位置決め穴内に取り付けられることを可能にする場合、第１の部材は第２の部材に対して回転軸線を回って回転することができる。
【0006】
本開示の他の態様はデータセンターのサーバラックに関し、冷却液体源から冷却液体を受け取るためのラック液体供給パイプラインと暖かい液体を冷却液体源に戻すためのラック液体戻りパイプラインを有するラックマニホールドと、それぞれ１つまたは複数の情報技術部材に関連する１つまたは複数のコールドプレートを含む複数のサーバハウジングと、サーバハウジングのうちの１つとラックマニホールドを相互接続するためのコネクタアダプタと、を備え、コネクタアダプタは、第１の部材と第２の部材を備え、前記第１の部材は、コネクタチャネルであって、コネクタチャネルに沿った２つの反対位置にサーバハウジングの情報技術部材の２つの流体コネクタが第１の部材を貫通するようにガイドするように配置されるコネクタチャネルと、それぞれコネクタチャネルの２つの反対端の一方に位置し、２つの流体コネクタに互いに向かって内向きの力を印加するように配置される１対の弾性構造と、を含み、前記第２の部材は、第２の部材の全周を回って位置決めする複数の位置決め穴を有し、第１の部材と第２の部材が組み立てられて、２つの流体コネクタが１対の弾性構造により印加される内向きの力で第２の部材の反対辺縁にある２つの位置決め穴内に取り付けられることを可能にする場合、第１の部材は第２の部材に対して回転軸線を回って回転することができる。
【0007】
本開示の他の態様はサーバの液体冷却回路を接続する２つの流体コネクタとサーバを収納するラックの２つの対応する流体コネクタを接続する方法に関し、ハードウェアの第１の部材のコネクタチャネルに沿った２つの反対位置にサーバの２つの流体コネクタがコネクタチャネルを貫通するようにガイドすることであって、コネクタチャネルは１対の弾性構造を有し、各弾性構造はコネクタチャネルの２つの反対端の一方に位置し、２つの流体コネクタに互いに向かって内向きの力を印加することと、第１の部材をハードウェアの第２の部材に附設することであって、第２の部材は、第２の部材の全周を回って位置決めする複数の位置決め穴と、第２の部材の弾性層の垂直方向に横断し、弾性層を圧縮して第２の部材が水平方向における幅を変更するための１対の位置決め部分と、を備えることと、第２の部材に対して回転軸線を回って第１の部材を回転させ、１対の弾性構造により印加される内向きの力でサーバの２つの流体コネクタを第２の部材の反対辺縁にある２つの位置決め穴内に取り付けることにより、サーバの２つの流体コネクタ間の垂直方向における相対距離を調整して、ラックの２つの対応する流体コネクタ間の垂直方向における相対距離にマッチするようにすることと、１対の位置決め部分をラックに附設して弾性層を圧縮することにより、サーバの２つの流体コネクタの水平方向における相対距離を自動的に調整して、ラックの２つの対応する流体コネクタの水平方向における相対距離にマッチするようにすることと、ブラインド嵌合接続を使用してサーバの２つの流体コネクタをラックの２つの対応する流体コネクタに接続することと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【0008】
本発明の実施形態は、制限ではなく、添付の図面の図に例示として示され、同じ図面符号は同様の構成要素を示す。
【図1】一実施形態によるデータセンター施設の例を示すブロック図である。
【図2】一実施形態による電子ラックの例を示すブロック図である。
【図3】一実施形態によるコールドプレート配置の例を示すブロック図である。
【図4】一実施形態によるサーバの流体コネクタとラックの流体コネクタとの間の相互接続のための第１のハードウェア設計の例を示し、サーバのコネクタの水平反対位置を調整することを可能にしてラックのコネクタにマッチする。
【図5】一実施形態によるサーバの流体コネクタとラックの流体コネクタとの間の相互接続のための第１のハードウェア設計の例を示し、サーバのコネクタの垂直反対位置を調整することを可能にしてラックのコネクタにマッチする。
【図6】一実施形態によるサーバハウジングに統合されてサーバの流体コネクタとラックの流体コネクタを相互接続する第１のハードウェア設計の例を示し、サーバのコネクタの位置を調整することを可能にしてラックのコネクタにマッチする。
【図7】一実施形態による統合された弾性層を有する第２のハードウェア設計の例を示し、弾性層は水平方向に沿って拡張可能であり、千鳥接続の配置ではサーバの流体コネクタとラックの流体コネクタを相互接続する。
【図8】一実施形態による統合された弾性層を有する第２のハードウェア構造の例を示し、弾性層は水平方向に沿って拡張可能であり、平行接続の配置ではサーバの流体コネクタとラックの流体コネクタを相互接続する。
【図9】一実施形態による第２のハードウェア構造を使用するラックの流体コネクタとサーバの流体コネクタとの間の接続の上面図の例を示し、第２のハードウェア構造は水平方向に沿って拡張可能な統合された弾性層を有し、サーバのコネクタの位置を調整することを可能にしてラックのコネクタにマッチする。
【図10】一実施形態によるラックマニホールドと第２のハードウェア構造の例を示し、第２のハードウェア設計は部分ＩＩと部分Ｉを含み、部分ＩＩは水平方向に沿って拡張可能な統合された弾性層を有し、部分Ｉはサーバに統合され、次に、第２のハードウェア設計の２つの部分を組み立ててラックマニホールドと第２のハードウェア設計を統合し、サーバの流体コネクタをラックマニホールドの流体コネクタに接続する。
【図11】一実施形態によるラックマニホールドと第２のハードウェア設計の統合されたアセンブリの例を示し、第２のハードウェア設計は統合された弾性層を有する部分ＩＩを含み、統合された弾性層は水平方向に沿って拡張可能である。
【図12】一実施形態によるラックマニホールドと第２のハードウェア設計の完全に統合されたアセンブリの斜視図の例を示し、第２のハードウェア設計は第１のボードと統合された弾性層を有する第２のボードを含み、弾性層は水平方向に沿って拡張可能であり、サーバの流体コネクタをラックマニホールドの流体コネクタにマッチして接続する。
【図13A】一実施形態によるラックマニホールドと統合された弾性層を有する第２のハードウェア設計の完全に統合されたアセンブリの上面図の例を示し、弾性層は水平方向に沿って拡張可能であり、コネクタが平行配置にある時にサーバの流体コネクタをラックマニホールドの流体コネクタにマッチして接続する。
【図13B】一実施形態によるラックマニホールドと統合された弾性層を有する第２のハードウェア設計の完全に統合されたアセンブリの上面図の例を示し、弾性層は水平方向に沿って拡張可能であり、コネクタが千鳥配置にある時にサーバの流体コネクタをラックマニホールドの流体コネクタにマッチして接続する。
【図13C】一実施形態によるラックマニホールドと統合された弾性層を有する第２のハードウェア設計の完全に統合されたアセンブリの上面図の例を示し、弾性層は水平方向に沿って拡張可能であり、コネクタが反対方向配置にある時にサーバの流体コネクタをラックマニホールドの流体コネクタにマッチして接続する。
