Объединительная плата

Заявленная полезная модель относится к компьютерной технике, а именно к устройствам распределения сигналов, и может быть использована при проектировании серверов различного назначения, предназначенных для проведения высокопроизводительных вычислений и компьютерного моделирования. Объединительная плата, содержит слои диэлектрического материала и слои токопроводящего материала, соединенные между собой металлизированными сквозными отверстиями, а на каждой ее поверхности размещен, по меньшей мере, один ряд соединительных разъемов, соединенных между собой металлизированными сквозными отверстиями. Заявленная плата выполнена из двадцати четырех слоев токопроводящего материала и двадцати трех слоев диэлектрического материала, таким образом, что оба внешних слоя выполнены из токопроводящего материала, при этом первые десять слоев токопроводящего материала выполнены таким образом, что все четные слои имеют равную толщину, которая в два раза больше, чем толщина каждого нечетного слоя, при этом каждый из слоев токопроводящего материала с одиннадцатого по четырнадцатый имеют равную толщину, которая в четыре раза больше, чем толщина первого слоя, а слои токопроводящего материала с пятнадцатого по двадцать четвертый выполнены таким образом, что четные слои имеют равную толщину, которая в два раза меньше, чем толщина каждого нечетного слоя, толщина каждого из которых равна толщине второго слоя.

Заявленная полезная модель относится к компьютерной технике, а именно к устройствам распределения сигналов, и может быть использована при проектировании серверов различного назначения, предназначенных для проведения высокопроизводительных вычислений и компьютерного моделирования.

Известна, выбранная в качестве ближайшего аналога объединительная плата, содержащая диэлектрическую пластину с выполненными в ней монтажными отверстиями, на каждой поверхности которой размещен, по меньшей мере, один ряд соединительных разъемов, соединенных между собой металлизированными сквозными отверстиями (публикация заявки US 2008/0212276, кл. МПК H05K 5/00, опубл. 04.09.2008 г.)

Недостатком данной платы является то, что величина мощности распределяемой платой не значительна, в связи с чем к данной плате может быть одновременно подключено малое количество вычислительных модулей, либо, энергопотребление подключаемых модулей должно быть низким.

Техническим результатом, который может быть получен в заявленной полезной модели, является создание объединительной платы, в которой распределяемая энергия для питания подключаемых вычислительных модулей будет иметь значение превышающее 12 кВт, а информационное взаимодействие между модулями возможно с помощью информационных Инфинибенд магистралей в режиме не медленнее QDR.

Заявленный технический результат достигается тем, что объединительная плата, содержит слои диэлектрического материала и слои токопроводящего материала соединенные между собой металлизированными сквозными отверстиями, а на каждой ее поверхности размещен, по меньшей мере, один ряд соединительных разъемов, соединенных между собой металлизированными сквозными отверстиями, при этом она выполнена из двадцати четырех слоев токопроводящего материала и двадцати трех слоев диэлектрического материала, таким образом, что оба внешних слоя выполнены из токопроводящего материала, при этом первые десять слоев токопроводящего материала выполнены таким образом, что все четные слои имеют равную толщину, которая в два раза больше, чем толщина каждого нечетного слоя, при этом каждый из слоев токопроводящего материала с одиннадцатого по четырнадцатый имеют равную толщину, которая в четыре раза больше, чем толщина первого слоя, а слои токопроводящего материала с пятнадцатого по двадцать четвертый выполнены таким образом, что четные слои имеют равную толщину, которая в два раза меньше, чем толщина каждого нечетного слоя, толщина каждого из которых равна толщине второго слоя.

Кроме того, тем, что толщина первого слоя составляет восемнадцать микрометров с отклонением не более двух микрометров.

Кроме того, тем, что токопроводящий материал является медью.

Кроме того, тем, что токопроводящий материал является сплавом меди.

Кроме того, тем, что она снабжена двумя выступами, расположенными по одной из боковых сторон основной ее части таким образом, что поверхности выступов расположены в одних плоскостях с поверхностями основной части, при этом на, по меньшей мере, одной поверхности каждого выступа размещен, по меньшей мере, один ряд соединительных разъемов параллельный ряду соединительных разъемов размещенных на поверхностях основной части.

