CN212781889U - 一种基于双路atx服务器主板架构的2u多扩展服务器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于双路ATX服务器主板架构的2U多扩展服务器，包括2U机箱及设置在2U机箱中的双路ATX服务器主板、电源模块、存储模块、扩展模块；双路ATX服务器主板上安装有CPU；电源模块用于提供整机电源，包括电源适配器和电源滤波器，电源依次连接电源适配器、电源滤波器，电源滤波器通过点想连接双路ATX服务器主板；存储模块用于存储数据，存储模块通过接口或者线缆与双路ATX服务器主板电连接；扩展模块为与双路ATX服务器主板连接的半高PCIE板卡和/或全高全长PCIE板卡；显示模块，显示模块用于显示信息。本实用新型的双路ATX服务器主板的2U服务器主机，大幅提升2U服务器的运算性能，图形处理性能，以及巨大的数据转换量，解决了高发热组件散热问题。

Description

一种基于双路ATX服务器主板架构的2U多扩展服务器

技术领域

本实用新型服务器领域，特别涉及一种基于双路ATX服务器主板架构的2U多扩展服务器。

背景技术

2U服务器机箱是电子设备的系列化、通用化的机箱。服务器机箱的标准已经相当成熟（U是一种表示服务器外部尺寸的单位，是unit的缩略语，详细的尺寸由作为业界团体的美国电子工业协会（EIA）所决定。规定的尺寸是服务器的宽（48.26cm=19英寸）与高（4.445cm的倍数）。由于宽为19英寸，所以有时也将满足这一规定的机架称为“19英寸机架”。厚度以4.445cm为基本单位。1U就是4.445cm，2U则是1U的2倍为8.89cm，深度不固定）.

标准化的结构还可以降低维修维护的成本。现有技术中的服务器机箱以标准室内服务器机柜安装为主，整机产品深度不小于650mm以上，比如专利申请号为2017104452675的专利公开了一种标准服务器主机架构，其产品深度不小于700mm。

标准服务器产品使用方式集中在室内机柜安装，其对空间要求不高，室内控温，空调环境，环境舒适，深度可以做到700mm以上；

而基于车载安装的服务器产品，车内空间有限，室外运行下环境恶劣（冬天可达到-40度环境，夏天可达到60度环境），客户需要在有限的空间内（定制机柜安装深度不大于600mm），实现服务器更多的功能及更高的性能（支持多个全高全长PCIE卡扩展<如GPU>）。

在车载安装的2U服务器现有产品，或者只能实现扩展多张半高PCIE卡，或者只能实现一张全高全长PCIE卡（如GPU）和一张半高PCIE卡，或者不能实现免拆机箱的硬盘插拔，且整机尺寸都在550mm以上，对于600mm安装深度的机柜，外接线缆安装有困难，对客户的使用和选择有很大的不便。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，提供了一种适用于车载机柜安装的基于双路ATX服务器主板架构的2U多扩展服务器，通过2U服务器机箱搭载双路ATX服务器主板的形式克服现有技术的不足。另外，针对两者搭建后带来的其他问题，也提供了相应的解决方案。

本实用新型采用的技术方案如下：一种基于双路ATX服务器主板架构的2U多扩展服务器，包括2U机箱及设置在2U机箱中的双路ATX服务器主板、电源模块、存储模块、扩展模块；