【図14】図１４Ａは、一実施形態によるラックマニホールドと統合された弾性層を有する第２のハードウェア設計の完全に統合されたアセンブリをラック後面から見た図の例を示し、統合された弾性層は水平方向に沿って拡張可能であり、コネクタが図１３Ａに対応する平行配置にある時にサーバの流体コネクタをラックマニホールドの流体コネクタにマッチして接続する。図１４Ｂは、一実施形態によるラックマニホールドと統合された弾性層を有する第２のハードウェア設計の完全に統合されたアセンブリをラック後面から見た図の例を示し、統合された弾性層は水平方向に沿って拡張可能であり、コネクタが図１３Ｂに対応する千鳥配置にある時にサーバの流体コネクタをラックマニホールドの流体コネクタにマッチして接続する。図１４Ｃは、一実施形態によるラックマニホールドと統合された弾性層を有する第２のハードウェア設計の完全に統合されたアセンブリをラック後面から見た図の例を示し、統合された弾性層は水平方向に沿って拡張可能であり、コネクタが図１３Ｃに対応する反対方向配置にある時にサーバの流体コネクタをラックマニホールドの流体コネクタにマッチして接続する。
【図15】第２のハードウェア設計を使用してサーバの２つの流体コネクタとラックの２つの対応する流体コネクタを位置合わせするための方法１５００の例を示すフローチャートであり、ラックは統合された弾性層を有する第２のハードウェア設計を使用してサーバを収納し、統合された弾性層は、ブラインド嵌合接続を使用してサーバの２つの流体コネクタとラックの２つの対応する流体コネクタを接続する前に水平方向に沿って拡張可能である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の様々な実施形態及び側面は、以下で論じられる詳細を参照して説明され、添付の図面は、様々な実施形態を例示する。以下の説明および図面は、本発明を説明するものであり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。本発明の様々な実施形態の完全な理解を提供するために、数多くの具体的な詳細が説明される。しかしながら、場合によっては、本発明の実施形態の簡潔な議論を提供するために、周知のまたは従来の詳細は記載されていない。
【0010】
明細書で言及される「一つの実施形態」または「実施形態」とは、該実施形態を組み合わせて説明する特定の特徴、構造または特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることができることを意味する。明細書内の様々な場所に現れる「一つの実施形態において」という句は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指すとは限らない。
【0011】
サーバ上の流体コネクタとサーバを収納するラック上の流体コネクタを相互接続してサーバを冷却する流体を輸送及び戻す設計を開示している。サーバは入口コネクタと出口コネクタを備えてもよく、入口コネクタはラック上の供給コネクタから冷却液体を受け取り冷却液体をサーバに分配し、出口コネクタは加熱された液体を排出してラック上のコネクタに戻して、サーバから熱を取り去るようにする。開示された設計は、ハードウェアを提供してサーバのコネクタをガイド、調整及び位置決めし、ラックのコネクタに正確に嵌合することにより、異なる流体分配アーキテクチャを有するサーバと異なる流体マニホールド配置を有するラックの相互操作性をサポートする。該設計は、コネクタ間に信頼性の高い安定したブラインド嵌合流体接続を提供するために使用でき、液体冷却システムの柔軟性、効率及び保守性を向上させ、コストを削減し、高熱密度を有するデータセンターの需要を満たすようにする。
【0012】
一態様では、設計は２つのボードを含み、この２つのボードの両方はブラインド嵌合または手動でサーバの流体コネクタとラックの流体コネクタを容易に接続するために使用できる。第１のボードはコネクタチャネルを有してサーバのコネクタが第１のボードを貫通するようにガイドする。コネクタチャネルは１つの次元に沿ってサーバのコネクタに一連の可能な位置を提供し、且つサーバのコネクタの間の水平距離を調整することを可能にし、ラックのコネクタの間の水平距離に位置合わせするようにする。コネクタチャネルの２つの端部はそれぞれ弾性構造を有し、サーバのコネクタをコネクタチャネルの中央に押す力を印加する。第２のボードはその全周を回る複数の位置決め穴または位置決め溝を有し、サーバのコネクタはコネクタチャネルの弾性構造により印加された力で位置決め穴または位置決め溝内に取り付けられてもよい。位置決め穴は、複数の可能な値でサーバのコネクタの間の垂直距離を調整することを可能にし、ラックのコネクタの間の垂直距離に位置合わせするようにする。第１のボードは第２のボードに附設されて、回転軸線を回って回転することができ、サーバのコネクタの間の水平と垂直距離を共同で調整し、それにより、コネクタの嵌合時にサーバのコネクタとラックのコネクタの位置を柔軟且つ確実に位置合わせすることができる。異なるサイズと異なる位置決め穴位置を有する第２のボードを使用することによって、サーバのコネクタはラックのコネクタに位置合わせすることができ、異なる流体マニホールド配置に使用される。弾性構造によりコネクタチャネルの反対端から印加された力のバランスをとることができるため、サーバの２つのコネクタを組み立て、接合アセンブリの位置決め穴内にしっかりと取り付けられ、それにより、サーバのコネクタとラックのコネクタとの間の正確な位置合わせを確保する。
【0013】
一態様では、第２のボードは、サーバのコネクタの間の水平距離の範囲を広げるように、弾性層と統合されたガイド構造を有し、それによりラックのコネクタの間の水平距離に位置合わせする。弾性層は、第２のボードの幅を増加するように、その幅に水平方向に沿って拡張可能である。統合されたガイド構造に外力を印加しない場合、弾性層はその最大幅であり、第２のボードが対応的に最大幅を有するようにする。統合されたガイド構造に外力を印加して弾性層を圧縮する場合に、第２のボードの幅が対応的に小さくなる。弾性層の幅を変更することによって、第２のボードの位置決め穴内に取り付けられるサーバのコネクタの間の水平距離を調整することができる。圧縮された弾性層が第２のボードに外向きの力を印加し、第１のボードのコネクタチャネルの弾性構造により印加される内向きの力に相殺することにより、サーバのコネクタをしっかりと保持する。弾性層のガイド構造はラックマニホールドに挿入または附設されてもよく、サーバのコネクタの間の垂直と水平方向における相対距離を自動に調整し、それにより、サーバのコネクタに位置合わせする。
【0014】
