CN220710653U - 一种gpu线缆主板端连接器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种GPU线缆主板端连接器，属于GPU供电技术领域，包括板端插槽和PCB小板；板端插槽设置在服务器主板上；PCB小板上设置有E‑Fuse芯片、金手指和线缆焊接孔；金手指与板端插槽插接，并与E‑Fuse芯片连接，E‑Fuse芯片还与线缆焊接孔连接，线缆焊接孔与GPU线缆焊接。本实用新型提供的GPU线缆主板端连接器，将E‑Fuse芯片从原有主板侧移动至GPU线缆侧，节省主板布线空间，同时金手指与板端插槽的互联方式替代原有ATX电源连接器，提升功率密度，便于GPU功率升级，减少主板成本。
Description
技术领域
本实用新型属于GPU供电技术领域，具体涉及一种GPU线缆主板端连接器。
背景技术
GPU，是Graphics Processing Unit的简称，图形处理器。
ATX，是Advanced Technology Extended的简称，ATX电源为高级扩展单元。
随着AI技术的发展，服务器的数据处理量越来越大，作为AI技术核心的GPU，其功率也越来越大，从最初的75W发展大到350W，GPU的性能也发生了巨大的变化。
现阶段GPU功率已经远远超出PCIE规范，单纯的PCIE插槽已经无法满足GPU的供电需求，最新的PCIE规范中明确定义，GPU供电超出PCIE插槽的供电能力部分，将由额外的ATX电源连接器提供，GPU上的ATX电源连接器将通过线缆同主板连接，从而最终实现主板为GPU供电的目的。
当前的服务器设计中，GPU供电线缆的两端供电端子都采用ATX电源连接器方案，两端的供电端子均为2*4电源连接器，两供电端子之间通过GND线缆及电源线缆连接。为实现GPU的供电控制及功耗监控，往往在GPU供电电源连接器处放置E-Fuse芯片。其中E-Fuse芯片在主板供电与主板端的GPU电源连接器之间，主板向E-Fuse芯片输入12V电压，E-Fuse芯片向主板的电源连接器输出12V电压为GPU线缆供电，进而通过GPU端的电源连接器为GPU供电。其中主板端的GPU电源连接器采用主板端为公座，线缆端为母座的方式满足同线缆互配。
现有GPU供电方式存在如下缺陷：E-Fuse芯片和主板端的电源连接器占据较大的主板布局空间，且随着GPU数量增加，占据的空间会不断加大，影响主板的空间布局；服务器的主板配置多样化，GPU配置仅仅是一种，对于非GPU配置下，现有的E-Fuse芯片和电源连接器会闲置，导致主板成本增加；现有的2*4的供电电源连接器，最高只能支持350W，面对GPU的功率不断提升，下一代的GPU功率将会到400W以上，现有的设计将无法支持后续GPU的功率提升，限制GPU功率的提升。
因此，针对上述缺陷，提供一种GPU线缆主板端连接器，是非常有必要的。
发明内容
针对上述GPU供电方式存在E-Fuse芯片和主板端的电源连接器占据空间大，增加主板成本以及限制GPU功率提升的缺陷，本实用新型提供一种GPU线缆主板端连接器，以解决上述技术问题。
本实用新型提供一种GPU线缆主板端连接器，包括板端插槽和PCB小板；
板端插槽设置在服务器主板上；
PCB小板上设置有E-Fuse芯片、金手指和线缆焊接孔；
金手指与板端插槽插接，并与E-Fuse芯片连接，E-Fuse芯片还与线缆焊接孔连接，线缆焊接孔与GPU线缆焊接。设置与GPU线缆侧的PCB小板将E-Fuse芯片从主板侧移出，节省主板空间，金手指与板端插槽插接提升GPU功率密度。线缆焊接孔将直接同GPU线缆焊接，通过直接焊接的方式一方面减少了电源连接器的使用，另一方面提升了供电可靠性，降低了传输阻抗。
进一步地，金手指包括供电部和信号部；
供电部设置在金手指一侧，信号部设置在金手指另一侧。供电部分用于为E-Fuse芯片，最终为GPU提供12V电源。
进一步地，信号部包括I2C信号管脚、使能信号管脚、在位检测信号管脚以及连接到位信号管脚；