Кроме того, тем, что каждый выступ имеет прямоугольную форму.

Кроме того, тем, что одна из боковых сторон каждого выступа выполнена со ступенчатым переходом.

Заявленная полезная модель поясняется при помощи фиг.1 и 2, при этом на фиг.1 представлена таблица характеризующая сечение объединительной платы, а на фиг.2 представлен общий вид объединительной платы.

Как показано на фиг.2 объединительная плата 1, содержит слои диэлектрического материала и слои токопроводящего материала, соединенные между собой металлизированными сквозными отверстиями, а на каждой ее поверхности размещен, по меньшей мере, один ряд соединительных разъемов 2, соединенных между собой металлизированными сквозными отверстиями. Кроме того, объединительная плата 1 снабжена двумя выступами 3, расположенными по одной из боковых сторон 5 основной части 4 объединительной платы 1. Поверхности выступов 3 расположены в одних плоскостях с поверхностями основной части 4 объединительной платы 1. А на, по меньшей мере, одной поверхности каждого выступа 3 размещен, по меньшей мере, один ряд соединительных разъемов 2 параллельный ряду соединительных разъемов 2 размещенных на поверхностях основной части 4 объединительной платы 1. Одна из боковых сторон каждого выступа 3 выполнена со ступенчатым переходом. Каждый выступ 3 имеет прямоугольную форму. Такое выполнение объединительной платы способствует наилучшему охлаждению объединительной платы 1 во время работы под воздействием распределяемой мощности электрического сигнала, которая превышает значение 12 кВт.

На фиг.1 показано, что выполнена из двадцати четырех слоев токопроводящего материала L1 - L24 и двадцати трех слоев ДМ1 - ДМ23 диэлектрического материала, таким образом, что оба внешних слоя L1 и L24 выполнены из токопроводящего материала.

Первые десять слоев L1 - L10 токопроводящего материала выполнены таким образом, что все четные слои L2, L4, L6, L8, L10 имеют равную толщину, которая в два раза больше, чем толщина каждого нечетного слоя L1, L3, L5, L7, L9.

Каждый из слоев токопроводящего материала с одиннадцатого L11 по четырнадцатый L14 имеют равную толщину, которая в четыре раза больше, чем толщина первого слоя L1. Такое сочетание слоев диэлектрического материала и слоев токопроводящего материала, в слоях с одиннадцатого L11 по четырнадцатый L14, а также толщина каждого слоя токопроводящего материала были выбраны экспериментальным путем для обеспечения возможности распределения мощности электрической энергии для питания подключаемых вычислительных модулей, которая превышает значение 12 кВт при минимальной массе самой объединительной платы 1.

Слои токопроводящего материала, с первого L1 по десятый L10, а также с пятнадцатого L15 по двадцать четвертый L24, выполнены таким образом, что четные слои имеют равную толщину, которая в два раза меньше, чем толщина каждого нечетного слоя, толщина каждого из которых равна толщине второго слоя L2, при этом соединительные разъемы соединены с токопроводящими слоями. Такое сочетание слоев диэлектрического материала и слоев токопроводящего материала, а также толщина каждого слоя токопроводящего материала были выбраны экспериментальным путем для обеспечения наилучшей помехоусточивости при организации высокоскоростного обмена данными между подключаемыми вычислительными модулями при такой плотной упаковке

При этом толщина первого слоя составляет восемнадцать микрометров с отклонением не более двух микрометров, а токопроводящий материал является медью или сплавом меди.

Такое сочетание слоев диэлектрического материала и слоев токопроводящего материала, а также толщина каждого слоя токопроводящего материала были выбраны экспериментальным путем для обеспечения возможности упаковки значительного количества высокоскоростных магистралей для обеспечения высокоскоростного обмена между подключаемыми вычислительными модулями объединительной платы 1.

Заявленная полезная модель реализуется следующим образом.

Все пять нечетных токопроводящих слоев L1, L3, L5, L7, L9 из первых десяти токопроводящих слоев L1 - L10, а также все пять четных токопроводящих слоев L16, L18, L20, L22, L24 из последних десяти токопроводящих слоев L15 - L24 имеют минимальную ширину токопроводящих дорожек, и строго определенное значение расстояния между дорожками для сохранения инпеданса высокоростных линков, что что позволило резко повысить плотность упаковки сигналов в объединительной плате 1.