図１は一実施形態によるデータセンターまたはデータセンターユニットの例を示すブロック図である。この例では、図１はデータセンターの少なくとも一部を示す上面図である。図１を参照し、一実施形態によれば、データセンターシステム１００は１つまたは複数の電子ラックの行１０１－１０２の情報技術（ＩＴ）部材、機器または計器を備え、情報技術（ＩＴ）部材、機器または計器は例えばネットワーク（例えば、インターネット）を介して様々なクライアントにデータサービスを提供するコンピューターサーバまたはコンピューティングノードである。該実施形態では、各行は、電子ラック１１０Ａ－１１０Ｎなどの電子ラックのアレイを含む。ただし、より多くまたはより少ない電子ラックの行を実現できる。通常、行１０１－１０２を平行に位置合わせ、その前端が互いに向き合い、後端が互いに反対するため、それらの間に通路１０３を形成し、管理者がそれらの中を歩くことを可能にする。ただし、その他の配置または配布を使用してもよい。例えば、２行の電子ラックは互いに背中合わせにすることができ、それらの間に通路を形成することなく、それらの前端が互いに反対を向いている。電子ラックの後端は室内冷却液体マニホールドに連結されてもよい。
【0015】
一実施形態では、電子ラック（例えば、電子ラック１１０Ａ－１１０Ｎ）のうちのそれぞれはケースを備え、その中で動作するスタックに配布された複数のＩＴ部材を収納する。電子ラックは、冷却液体マニホールド、複数のサーバスロット（例えば、同じまたは類似のフォームファクタを配置した標準キャビネット（ｓｈｅｌｆ）またはハウジング（ｃｈａｓｉｓ））、及びサーバスロット内に挿入してサーバスロットから取り外し可能な複数のサーバハウジング（サーバブレードまたはサーバキャビネット）を備える。各サーバハウジングは、１つまたは複数のプロセッサ、メモリ及び／又は永久記憶機器（例えば、ハードディスク）を有するコンピューティングノードを表し、コンピューティングノードはその中で動作する１つまたは複数のサーバを含むことができる。プロセッサのうちの少なくとも１つは液体コールドプレート（コールドプレートアセンブリとも呼ばれる）に附設して冷却液体を受け取る。なお、空気供給システム１３５と１つまたは複数の選択可能な冷却ファンはサーバハウジングに関連し、その中に含まれたコンピューティングノードに空気冷却を提供する。注意すべきこととして、冷却システム１２０はデータセンターシステム１００などの複数のデータセンターシステムに連結されてもよい。一実施形態では、各サーバハウジングのサーバ液体入口コネクタとサーバ液体出口コネクタは冷却液体マニホールドのラック液体入口コネクタとラック液体出口コネクタに接続されてもよく、冷却液体マニホールドはデータセンターの液体供給／戻りパイプライン１３２／１３１に連結される。
【0016】
図２は一実施形態による電子ラックを示すブロック図である。電子ラック２００は、図１に示すような任意の電子ラック、例えば電子ラック１１０Ａ－１１０Ｎを表すことができる。図２を参照し、一実施形態によれば、電子ラック２００はＣＤＵ２０１、ラック管理ユニット（ＲＭＵ）２０２及び１つまたは複数のサーバハウジング２０３Ａ－２０３Ｅ（サーバハウジング２０３と総称）を備えるが、これらに制限されない。サーバハウジング２０３はそれぞれ電子ラック２００の前端２０４または後端２０５からサーバスロット（例えば、標準キャビネット）のアレイに挿入可能である。注意すべきこととして、ここで５つのサーバハウジング２０３Ａ－２０３Ｅを示したが、電子ラック２００内でより多くまたはより少ないサーバハウジングを維持することができる。さらに注意すべきこととして、ＣＤＵ２０１、ＲＭＵ２０２及び／又はサーバハウジング２０３の特定の位置は説明の目的のみで示され、ＣＤＵ２０１、ＲＭＵ２０２及び／又はサーバハウジング２０３の他の配布または配置を実現することもできる。一実施形態では、電子ラック２００は環境に開放するか、または部分的にラック容器により収納することができ、冷却ファンは前端から後端への気流を生成してもよい。
【0017】
なお、サーバハウジング２０３のうちの少なくとも一部に対して、選択可能なファンモジュール（図示せず）はサーバハウジングに関連する。ファンモジュールのうちのそれぞれは１つまたは複数の冷却ファンを含む。ファンモジュールはサーバハウジング２０３の後端または電子ラックに取り付けられてもよく、前端２０４から流れ、進んで、サーバハウジング２０３を通過すう空気空間を通過し、電子ラック２００の後端２０５で出る気流を生成する。
【0018】
一実施形態では、ＣＤＵ２０１は主に熱交換器２１１、液体ポンプ２１２、ポンプコントローラ（図示せず）、及び液体リザーバー、電源、監視センサーなどのいくつかの部材を含む。熱交換器２１１は液体から液体までの熱交換器であってもよい。熱交換器２１１は、入口ポートと出口ポートを有する第１の回路を含み、入口ポートと出口ポートは外部液体供給／戻りパイプライン１３１－１３２に連結されて主回路を形成する第１の対の液体コネクタを有する。外部液体供給／戻りパイプライン１３１－１３２に連結されるコネクタは電子ラック２００の後端２０５に設置または取り付けられてもよい。液体供給／戻りパイプライン１３１－１３２は、室内液体供給／戻りパイプラインとも呼ばれ、以上のように冷却システム１２０に連結されてもよい。
【0019】
なお、熱交換器２１１は２つのポートを有する第２の回路を更に含み、この２つのポートは液体マニホールド２２５（ラックマニホールドとも呼ばれる）に連結されて二次回路を形成する第２の対の液体コネクタを有し、供給マニホールド（ラック液体供給パイプラインまたはラック供給マニホールドとも呼ばれる）と戻りマニホールド（ラック液体戻りパイプラインまたはラック戻りマニホールドとも呼ばれる）を含むことができ、供給マニホールドは冷却液体をサーバハウジング２０３に供給し、戻りマニホールドは暖かい液体をＣＤＵ２０１に戻す。注意することとして、ＣＤＵ２０１は、市場で購買可能であるか、またはカスタマイズされた任意のタイプのＣＤＵであってもよい。従って、本明細書ではＣＤＵ２０１の詳細を説明しない。
【0020】
サーバハウジング２０３のそれぞれは１つまたは複数のＩＴ部材（例えば、中央処理ユニットまたはＣＰＵ、汎用／グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、メモリ及び／又は記憶機器）を含んでもよい。各ＩＴ部材はデータ処理タスクを実行でき、ＩＴ部材は、記憶機器内に取り付けられ、メモリにロードされて且つ１つまたは複数のプロセッサにより稼働させてデータ処理タスクを実行するソフトウェアを含むことができる。サーバハウジング２０３は１つまたは複数のコンピューティングサーバ（コンピューティングノードとも呼ばれ、例えばＣＰＵサーバとＧＰＵサーバである）に連結されるホストサーバ（ホストノードと呼ばれる）を含むことができる。（１つまたは複数のＣＰＵを有する）ホストサーバは、通常、ネットワーク（例えば、インターネット）を介してクライアントにインターフェースして特定のサービスの要求を受信し、特定のサービスは、記憶サービス（例えば、バックアップ及び／又は復元などのクラウドベースの記憶サービス）、ある動作を実行するアプリケーションの稼働（例えば、サービスソフトウェアまたはＳａａＳプラットフォームの一部としての画像処理、深度データ学習アルゴリズムまたはモデリングなど）である。該要求に応答して、ホストサーバはタスクをホストサーバにより管理された（１つまたは複数のＧＰＵを有する）コンピューティングノードまたはコンピューティングサーバのうちの１つまたは複数に分配する。コンピューティングサーバは実際のタスクを実行し、動作中に熱を生成する可能性がある。
