服务器机箱和电源硬件设计

开源绿色计算项目Intel Atom主板硬件设计规范

V1.0

2011-9-27

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目录

1 范围 (4)

2 前言 (4)

2.1 背景 (4)

2.2 概述 (5)

2.3 许可与免责声明 (5)

3 主板整体设计 (6)

3.1 组件框图 (6)

3.2 处理器和内存 (7)

3.2.1 北桥 (7)

3.2.2 南桥和外围总线控制器 (7)

3.3 系统管理总线（SMBus ）2.0 (8)

3.4 网络控制器/接口 (8)

4 电源系统 (9)

4.1 输入电压 (9)

4.1.1 电压范围 (9)

4.1.2 电容负载 (10)

4.1.3 输入接口 (10)

4.2 CPU电压调节模块(VRM) (10)

4.2.1 CPU 最大功耗 (10)

4.2.2 CPU VRM 优化 (10)

4.2.3 CPU VRM 效率 (10)

4.3 Hard Drive供电 (10)

4.3.1 供电需求 (11)

4.3.2 输出电量保护 (11)

4.3.3 启动延迟 (11)

4.4 整体系统VRM 效率 (11)

4.5 加电 (11)

5 BIOS (12)

5.1 BIOS 对外接口和大小 (12)

5.2 BIOS芯片套接口 (12)

5.3 BIOS 配置和特性 (12)

5.4 启动菜单 (12)

5.5 控制台重定向 (13)

5.6 预启动执行环境（PXE）启动 (13)

5.7 其他启动选项 (13)

5.8 远程BIOS更新 (13)

5.9 事件日志 (14)

5.10 错误记录 (14)

5.11 错误门限设置 (15)

6 BMC（底板管理控制器） (15)

7 主板调试 (16)

7.1 POST错误发声序列码 (16)

7.2 串行控制台 (16)

7.3 系统复位 (17)

8 硬件监控 (17)

8.1 板上电压监控 (17)

8.2 系统温度 (17)

8.3 风扇速度控制模式 (18)

9 连接器和接头 (18)

9.1 背板输入/输出（I/O）端口和开关 (18)

9.1.1 以太网（LAN）端口/ IPMI (19)

9.1.2 通用串行总线(USB) (20)

9.1.3 VGA 接口 (21)

9.1.4 后面板节点标示（UID）开关 (22)

9.2 连接接头 (23)

9.2.1 串行端口(JKCOM/JCOM) (23)

9.2.2 通用串行总线(JUSB/JKUSB) (24)

9.2.3 前面板可访问的附加卡接头（JF2） (25)

9.2.4 板上扬声器(JKSP1/SP1) 和TPM 接头(JTPM/JKTPM) (26)

9.2.5 系统管理总线（SMB）和SATA DOM供电接口 (27)

9.3 SATA 端口 (27)

9.4 板上指示灯 (28)

9.4.1 以太网（LAN）LED指示灯 (28)

9.4.2 节点单元标示LED指示灯(LE2/LKE2) (29)

9.4.3 主电源加电LED指示灯(LE1/LKE1) (29)

9.4.4 加电/挂起LED指示灯(DP2/DKP2) (29)

9.4.5 SATA LED 指示灯(DKP3/DP3) (30)

9.4.6 BMC 心跳LED指示灯(DKP1/DP1) (30)

10 机械设计 (31)

10.1 设计尺寸 (31)

10.2 固定位置 (31)

10.3 元件布局 (31)

10.4 印刷电路板（PCB）厚度 (32)

10.5 散热片 (32)

10.6 气流方向 (32)

11 环境要求 (33)

12 规定材料 (33)

12.1 不允许使用的元件 (33)

12.2 电容和电感 (34)

12.3 元件的降额 (34)

13 附录A: 前面板可访问的附加卡设计 (34)

14 附录B: 主板与机箱 (35)

1范围

本文档将给出在开源绿色计算项目中针对Intel Atom处理器的主板设计规范。

2前言

2.1背景

随着淘宝用户数和访问量的增加，网络上部署的服务器数量也在不断的增长；特别是为了保障用户体验，淘宝在全网部署了几十个用于加速的WebCache节点，其服务器的数量更是惊人。大量服务器同时运转，其每天消耗的电量是惊人的，电消耗的成本在整个淘宝网运营成本的中的比重在逐年增加。节约服务用电量，已经成为淘宝网运营过程中不得不考虑的问题。

最直接的方法就是采用比传统服务耗电量更低的低功耗服务器来运行服务，但是前提条件是低功耗服务器必须能够满足服务所需要的性能。于是定制满足淘宝服务要求的低功耗服务器就成为降低能耗的主要方案。

目前市场上的低功耗服务器主要以采用低功耗的处理器来区别于传统的服务器。低功耗CPU在带来低功耗的同时，也损失了处理速度。因此在定制淘宝低功耗服务器时，需要面向具体的应用来进行定制，选择消耗CPU 资源少的应用来定制低功耗服务器。从目前淘宝整个服务器体系看，用于静态内容加速的CDN web cache服务器主要是对静态的网页和图片进行读写操作，消耗CPU资源相对较小，因此首先从定制低功耗的Web Cache服务器开始。因此淘宝低功耗服务器的定制需求，主要来源于Cache服务器的应用需求。

传统的低功耗处理器都是在原有高性能处理器的基础上通过控制处理器在闲时的主频和耗电，同时简化乱序处理的逻辑模块来减少不必要的低能消耗来实现降低功耗的，但是由于受限于原有的高性能架构，整体功耗降低