Все пять четных токопроводящих слоев L2, L4, L6, L8, L10 из первых десяти токопроводящих слоев L1 - L10, а также все пять нечетных токопроводящих слоев L15, L17, L19, L21, L23 из последних десяти токопроводящих слоев L15 - L24 выполняют роль земли (заземляющие (экранирующие от взаимных наводок) слои) уменьшают влияние отраженных токов на уровень помех на сигнальных магистралях объединительной платы 1.

Основное распределение энергии, для питания подключаемых вычислительных модулей, которая превышает значение 12 кВт, осуществляется во внутренних токопроводящих слоях с одиннадцатого L11 по четырнадцатый L14 питания (70 мкм).

Коммутация такого значения мощности (12 кВт) происходит без применения внешних металлических шин, что существенно упрощает сборку модуля. В данном решении реализована возможность горячей замены всех подключаемых к объединительной плате 1 модулей.

Объединительная плата имеет активную систему размножения тактовых сигналов с минимальным значением фазовой нестабильности и активную систему размножения сигналов прерывания, управляющего модуля.

Выполненная с такими толщинами слоев объединительная плата включает в свой состав следующие типы информационных магистралей:

- QDR Infiniband: 4х - 32 канала (по 2 канала на каждую системную плату);

- GbE: 64 канала (по 4 канала на системную плату);

- 160 каналов сети барьерной синхронизации (по 10 каналов на системную плату);

- 2 канала сигналов глобальных прерываний от Управляющего Модуля, размноженных для подключения 16 Системных плат;

- USB 2.0: 1 канал;

- 16 линий распространения глобального тактового сигнала;

- I2C шина.

Таким образом, за счет того, что объединительная плата выполнена из двадцати четырех слоев токопроводящего материала и двадцати трех слоев диэлектрического материала, и распределение толщин токопроводящих слоев выбрано экспериментальным подбором, в объединительной плате распределяемая мощность для питания подключаемых модулей будет иметь значение превышающее 12кВт, а информационное взаимодействие между модулями возможно с помощью информационных Инфинибенд магистралей в режиме не медленнее QDR.

1. Объединительная плата содержит слои диэлектрического материала и слои токопроводящего материала, соединенные между собой металлизированными сквозными отверстиями, а на каждой ее поверхности размещен, по меньшей мере, один ряд соединительных разъемов, соединенных между собой металлизированными сквозными отверстиями, отличающаяся тем, что она выполнена из двадцати четырех слоев токопроводящего материала и двадцати трех слоев диэлектрического материала таким образом, что оба внешних слоя выполнены из токопроводящего материала, при этом первые десять слоев токопроводящего материала выполнены таким образом, что все четные слои имеют равную толщину, которая в два раза больше, чем толщина каждого нечетного слоя, при этом каждый из слоев токопроводящего материала с одиннадцатого по четырнадцатый имеют равную толщину, которая в четыре раза больше, чем толщина первого слоя, а слои токопроводящего материала с пятнадцатого по двадцать четвертый выполнены таким образом, что четные слои имеют равную толщину, которая в два раза меньше, чем толщина каждого нечетного слоя, толщина каждого из которых равна толщине второго слоя.

2. Плата по п.1, отличающаяся тем, что толщина первого слоя составляет восемнадцать микрометров с отклонением не более двух микрометров.

3. Плата по п.1, отличающаяся тем, что токопроводящий материал является медью.

4. Плата по п.1, отличающаяся тем, что токопроводящий материал является сплавом меди.

5. Плата по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена двумя выступами, расположенными по одной из боковых сторон основной ее части таким образом, что поверхности выступов расположены в одних плоскостях с поверхностями основной части, при этом на, по меньшей мере, одной поверхности каждого выступа размещен, по меньшей мере, один ряд соединительных разъемов, параллельный ряду соединительных разъемов, размещенных на поверхностях основной части.

6. Плата по п.5, отличающаяся тем, что каждый выступ имеет прямоугольную форму.

7. Плата по п.5, отличающаяся тем, что одна из боковых сторон каждого выступа выполнена со ступенчатым переходом.