【0021】
電子ラック２００は、サーバハウジング２０３とＣＤＵ２０１に供給される電気を提供と管理するように配置される選択可能なＲＭＵ２０２をさらに含んでもよい。ＲＭＵ２０２は電源ユニット（図示せず）に連結されてもよく、電源ユニットの消費電力を管理する。電源ユニットは必要な回路（例えば、交流（ＡＣ）から直流（ＤＣ）またはＤＣからＤＣへの電力変換器電池、変圧器またはレギュレーターなど）を含むことができ、電子ラック２００の他の部材に電気を供給する。
【0022】
一実施形態では、ＲＭＵ２０２は最適化モジュール２２１とラック管理コントローラ（ＲＭＣ）２２２を含む。ＲＭＣ２２２は、電子ラック２００内の様々な部材（例えばサーバハウジング２０３、ＣＤＵ２０１及びファンモジュール）の動作状態を監視するモニタを含んでもよい。具体的に、モニタは様々なセンサーから電子ラック２００の動作環境を示す動作データを受信する。例えば、モニタは、プロセッサ、冷却液及び気流の温度を示す動作データを受信でき、これらのデータは様々な温度センサーによってキャプチャ及び収集されてもよい。モニタはファンモジュールと液体ポンプ２１２によって生成された、それぞれの速度と比例するファン電力とポンプ電力を示すデータを受信することができる。これらの動作データはリアルタイム動作データと呼ばれる。注意すべきこととして、モニタはＲＭＵ２０２内の別個のモジュールとして実現されてもよい。
【0023】
動作データに基づいて、最適化モジュール２２１は所定の最適化関数または最適化モデルを使用して最適化を実行し、ファンモジュール用の１組の最適なファン速度と液体ポンプ２１２用の最適なポンプ速度を導き出し、液体ポンプ２１２とファンモジュールの総消費電力は最小化され、同時に、液体ポンプ２１２とファンモジュールの冷却ファンに関連する動作データがそれらのそれぞれの設計仕様にある。一旦最適なポンプ速度と最適なファン速度が決定されると、ＲＭＣ２２２は最適なポンプ速度とファン速度に基づいて液体ポンプ２１２とファンモジュールの冷却ファンを配置する。
【0024】
例として、最適なポンプ速度に基づいて、ＲＭＣ２２２がＣＤＵ２０１のポンプコントローラに通信して液体ポンプ２１２の速度を制御し、それにより、液体マニホールド２２５に供給されてサーバハウジング２０３に分配される一部の冷却液体の液体流速を制御する。同様に、最適なファン速度に基づいて、ＲＭＣ２２２がファンモジュールのうちのそれぞれと通信して、ファンモジュールの各冷却ファンの速度を制御し、それにより、ファンモジュールの気流速率を制御する。注意すべきこととして、ファンモジュールのそれぞれはその特定の最適なファン速度で別個に制御でき、異なるファンモジュール及び／又は同じファンモジュール内の異なる冷却ファンは異なる最適なファン速度を有することができる。
【0025】
注意することとして、図２に示されるラック配置は説明の目的のみで示され及び説明され、他の配置または配布を使用してもよい。例えば、ＣＤＵ２０１は可能なユニットであってもよい。サーバハウジング２０３のコールドプレートはラックマニホールドに連結されてもよく、ラックマニホールドはＣＤＵを使用せずに、液体供給／戻りパイプライン１３１－１３２に直接連結可能である。図示しないが、電源ユニットは電子ラック２００内に設置できる。電源ユニットはサーバハウジングと同じまたは同様な標準なハウジングとして実現されてもよく、電源ハウジングは、任意のサーバハウジング２０３の代わりに、任意の標準キャビネット内に挿入可能である。なお、電源ハウジングは、主電源が利用できない場合、サーバハウジング２０３に電池電力を提供するための電池バックアップユニット（ＢＢＵ）をさらに含んでもよい。ＢＢＵは１つまたは複数の電池パックを含んでもよく、各電池パックは１つまたは複数の電池セル、及び電池セルを充電及び放電するための必要な充電及び放電回路を含む。
【0026】
図３は一実施形態によるプロセッサコールドプレート配置を示すブロック図である。プロセッサ／コールドプレートアセンブリ３００は図２に示されるサーバハウジング２０３の任意のプロセッサ／コールドプレート構造を示すことができる。図３を参照し、プロセッサ３０１はプリント回路基ボード（ＰＣＢ）またはマザーボード３０２に取り付けられるプロセッサソケットに挿入され、プリント回路基ボード（ＰＣＢ）またはマザーボード３０２はデータ処理システムまたはサーバの他の電子部品または回路に連結される。プロセッサ３０１はそれに附設されるコールドプレート３０３を更に含み、コールドプレート３０３はラックマニホールドに連結され、ラックマニホールドは液体供給パイプライン１３２及び／又は液体戻りパイプライン１３１に連結される。プロセッサ３０１から生成された熱の一部は冷却液体を介してコールドプレート３０３によって除去される。熱の残りの部分は下方または上方の空気空間に入り、これは、冷却ファン３０４によって生成された気流によって除去できる。液体供給パイプライン１３２と液体戻りパイプライン１３１は流体コネクタと組み立てられてもよく、流体コネクタはラック上の対応するコネクタに接続するためのインターフェースである。コールドプレートアセンブリ３００または冷却モジュールはラックに統合される場合、及び流体再循環システムに接続される場合、本開示の設計解決手段はインターフェースの信頼性と安定性を向上させる。
【0027】
図４は一実施形態によるサーバの流体コネクタとラックの流体コネクタとの間の相互接続のための第１のハードウェア設計４００の例を示し、サーバのコネクタの水平反対位置を調整することを可能にしてラックのコネクタにマッチする。設計４００は部分Ｉ（４０１）と部分ＩＩ（４２１）の２つの部分を含み、それぞれ第１のボード４０１と第２のボード４２１とも呼ばれる。
【0028】
一態様では、第１のボード４０１は楕円形形状であってもよく、該楕円方形形状は第１のボード４０１の幅または長いサイズに沿うコネクタチャネル４０５を含む。サーバの一対のコネクタ４０７は第１のボード４０１に垂直な方向にコネクタチャネル４０５を通過するようにガイドされてもよい。この対のコネクタ４０７は入口コネクタと出口コネクタを含んでもよく、入口コネクタはラックの供給コネクタから冷却液体を受け取って冷却液体をサーバに分配し、出口コネクタは加熱された液体をラックの戻りコネクタに排出してサーバから生成された熱を帯び去る。この対のコネクタ４０７の間の相対距離はコネクタチャネル４０５に沿って調整可能であり、ラックの対応するコネクタの間の相対距離に位置合わせする。コネクタチャネル４０５の各端に弾性構造４０３を設計しており、弾性構造４０３は弾力を印加してコネクタ４０７を互いに押す。ラックのコネクタに接続される場合、弾力がコネクタ４０７に取り付け圧力を印加し、コネクタ４０７を第２のボード４２１に固定する。
