高端双处理器伺服主板 PME扩充模块创新设计
- 林稼弘／台北
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随着科技进步与市场竞争，无形中缩减了电子产品的生命周期；但在高端运算需求的嵌入式产业应用，如自动化、医疗、检测等领域所使用的设备，价格动辄数万元起跳，设备中的高效能电脑系统变动愈小，相对的设备使用年限也得以延长。
只是设备使用时日一久，负责运算中枢的电脑系统还是要面对产品时代交替，系统及扩充功能更新的需求。遇到这种情况，业者解决方法，一是让旧设备继续运转或是暂以商业机种替代，如果仍无法改善，只好自行开发解决方案；然而不论采用哪种方法，都必须花费大量的资源与费用来重新验证。
为解决客户面临的问题，研华产品研发团队开发1个可以彻底解决客户对高端应用的扩充功能需求的最佳解决方案，于是有了双处理器伺服主板的PME(Powerful Module Expansion)扩充模块创新设计诞生。透过主机板上模块化的扩充设计，当遇到不同功能扩充需求时，可选择多样模块进行扩充界面更新，不需更换主机板，更不必淘汰设备，即可以最具经济效益的方式满足多元应用的需求。
机构与布线大挑战 功能更具巧思
为让高端双处理器伺服主板发挥最佳效能，并结合PME扩充模块创新设计，研发团队的设计巧思可从3个面向来说明：
一、机构设计：
依循业界标准规格：为确保主板本体与扩充模块组合时的完整，及BSO高度的一致，除依循Extended ATX(12x13寸)的Form Factor设计，所有螺丝孔位的安排也皆符合Extended ATX规范，并以标准的PCIe x16为界面连接， 采用「夹板」设计的连接头让扩充模块透过金手指(Golden finger)与主板连接时，可精准维持在相同水平面上，确保接触面与支撑强度的稳定性，并让使用者可以完全兼容于前一代的机构(例如机箱)设计。
PME连接精密设计：主机板的高效能运转稳定性，是高端运算应用最关键因素，针对这部分的规划分述如下：(1)以「机构夹扣」设计强化主板与扩充模块连接时，分担支撑扩充模块的力量，让使用者在安装扩充卡时，不会造成板子下沉形成板弯，及BGA IC吃锡裂开的风险，影响其信号的品质；(2)在Trace走线需求规划上，避免板边为直角切割，可让主板与扩充模块空间利用率最大；(3)主板与扩充模块以PCIex16结合之间最大的空隙(组装完后的空隙大小10mm)，符合PCIe标准规范―插拔行程及操作裕度的设计；(4)考量到主板和扩充模块安装于机箱时，连接界面金手指可能因摆放时碰撞而脱离，特别在IO侧的主板和扩充模块连接处，各追加1个孔位，并以铁件补强两板连接处，以提升PCIe的可靠度及寿命。
二、电子设计:
配合2012年底Intel推出的全新服务器平台架构，限制电路从处理器出发，其距离不能超过PCIe规格上限的长度12,000mils~14,000mils。为强化主机板线路与布局(Schematics & Layout)，使其可同时传输16组8GT/s的高速信号，又可兼具PME扩充模块功能，透过布局模拟(layout simulation)规划如何将信号完整传到扩充模块上，并反覆透过印刷电路板的叠构模拟，找出信号传递的最佳路径与传输阻抗，最后再实际验证扩充模块上信号的传输品质。此外，PME电源补偿也是重要考量，针对扩充模块上的供电增强，将其中的几组保留线路，以节省在插扩充卡时，必须另加电源的困扰。
三、随插易用
考量不一定有技术人员能够针对BIOS或是Jumper进行调整与设定，因此采用自动侦测(auto detect)方式，让客户端在插入不同界面的扩充模块后，即能完成BIOS与硬件的设定。其中关键就在扩充模块的金手指当中预留3组GPIO(General Purpose I/O)，利用0与1的组合搭配出8种不同扩充模块的界面，并在BIOS当中预先规划了各式扩充模块支持表(support table)的暂存区域，当使用者把扩充模块插入时，GPIO就能主动对应到支持表特定项目，并完成所有相关的硬件设定。
提供弹性扩充模块功能ASMB-920I 2011年底亮相
台湾业者研华双处理器伺服主板的创新PME扩充模块设计，其创新扩充模块设计在经过严格的兼容性与环境测试后，已至客户端送样，共同作应用测试，并引起客户高度重视。PME设计理念除了强调提供客户弹性扩充空间，同时也帮助客户降低投资成本。如果就以往不同设备搭配不同主机板的作法，因应订单与售后服务，必维持一定的备料；库存水位高低，不仅影响服务品质，更牵动成本支出，PME 设计将可助有效因应产品时代交替，降低库存控管风险。