双路ATX服务器主板上安装有CPU；

电源模块用于提供整机电源，包括电源适配器和电源滤波器，电源依次连接电源适配器、电源滤波器，电源滤波器通过点想连接双路ATX服务器主板；

存储模块用于存储数据，存储模块通过接口或者线缆与双路ATX服务器主板电连接；

扩展模块为与双路ATX服务器主板连接的半高PCIE板卡和/或全高全长PCIE板卡；

显示模块，显示模块用于显示信息，显示模块包括显示装置，显示装置与双路ATX服务器主机电连接，显示装置包括LED板，通过LED板显示2U服务器主机状态信息。

进一步的，所述存储模块通过机箱端面设有的可插拔硬盘模组实现，与双路ATX服务器主板电连接，硬盘***可插拔硬盘模组中。

进一步的，所述硬盘包括SSD、机械硬盘的至少一种。

进一步的，所述全高全长PCIE板卡为通过柔性PCIE转接板实现安装。

进一步的，所述全高全长PCIE板卡为GPU卡。

进一步的，所述电源模块与主板分区安装，两者之间设置结构隔板。

进一步的，还包括散热装置，分为三部分：

装置一：电源风扇，设置在电源模块部分，用于电源模块散热；

装置二：集中散热风扇，设置在主板一侧，用于CPU、扩展模块散热；

装置三：独立风扇，设置在全高全长PCIE板卡一侧，用于全高全长PCIE板卡散热，并与温控电路，温控电路根据PCIE板卡温度调整独立风扇转速。

进一步的，所述2U机箱的深度不大于480mm。

进一步的，所述2U机箱上设置一个开放式的散热空间，散热空间的开孔处安装有金属丝网。

进一步的，所述金属丝网采用密度为30目的金属丝网。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型的双路ATX服务器主板的2U服务器主机，在满足车载机柜有限的安装空间内，标准化接头的前提下，实现高性能扩展卡及多功能扩展板卡的安装，并可实现免拆机状态下的可插拔硬盘，可以大幅提升2U服务器产品的运算性能，图形处理性能，高运作强度，以及巨大的数据转换量，并解决高发热组件的散热问题和硬盘故障快速更换维修。

附图说明

图1为本实用新型的2U多扩展服务器结构示意图。

图2为本实用新型的全高全长PCIE卡独立温控散热示意图。

图3为本实用新型扩展1路全高全长PCIE板卡以及3路半高PCIE板卡服务器示意图。

图4为本实用新型的扩展2路全高全长PCIE板卡以及1路半高PCIE板卡服务器示意图。

图5为本实用新型的散热装置的风扇参数示意图。

图6为本实用新型的柔性PCIE转接板连接结构。

图7为本实用新型的为整机气流矢量切面图。

图8为本实用新型的为主板仿真温度云图。

图9为本实用新型的机箱前面板电磁波封堵结构示意图。

图10为本实用新型的机箱后面板电磁波封堵结构示意图。

图11为本实用新型的整机示意图。

附图标记：1为2U服务器机箱、2为双路ATX服务器主板、3为2U服务器机箱前面板、4为2U服务器机箱后面板、5为全高全长PCIE扩展卡（如PCIE GPU）、6为全高全长PCIE扩展卡（如PCIE GPU）的温控电路、7为电源模块、8为集中散热风扇、9为可插拔硬盘模组、10为显示模块、11为3张半高PCIE扩展板卡、12为全高全长PCIE扩展卡（如PCIE GPU）的独立散热风扇、13为金属丝网。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

目前客户车载安装使用环境，对2U服务器产品的安装尺寸和运算性能要求越来越多样化，我司在符合2U服务器机箱标准的前提下，导入成熟的双路ATX服务器主板，提升2U服务器产品达到并满足客户的高功能多性能的应用(高稳定性、高性能、高兼容性的环境)，大幅提升2U服务器产品在运算性能，图形处理性能，高运作强度，以及巨大的数据转换量方面的性能，给予客户更满意的使用体验。并且，在保证运算使用性能的前提下，通过技术整合和改进，合理设计，有效解决***的散热，EMC等技术难题。针对上述问题，提出以下方案。

实施例1

如图1所示，一种基于双路ATX服务器主板架构的2U多扩展服务器，包括2U机箱及设置在2U机箱1中的双路ATX服务器主板2、7电源模块、存储模块、扩展模块；适用于车载机柜安装的基于双路ATX服务器主板架构的2U多扩展服务器，在2U服务器机箱中导入双路ATX服务器主板；双路ATX服务器主板连接电源模块、存储模块和扩展模块；

双路ATX服务器主板上安装有CPU；

电源模块用于提供整机电源，包括电源适配器和电源滤波器，电源依次连接电源适配器、电源滤波器，电源滤波器通过点想连接双路ATX服务器主板；

存储模块用于存储数据，存储模块通过接口或者线缆与双路ATX服务器主板电连接；

扩展模块为与双路ATX服务器主板连接的半高PCIE板卡11和/或全高全长PCIE板卡6，用于提升服务器产品的运算性能，图形处理性能，高运作强度，以及巨大的数据转换量；