【0029】
第２のボード４２１はその全周を回って設置する複数の位置決め穴４２３を有し、コネクタ４０７は弾性構造４０３により印加される取り付け圧力で位置決め穴４２３内に取り付け可能である。第１のボード４０１と第２のボード４２１は統合されたアセンブリまたは取り外し可能な配置に重なり合われまたは積み重ねられてもよい。第１のボード４０１は第２のボード４２１に対して回転軸線４３３を回って回転でき、コネクタ４０７を第２のボード４２１上の異なる位置決め穴４２３に取り付けることを可能にする。ハードウェア設計４００は取付フレーム４３１を使用してラックに附設する場合、位置決め穴４２３はラックのコネクタの可能な位置に対応できる。一態様では、第２のボード４２１及び対応する位置決め穴４２３の設計は決定されるか、またはラックマニホールドの仕様高さに関連する。一態様では、ラックのコネクタは図２の供給マニホールドと戻りマニホールドを含むラックマニホールド２２５であってもよい。
【0030】
第１のボード４０１に回転軸線４３３を回って回転させることによって、サーバのコネクタ４０７はラックの対応するコネクタの位置に位置合わせする位置決め穴４２３内に取り付け可能である。位置決め穴４２３とコネクタチャネル４０５との組み合わせはサーバのコネクタ４０７の間の水平距離と垂直距離の選択範囲を調整することを可能にし、ラックの流体マニホールド配置に柔軟にマッチする。図４は、ラックのコネクタが水平面に沿って平行配置で位置決めされる様子を示す。第１のボード４０１は回転してサーバのコネクタ４０７を水平面に沿うゼロ相対垂直距離である一対の位置決め穴４２３内に取り付け、ラックのコネクタに位置合わせする。サーバのコネクタ４０７の水平と垂直距離の調整範囲を拡張して異なるラックマニホールドに適応するために、異なるサイズと異なる位置を有する位置決め穴４２３の第２のボード４２１は第１のボード４０１に附設可能である。
【0031】
図５は一実施形態によるサーバの流体コネクタとラックの流体コネクタとの間の相互接続のための第１のハードウェア設計の例を示し、サーバのコネクタの垂直反対位置を調整することを可能にして、ラックのコネクタにマッチする。第１のハードウェア設計は図４の設計４００であってもよい。
【0032】
ラックの流体マニホールドは、ペアになるコネクタが相対的な垂直間隔を有する千鳥配置にすることができる。他のシーンでは、千鳥配置ではラックには２つのコネクタ（１つの供給と１つの戻り）のみが利用可能であり、ラック上のその他のコネクタはその他のサーバによって占用される。例えば、ラックの一対のコネクタは水平面と一定の角度で対角に延びることができる。その結果、第１のボード４０１が回転してサーバのコネクタ４０７を対角面に沿う１対の位置決め穴４２３内に取り付け、それによりラックのコネクタに位置合わせする。位置決めされたコネクタ４０７は水平と垂直方向の両方に分離する。コネクタ４０７が水平面に沿って位置決めされる場合、コネクタ４０７の間の水平距離は図４と同様であってもよい。弾性構造４０３によりコネクタチャネル４０５の軸線に沿ってコネクタ４０７に当接して印加される内向きの取り付け圧力は、コネクタ４０７を一対の対角位置決め穴４２３内にしっかりと取り付けることを確保する。
【0033】
ラックのコネクタはより急な角度で対角に延びるか、またはラックの利用可能なコネクタがひいては垂直方向に互いにさらに離れている場合、第１のボード４０１をさらに回転させて、サーバのコネクタ４０７を水平面からさらに離れた一対の位置決め穴４２３内に取り付けることができ、ラックのコネクタに位置合わせする。コネクタ４０７の間の水平距離と垂直距離の両方は、コネクタ４０７が取り付けられているラックの流体マニホールド配置に柔軟に位置合わせする一対の位置決め穴４２３に応じて変化できる。
【0034】
図６は一実施形態によるサーバハウジングに統合されてサーバの流体コネクタとラックの流体コネクタを相互接続する第１のハードウェア設計の例であり、サーバのコネクタの位置を調整することを可能にしてラックのコネクタにマッチする。
【0035】
一態様では、該設計は第１のボード４０１の後面に組み立てられる第２のボード４２１の統合されたアセンブリを含んでもよい。一態様では、該設計は、異なる配置の第２のボード４２１を後部の第１のボード４０１に附設することを可能にする取り外し可能な配置を含んでもよい。第１のボード４０１と第２のボード４２１のアセンブリは取付フレーム４３１を使用して組み付けフレーム６０１に取り付けられる。組み付けフレーム６０１はサーバのハウジング（図示せず）に取り付けられる。コネクタ４０７はサーバ液体入口コネクタとサーバ液体出口コネクタを含んでもよく、それぞれフレキシブルホースに連結されて冷却液体をサーバに分配してサーバから加熱された液体を戻す。コネクタ４０７は、第１のボード４０１のコネクタチャネル４０５を通過して第２のボード４２１の位置決め穴（図示せず）内に取り付けられるようにガイドされ、ラックの流体マニホールド配置のコネクタに位置合わせし、それによりラックとの接続を実現する。
【0036】
図７は一実施形態による統合された弾性層を有する第２のハードウェア設計７００の例を示し、該弾性層は水平方向に沿って拡張可能であり、千鳥接続配置ではサーバの流体コネクタとラックの流体コネクタとの間に相互接続するように使用される。ハードウェア設計７００は部分Ｉ（４０１）と部分ＩＩ（７２１）の２つの部分を含み、それぞれ第１のボード４０１と第２のボード７２１と呼ばれる。一態様では、第１のボード４０１と第２のボード７２１は接合、附設または組み立てられ、ハードウェア設計７００の分離したユニットを形成することができ、統合されたアセンブリとして構造されない。２つのボードは互いに取り外し可能であり、第１のボード４０１と第２のボード７２１を組み立てる異なる組み合わせの柔軟性を提供する。一態様では、第２のボード７２１は第１のボード４０１の前部に附設可能である。第１のボード４０１は図４～図６と同様な特徴を持つことができる。簡潔にするために、第１のボード４０１の詳細な構造と操作を省略する。
【0037】
第２のボード７２１は、その全周を回る複数の位置決め穴７２３を有し、図４～図６の第２のボード４２１である。なお、第２のボード７２１は２つの剛性側に挟まれて垂直または縦方向に第２のボード７２１を貫通する中間弾性層７２５を有する。弾性層７２５は、内部弾性構造を有するように設計され、外向きの力が発生し、それにより、水平または横方向に第２のボード７２１の幅を拡張する。２つの位置決め部分７２７は第２のボード７２１から突出可能であり、そのうちの１つ位置決め部分は弾性層７２５の各側にある。位置決め部分７２７（ガイド構造とも呼ばれる）は弾性層７２５を圧縮して、弾性層７２５の幅を変更し、第２のボード７２１の幅を対応的に変更するために使用され、それにより、サーバのコネクタ４０７の間の水平距離を調整してラックのコネクタの間の水平距離に位置合わせするときにより大きな柔軟性を提供する。例えば、位置決め部分７２７に印加される外力がない場合、弾性層７２５と対応する第２のボード７２１は水平方向にその最大幅に拡張可能である。完全に拡張された第２のボード７２１からの水平外向きの力と弾性構造４０３により第１のボード４０１のコネクタチャネルの軸線に沿って印加される内向きの力によってサーバのコネクタ４０７を位置決め穴７２３内にしっかりと取り付ける。
【0038】
外力を印加して位置決め部分７２７を互いに近づける場合、または位置決め部分７２７の相対距離が弾性層７２５の完全に拡張された幅より小さくするように設定される場合、弾性層７２５は圧縮され、且つ第２のボード７２１の幅は対応的に小さくなる。弾性層７２５の幅を変更することによって、サーバのコネクタ４０７の間の水平距離は第２のボード７２１の幅の変更により調整されてもよい。同様に、圧縮された弾性層７２５はコネクタ４０７に水平外向きの力を印加し、弾性構造４０３が第１のボード４０１のコネクタチャネルの軸線に沿って印加される内向きの力に相殺し、それにより、コネクタ４０７を位置決め穴７２３内にしっかりと保持する。一態様では、第２のボード７２１の幅は、位置決め部分７２７をラックマニホールドに挿入または附設することによってラックマニホールドのサイズに応じて決定されてもよい。このように、ラックの流体マニホールド配置に基づいてサーバのコネクタ４０７の間の水平方向における相対距離を自動的に調整し、ラックのコネクタに位置合わせすることができる。サーバのコネクタ４０７の間の垂直方向における相対距離は第２のボード７２１に対して第１のボード４０１を回転させることによって調整することができ、図４～図６と同様である。図７はサーバの千鳥接続配置にあるコネクタ４０７を示し、コネクタ４０７は垂直方向において相対距離がある。サーバのコネクタ４０７の水平と垂直距離の調整範囲を広げて異なるラックマニホールドに適応するために、異なる最大幅と内部弾性構造を有する弾性層７２５及び異なる位置の位置決め穴７２３の第２のボード７２１は第１のボード４０１に附設されてもよい。一実施形態では、異なるサイズを有するコネクタチャネル４０５の第１のボード４０１は第２のボード７２１に附設されることもでき、サーバのコネクタ４０７の間の水平距離または最大幅の調整範囲をさらに広げる。
【0039】
図８は一実施形態による統合された弾性層を有する第２のハードウェア設計の例を示し、該弾性層は水平方向に沿って拡張可能であり、平行接続配置ではサーバの流体コネクタとラックの流体コネクタとの間に相互接続される。
【0040】
第１のボード４０１を回転してサーバのコネクタ４０７を水平面に沿うゼロ相対垂直距離を有する一対の位置決め穴７２３内に取り付けることによって、ラックのコネクタに位置合わせする。位置決め部分７２７の相対距離が弾性層７２５を圧縮するように調整可能であり、それにより、第２のボード７２１の幅を変更し、コネクタ４０７の水平方向における相対距離を対応的に変更する。一態様では、位置決め部分７２７は三角形形状であってもよいため、位置決め部分７２７をラックマニホールド内に挿入するようにし、それにより、ラックの流体マニホールド配置に基づいてサーバのコネクタ４０７の間の水平方向における相対距離を自動的に調整し、ラックのコネクタに位置合わせする。一態様では、位置決め部分７２７は異なる形状とサイズにするように配置され、位置決め部分７２７を異なるラックマニホールドに挿入または附設し、及びサーバとラックとの間のコネクタを嵌合するようにする。一態様では、弾性層７２５、位置決め部分７２７、弾性層７２５を挟む２つの剛性側及び位置決め穴７２３は、第２のボード７２１の単一のアセンブリとして統合される。
【0041】
図９は一実施形態による第２のハードウェア設計を使用するラックの流体コネクタとサーバの流体コネクタの間の接続の上面図の例を示し、第２のハードウェア設計は水平方向に沿って拡張可能な統合された弾性層を有し、サーバのコネクタの位置を調整することを可能にし、ラックのコネクタにマッチする。
【0042】
サーバのコネクタ９０７はサーバ液体入口コネクタとサーバ液体出口コネクタを含むことができ、それぞれフレキシブルホースに接続され、冷却液体をサーバに分配し、サーバから加熱された液体を戻し、液体回路９１１の一部（一部のみを示す）とする。サーバコネクタ９０７は、第１のボード４０１のコネクタチャネル４０５を通過するようにガイドされる。第２のボード７２１はサーバコネクタ９０７の間に第１のボード４０１の前部に附設され、サーバコネクタ９０７が第２のボード７２１の位置決め穴７２３内に取り付けられる。一態様では、第１のボード４０１と第２のボード７２１のアセンブリは取付フレームを使用してサーバのハウジングに取り付けられてもよい。第１のボード４０１のコネクタチャネル４０５の各端にある弾性構造４０３はコネクタチャネル４０５の軸線に沿ってサーバコネクタ９０７に内向きの力を印加する。第２のボード７２１の弾性層７２５はサーバコネクタ９０７に水平外向きの力を印加する。内向きの力と相殺された外向きの力でサーバコネクタ９０７を位置決め穴７２３内にしっかりと保持する。なお、固定構造４０９は、サーバコネクタ９０７のそれぞれが第１のボード４０１のコネクタチャネル４０５に垂直な配向をロックと保持するために使用され、ラックコネクタ９０９と嵌合する際にサーバコネクタ９０７上の歪みを減少するようにする。
【0043】
ラックマニホールド９０１は供給側マニホールドと戻り側マニホールドを含み、供給側マニホールドはサーバ液体入口コネクタに嵌合してサーバに冷却液体を供給するラックコネクタ９０９（ラック入口コネクタとも呼ばれてもよい）を有し、戻り側マニホールドはサーバ液体出口コネクタに嵌合してサーバから加熱された液体を戻すラックコネクタ９０９（ラック出口コネクタとも呼ばれてもよい）を有する。供給側マニホールドと戻り側マニホールドは開口を介して分離する。第２のボード７２１の位置決め部分７２７はラックマニホールド９０１の開口を介して挿入され、弾性層７２５を圧縮することによって、サーバコネクタ９０７の間の水平方向における相対距離を変更し、ラックコネクタ９０９の間の水平方向における相対距離に揃えるようにする。ラックマニホールド９０１を貫通する異なるサイズの開口を介して位置決め部分７２７に挿入することによって、第２のボード７２１の幅を自動的に調整することができ、サーバコネクタ９０７とラックコネクタ９０９の正確な位置合わせを実現する。一態様では、位置決め部分７２７は三角形先端を有することができ、位置決め部分７２７をラックマニホールド９０１の開口に挿入するようにする。
【0044】
供給側マニホールドと戻り側マニホールドのラックコネクタ９０９は千鳥にすると、第１のボード４０１が第２のボード７２１に対して回転可能であり、垂直方向にサーバコネクタ９０７とラックコネクタ９０９に位置合わせする。位置合わせした後に、サーバコネクタ９０７とラックコネクタ９０９はブラインド嵌合接続を使用して嵌合することができ、サーバ用の液体回路９１１を完成する。第１のボード４０１及び弾性層７２５と位置決め部分７２７を有する第２のボード７２１のアセンブリは、可変流体分配アーキテクチャを有するサーバが自動的にサーバコネクタ９０７をラックコネクタ９０９に位置合わせすることによって異なる流体マニホールド配置を有するラックに統合されることを可能にし、それにより、サーバとラックとの間の互操作性を改善し、データセンター設計の柔軟性を増加し、信頼できるブラインド嵌合流体接続を提供する。