显示模块10，显示模块用于显示信息，显示模块包括显示装置，安装在机箱表面，显示装置与双路ATX服务器主机电连接，显示装置包括LED板，通过LED板显示2U服务器主机状态信息。

扩展模块中全高全长PCIE板卡为采用GPU卡，用于连接主板。GPU是做图像和图形相关运算工作的微处理器，GPU使显卡减少了对CPU的依赖，并进行部分原本CPU的工作，极大地缓解了CPU数据处理的压力。而且，通过PCIE总线等进行传输，数据传输的可靠性高，损耗小。

2U服务器主机预留板卡接口（如PCIE插槽）和前置IO航插接口，板卡接口和IO航插接口分别与双路ATX服务器主板连接。通过板卡可以进行功能扩展，使得主机处理能力更强。

2U服务器主机上设置前置开关，前置开关与双路ATX服务器主板连接。前置开关设置在2U服务器机箱的前部，便于使用人员操作。前置开关可以是电源开关，对整个主机起到启停的作用。

如图6所示，所述全高全长PCIE板卡为通过PCIE转接板实现安装，柔性PCIE转接板，该柔性PCIE转接板可以实现180°弯折，并保证PCIE信号的稳定性，实现PCIE板卡安装位置的任意性，使得机箱内安装其余板卡的数量得以提升。

优选的，所述显示模块还可以是LCD屏。由于2U服务器主机状态信息比较简单，因此，采用LED板是基于功能适用和成本方面的考虑，既经济又满足使用条件，一举两得。

优选的，所述2U机箱深度不大于480mm。

所述硬盘包括SSD、机械硬盘中的至少一种，当存储模块包括SSD时，SSD通过HDD背板或者线缆与双路ATX服务器主板连接。本实用新型的存储模块形式多样，不局限于某一种存储介质，只要市面上能够作为存储介质的，都可以作为本实施例中的存储模块进行使用。考虑到存储速度，本实施例优先考虑采用SSD固态硬盘，提升整机的处理效率。机箱端面设有可插拔硬盘模组9，与双路ATX服务器主板电连接，用于插拔硬盘，可实现免拆机箱情况下的硬盘可插拔功能。

优选的，如图3、4所示，所述双路ATX服务器主板支持扩展1路全高全长PCIE板卡（如PCIE GPU卡）以及3路半高PCIE板卡，或支持扩展2路全高全长PCIE板卡（如PCIE GPU卡）以及1路半高PCIE板卡，扩展板卡安装在主板上的PCIE插槽内，形成扩展模块。

实施例2

双路ATX服务器主板运算性能高，其带来的必然是功耗大，发热量高，为解决整机散热性能，导入多颗高转速静音散热风扇，对主板及扩展板卡进行散热。散热风扇8的参数如图2所示。双路ATX服务器主板，根据客户需求，可以支持PCIE接口的RAID卡，万兆网卡等功能板卡的扩展多样性。

在实施例1的基础上，2U多扩展服务器包括三部分的散热装置，其中电源模块与主板部分分区设置，两者之间设置结构板，独立散热；图5为散热装置中风扇的参数图；

装置一：电源风扇，设置在电源模块部分，用于电源模块散热；如图3所示，电源模块和电路部分分隔，避免两者相互干扰。电源模块带有电源风扇，单独散热效果更好，避免其他热量传入电源中，降低散热能力。

装置二：集中散热风扇8，设置在主板一侧，用于给高热器件（例如服务器CPU（以E52658为例，功耗95W）,扩展板卡（以万兆网卡为例，功耗10W）等）进行散热；

装置三：独立风扇12，设置在全高全长PCIE板卡一侧，用于全高全长PCIE板卡（如PCIE GPU卡，以TELSA V100为例，功耗250W）散热，并与温控电路6，温控电路6根据PCIE板卡温度调整独立风扇转速。

对于整体散热结构，2U机箱接口分布于机箱背面，故为前侧进风，后部出风，如图3所示。散热风扇8设置在2U机箱的中部。

双路ATX服务器主板2和电源模块7分区摆放，电源分隔摆放，***风扇通过独立风道给主板及板卡散热，风量更大，散热效果更好；电源通过自身风扇解决温度问题。主板2与电源模块7之间设置结构隔板，如图2所示。整机气流矢量切面图如图7所示，主板仿真温度云图如图8所示。