【0045】
図１０は一実施形態によるラックマニホールド９０１、第２のハードウェア設計の例を示し、第２のハードウェア設計は第２のボード７２１と第１のボード４０１を含み、第２のボード７２１は水平方向に沿って拡張可能な統合された弾性層７２５を有し、第１のボード４０１はサーバ１００１に統合され、次に、第２のハードウェア設計の２つのボードを組み立ててラックマニホールドと組み立てられた第２のハードウェア設計を統合し、サーバ１００１の流体コネクタをラックマニホールド９０１の流体コネクタに接続する。
【0046】
一態様では、第１のボード４０１は第１のボード４０１に附設される取付フレームを使用してサーバ１００１の組み付けフレームに取り付けられてもよい。組み付けフレームはサーバ１００１のハウジングに取り付けられてもよい。サーバ流体分配システムのサーバ入口コネクタ１００３とサーバ出口コネクタ１００５は第１のボード４０１のコネクタチャネルを通過するようにガイドされてもよい。一態様では、第２のボード７２１はラックサプライヤーにより開発及び提供された部材であってもよく、サプライヤーの様々な流体マニホールド配置を有するラックと互換性があるようにする。一態様では、第２のボード７２１はサーバサプライヤーにより開発されてもよく、且つ第１のボード４０１と一緒に組み立てられたハードウェアとして提供され、サーバ１００１に統合されるようにする。
【0047】
ラックマニホールド９０１は供給側マニホールドと戻り側マニホールドを含むことができ、供給側マニホールドは冷却液体をサーバ１００１に供給する複数のラック入口コネクタ１００７を有し、戻り側マニホールドはサーバ１００１から加熱された液体を戻す複数のラック出口コネクタ１００９を有する。一態様では、千鳥接続配置ではラック入口コネクタ１００７はラック出口コネクタ１００９から垂直にオフセットすることができる。供給側マニホールドと戻り側マニホールドは開口を介して分離可能であり、第２のボード７２１の位置決め部分７２７は該開口を介して挿入可能であり、第２のボード７２１の幅を変更し、それにより、サーバ入口コネクタ１００３とサーバ出口コネクタ１００５をそれぞれラック入口コネクタ１００７とラック出口コネクタ１００９に位置合わせし、ブラインド嵌合接続を形成するために使用される。この態様では、第２のボード７２１はサーバ１００１のコネクタとラックマニホールド９０１との間のアダプテーション層として形成され、コネクタを位置決め、固定及び位置合わせするために使用され、サーバとラックを統合するようにする。
【0048】
図１１は一実施形態によるラックマニホールド９０１と第２のハードウェア設計の統合されたアセンブリの例を示し、第２のハードウェア設計は統合された弾性層７２５を有する第２のボード７２１を含み、統合された弾性層７２５は水平方向に沿って拡張可能である。
【0049】
ラックマニホールド９０１は、図１０に示すように、千鳥接続配置では複数のラック出口コネクタ１００９から垂直にオフセットする複数の入口コネクタ１００７を有する。図１１は位置決め部分７２７を供給側マニホールドと戻り側マニホールドとの間の開口に挿入する様子を示す。第２のボード７２１の幅は開口の幅に応じて自動的に調整し、ラック入口コネクタ１００７とラック出口コネクタ１００９を第２のボード７２１の位置決め穴に位置合わせし、それにより、ラック入口コネクタ１００７とラック出口コネクタ１００９をサーバのコネクタに位置合わせするようにする。
【0050】
図１２は一実施形態によるラックマニホールド９０１と第２のハードウェア設計の完全に統合されたアセンブリの斜視図の例であり、第２のハードウェア設計は第１のボード４０１と統合された弾性層７２５を有する第２のボード７２１を含み、弾性層７２５は水平方向に沿って拡張可能であり、サーバの流体コネクタをラックマニホールドの流体コネクタにマッチして接続する。
【0051】
弾性層７２５は位置決め部分７２７をラックマニホールド９０１内の開口に挿入することによって圧縮され、ラック入口コネクタ１００７とラック出口コネクタ１００９をそれぞれサーバ入口コネクタとサーバ出口コネクタ（両方が図で隠される）に位置合わせする。第１のボード４０１の弾性構造４０３により印加される内向きの力と圧縮された弾性層７２５からの外向きの力はサーバ入口コネクタとサーバ出口コネクタを第２のボード７２１の位置決め穴内にしっかりと保持することによって、ラックマニホールドのコネクタにブラインド嵌合接続することができる。図１２は平行配置にあるラックマニホールドのコネクタを示す。ラックマニホールドのコネクタは垂直オフセットで千鳥にすると、第１のボード４０１が回転できる。第１のボード４０１及び弾性層７２５と位置決め部分７２７を有する第２のボード７２１のアセンブリは、単一のコネクタ設計のサーバ１００１を使用して異なる相対垂直と水平距離を有するラックマニホールドのコネクタに統合することを可能にし、それにより、サーバとラックとの間の相互操作性を改善し、データセンター設計の柔軟性を増加し、信頼できるブラインド嵌合流体接続を提供する。
【0052】
図１３Ａは一実施形態によるラックマニホールドと統合された弾性層を有する第２のハードウェア設計の完全に統合されたアセンブリの上面図の例を示し、弾性層は水平方向に沿って拡張可能であり、コネクタが平行配置にある時にサーバの流体コネクタをラックマニホールドの流体コネクタにマッチして接続する。
【0053】
第１のボード４０１と第２のボード７２１のアセンブリは取付フレーム４３１を使用してサーバハウジング１３１５に取り付けられる。サーバハウジング１３１５はサーバの１つまたは複数のＰＣＢ１３０７を収納し、ＰＣＢに電子部品と冷却モジュール１３０９が装備される。一態様では、ＰＣＢ１３０７、電子部品及び冷却モジュール１３０９は図３に説明されるようなＰＣＢとプロセッサ／コールドプレートアセンブリ３００であってもよい。ラックマニホールドのラック入口コネクタにより第１のボード４０１と第２のボード７２１を位置合わせしたサーバ入口コネクタを使用して供給される冷却液体は、回路供給パイプライン１３０１を流れてモジュール１３０９に分配される。電子部品から生成された熱の一部は冷却液体を通過して冷却モジュール１３０９によって除去される。加熱された液体は回路戻りパイプライン１３０３を通過して、第１のボード４０１と第２のボード７２１を位置合わせしたサーバ出口コネクタを使用して戻り、ラックマニホールドのラック出口コネクタに出力する。
【0054】
図１３Ｂは一実施形態によるラックマニホールドと統合された弾性層を有する第２のハードウェア設計の完全に統合されたアセンブリの上面図の例を示し、弾性層は水平方向に沿って拡張可能であり、コネクタが千鳥配置にある時にサーバの流体コネクタをラックマニホールドの流体コネクタにマッチして接続する。図１３Ｂと図１３Ａとの区別は、ラックマニホールドのコネクタは垂直オフセットで千鳥にすることである。同じハードウェア設計を使用することによって、第１のボード４０１が回転できてサーバのコネクタとラックマニホールドのコネクタとの位置合わせを保持する。
【0055】
図１３Ｃは一実施形態によるラックマニホールドと統合された弾性層を有する第２のハードウェア設計の完全に統合されたアセンブリの上面図の例を示し、弾性層は水平方向に沿って拡張可能であり、コネクタが反対方向配置にある時にサーバの流体コネクタをラックマニホールドの流体コネクタにマッチして接続する。図１３Ｂと図１３Ａとの区別は、ラック入口コネクタの位置はラック出口コネクタと反対することである。同じハードウェア設計を使用することによって、第１のボードが１８０度回転でき、サーバのコネクタとラックマニホールドのコネクタを正確な流れ方向で位置合わせする。
【0056】
図１４Ａは一実施形態によるラックマニホールドと集積された弾性層を有する第２のハードウェア設計の完全に統合されたアセンブリをラック後面から見た図の例を示し、統合された弾性層は水平方向に沿って拡張可能であり、コネクタが図１３Ａに対応する平行配置にある時にサーバの流体コネクタをラックマニホールドの流体コネクタにマッチして接続する。図１４Ａはサーバの回路供給パイプライン１３０１に接続されるラック入口コネクタとサーバの回路戻りパイプライン１３０３に接続されるラック出口コネクタは垂直オフセットなしの平行配置にある様子を示す。
【0057】
図１４Ｂは一実施形態によるラックマニホールドと集積された弾性層を有する第２のハードウェア設計の完全に統合されたアセンブリをラック後面から見た図の例を示し、統合された弾性層は水平方向に沿って拡張可能であり、コネクタが図１３Ｂに対応する千鳥配置にある時にサーバの流体コネクタをラックマニホールドの流体コネクタにマッチして接続する。図１４Ｂはサーバの回路供給パイプライン１３０１に接続されるラック入口コネクタとサーバの回路戻りパイプライン１３０３に接続されるラック出口コネクタは垂直オフセットで千鳥配置にある。第１のボード４０１は回転できてサーバのコネクタとラックマニホールドのコネクタの位置合わせを保持する。
【0058】
図１４Ｃは一実施形態によるラックマニホールドと統合された弾性層を有する第２のハードウェア設計の完全に統合されたアセンブリをラック後面から見た図の例を示し、統合された弾性層は水平方向に沿って拡張可能であり、コネクタが図１３Ｃに対応する反対方向配置にある時にサーバの流体コネクタをラックマニホールドの流体コネクタにマッチして接続する。図１４Ｃはサーバの回路供給パイプライン１３０１に接続されるラック入口コネクタとサーバの回路戻りパイプライン１３０３に接続されるラック出口コネクタが図１４Ａと反対である様子を示す。第１のボード４０１は１８０度回転できてサーバ入口コネクタとサーバ出口コネクタをそれぞれラック入口コネクタとラック出口コネクタに位置合わせ、それにより、回路供給パイプライン１３０１と回路戻りパイプライン１３０３の正確な流れ方向を実現する。
【0059】
図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃ、図１４Ａ、図１４Ｂ及び図１４Ｃに示すように、第１のボード４０１と弾性層７２５を有する第２のボード７２１のハードウェア設計は、単一のコネクタ設計のサーバを使用して異なる相対垂直距離、異なる水平距離及び異なる流体流れ方向を有するラックマニホールドのコネクタに統合することを可能にし、それにより、サーバとラックとの間の互操作性を改善し、データセンター設計の柔軟性を増加し、信頼できるブラインド嵌合流体接続を提供する。
【0060】
図１５は第２のハードウェア構造を使用してサーバの２つの流体コネクタとラックの２つの対応する流体コネクタを位置合わせするための方法１５００の例を示すフローチャートであり、ラックは統合された弾性層を有する第２のハードウェア設計を使用してサーバを収納し、統合された弾性層は、ブラインド嵌合接続を使用してサーバの２つの流体コネクタとラックの２つの対応する流体コネクタを接続する前に水平方向に沿って拡張可能である。一実施形態では、方法１５００を実行して図９、図１２、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃ、図１４Ａ、図１４Ｂ及び図１４Ｃのブラインド嵌合接続を実現することができる。
【0061】
操作１５０１では、方法１５００は、サーバの２つの流体コネクタが第１の部材のコネクタチャネルを貫通するようにガイドする。第１の部材はコネクタチャネルの２つの反対端のそれぞれに弾性構造を有する。この対の弾性構造は、コネクタチャネルの２つの流体コネクタに互いに向かってネクタチャネルの反対端から離れる内向きの力を印加するために使用される。
【0062】
操作１５０３では、方法１５００は、第１の部材を第２の部材に附設する。第２の部材は、その全周を回る複数の位置決め穴、第２の部材の垂直方向に沿う弾性層、及び外力を印加して弾性層を圧縮することで第２の部材の水平方向における幅を変更するための一対の位置決め部分を有する。
【0063】
操作１５０５では、方法１５００は、第２の部材に対して回転軸線を回って第１の部材を回転させ、この対の弾性構造により印加される内向きの力を使用してサーバの２つの流体コネクタを第２の部材の反対辺縁にある２つの位置決め穴内に取り付け、それにより、サーバの２つの流体コネクタの間の垂直方向における相対距離を調整し、ラックの２つの対応する流体コネクタの間の垂直方向における相対距離にマッチする。
【0064】
操作１５０７では、方法１５００は、第２の部材のこの対の位置決め部分をラックに附設して弾性層を圧縮し、それにより、サーバの２つの流体コネクタの間の水平方向における相対距離を自動的に調整し、ラックの２つの対応する流体コネクタの間の水平方向における相対距離にマッチする。
【0065】
操作１５０９では、方法１５００は、ブラインド嵌合接続を使用してサーバの２つの流体コネクタをラックの２つの対応する流体コネクタに接続する。
【0066】
以上の明細書では、本発明の特定の例示的な実施形態を参照して本発明の実施形態を説明した。無論、添付の特許請求の範囲に記載される本発明のより広い精神と範囲から逸脱することなく、様々な修正を行うことができる。例えば、第１のボードと第２のボードは異なるフォームファクタを有してもよく、異なる流体分配アーキテクチャを有するサーバと異なる流体マニホールド配置を有するラックに適応する。第２のボードの位置決め部分の構造は異なる形状とサイズであってもよく、位置決め部分を異なるラックマニホールドに挿入又は附設するようにする。したがって、明細書と図面は制限ではなく、説明するためのものと見なされる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図14】
【図15】