实施例3

高性能主板，其功耗必然较大，电磁辐射的风险也较大，根据军队要求，GJB151B-2013 EMC指标，成为一个基本保证需求。但是双路ATX服务器主板的高功耗，意味着必须要有一个开放式的散热空间，其散热开孔，会造成不必要的电磁泄漏。

在实施例2的基础上，如图11所示，本实用新型采用滤波、接地以及电路原理/布板电磁兼容设计等技术和措施，抑制电磁骚扰和谐波电流、提高抗扰度。2U服务器主机的机箱上设置一个开放式的散热空间，在散热空间的开孔处安装金属丝网。金属丝网采用密度为30目的金属丝网，如图9，图10中标注的EMC金属丝网，紧密搭接在整机进出风的开孔处，既保证热交换的通风需求，又由于不锈钢丝网孔洞的密度，小于电磁波的波长，对电磁波实现有效的封堵。

本实用新型在满足客户车载小空间定制机柜安装要求，并提升产品功能及性能的前提下，利用有限空间，解决***散热问题。本实用新型通过分区设计，采用前进风以及后侧出风方式，风扇中置，解决整机的散热问题，保证2U服务器产品的性能稳定；提升用户对服务器使用功能和性能的满意度。

本实用新型通过导入金属屏蔽网，在通风散热开孔位置安装金属屏蔽丝网，封堵散热进出风口，在不影响散热效果的前提下，提升产品防止电磁泄漏的能力。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于双路ATX服务器主板架构的2U多扩展服务器，其特征在于，包括2U机箱及设置在2U机箱中的双路ATX服务器主板、电源模块、存储模块、扩展模块、显示模块；

双路ATX服务器主板上安装有CPU；

电源模块用于提供整机电源，包括电源适配器和电源滤波器，电源依次连接电源适配器、电源滤波器，电源滤波器通过电线连接双路ATX服务器主板；

存储模块用于存储数据，存储模块通过接口或者线缆与双路ATX服务器主板电连接；

扩展模块为与双路ATX服务器主板连接的半高PCIE板卡和/或全高全长PCIE板卡；

显示模块，显示模块用于显示信息，显示模块包括显示装置，显示装置与双路ATX服务器主机电连接，显示装置包括LED板，通过LED板显示2U服务器主机状态信息。

2.根据权利要求1所述的基于双路ATX服务器主板架构的2U多扩展服务器，其特征在于，所述存储模块通过机箱端面设有的可插拔硬盘模组实现，与双路ATX服务器主板电连接，硬盘***可插拔硬盘模组中。

3.根据权利要求2所述的基于双路ATX服务器主板架构的2U多扩展服务器，其特征在于，所述硬盘包括SSD、机械硬盘的至少一种。

4.根据权利要求3所述的基于双路ATX服务器主板架构的2U多扩展服务器，其特征在于，所述全高全长PCIE板卡为通过PCIE转接板实现安装。

5.根据权利要求4所述的基于双路ATX服务器主板架构的2U多扩展服务器，其特征在于，所述全高全长PCIE板卡为GPU卡。

6.根据权利要求5所述的基于双路ATX服务器主板架构的2U多扩展服务器，其特征在于，所述电源模块与双路ATX服务器主板分区安装，两者之间设置结构隔板。

7.根据权利要求1所述的基于双路ATX服务器主板架构的2U多扩展服务器，其特征在于，还包括散热装置，分为三部分：

装置一：电源风扇，设置在电源模块部分，用于电源模块散热；

装置二：集中散热风扇，设置在主板一侧，用于CPU、扩展模块散热；

装置三：独立风扇，设置在全高全长PCIE板卡一侧，用于全高全长PCIE板卡散热，并与温控电路，温控电路根据PCIE板卡温度调整独立风扇转速。

8.根据权利要求1所述的基于双路ATX服务器主板架构的2U多扩展服务器，其特征在于，所述2U机箱的深度不大于480mm。

9.根据权利要求1所述的基于双路ATX服务器主板架构的2U多扩展服务器，其特征在于，所述2U机箱中设置有开放式的散热空间，散热空间的开孔处安装有金属丝网。

10.根据权利要求9所述的基于双路ATX服务器主板架构的2U多扩展服务器，其特征在于，所述金属丝网采用密度为30目的金属丝网。

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