在位检测信号管脚在PCB小板接地，连接到位信号管脚连接有发光LED，发光LED另一端接地。当连接到位信号管脚正常工作时，发光LED亮灯；当连接到位信号管脚异常时，发光LED不亮，指示金手指未连接到位。
进一步地，连接到位信号管脚长度小于供电部、I2C信号管脚、使能信号管脚以及在位检测信号管脚的长度，且与供电部、I2C信号管脚、使能信号管脚以及在位检测信号管脚长度的差大于设定阈值。连接到位信号管脚采用短pin方式，利用短pin后入先出的原理，实现金手指的到位检测功能。
进一步地，E-Fuse芯片设有电压输入端和电压输出端；
电压输入端与金手指供电部连接，电压输出端与线缆焊接孔连接；
金手指信号部的I2C信号管脚及使能信号管脚也与E-Fuse芯片连接。
进一步地，线缆焊接孔包括地孔和电源孔；
地孔在PCB小板接地；
电源孔与E-Fuse芯片电压输出端连接。
进一步地，板端插槽内设置有防呆挡块，金手指的供电部设置有与防呆挡块匹配的防呆缺口。防呆挡块与防呆缺口配合实现防呆功能，避免旋转插入。
进一步地，金手指的供电部的边缘设置有倒角。倒角可以防止金手指同板端插槽插入过程中的碰撞，实现对于金手指的保护。
进一步地，服务器主板上设置有BMC和CPLD；
金手指信号部的I2C信号管脚通过板端插槽与BMC连接；
金手指信号部的使能信号管脚、在位检测信号管脚以及连接到位信号管脚通过板端插槽与CPLD连接。
进一步地，CPLD设有第一GPIO管脚、第二GPIO管脚以及第三GPIO管脚；
使能信号管脚通过板端插槽连接有第一电容，并与第一GPIO管脚连接，第一电容另一端接地；
在位检测信号管脚通过板端插槽连接有第二电容和第一电阻，并与第二GPIO管脚连接，第二电容另一端及第一电阻另一端接地；
连接到位信号管脚通过板端插槽连接有第三电容和第二电阻，并与第三GPIO管脚连接，第三电容另一端及第二电阻另一端接地。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型提供的GPU线缆主板端连接器，将E-Fuse芯片从原有主板侧移动至GPU线缆侧，节省主板布线空间，同时金手指与板端插槽的互联方式替代原有ATX电源连接器，提升功率密度，便于GPU功率升级，减少主板成本。
此外，本实用新型设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型GPU线缆主板端连接器结构示意图。
图2是本实用新型GPU线缆主板端连接器与服务器主板的连接示意图。
图中，1-板端插槽；2-PCB小板；3-E-Fuse芯片；4-金手指；4.1-I2C信号管脚；4.2-使能信号管脚；4.3-在位检测信号管脚；4.4-连接到位信号管脚；5-线缆焊接孔；6-防呆挡块；7-防呆缺口；8-倒角；9-BMC；10-CPLD；D1-发光LED；R1-第一电阻；R2-第二电阻；C1-第一电容；C2-第二电容；C3-第三电容。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
实施例1：
如图1所示，本实用新型提供一种GPU线缆主板端连接器，包括板端插槽1和PCB小板2；
板端插槽1设置在服务器主板上；
PCB小板2上设置有E-Fuse芯片3、金手指4和线缆焊接孔5；
金手指4与板端插槽1插接，并与E-Fuse芯片3连接，E-Fuse芯片3还与线缆焊接孔5连接，线缆焊接孔5与GPU线缆焊接。
本实用新型设置于GPU线缆侧的PCB小板2将E-Fuse芯片3从主板侧移出，节省主板空间，金手指4与板端插槽1插接提升GPU功率密度。线缆焊接孔5将直接同GPU线缆焊接，通过直接焊接的方式一方面减少了电源连接器的使用，另一方面提升了供电可靠性，降低了传输阻抗。
实施例2：
如图1所示，本实用新型提供一种GPU线缆主板端连接器，包括板端插槽1和PCB小板2；
板端插槽1设置在服务器主板上；
PCB小板2上设置有E-Fuse芯片3、金手指4和线缆焊接孔5；
金手指4与板端插槽1插接，并与E-Fuse芯片3连接，E-Fuse芯片3还与线缆焊接孔5连接，线缆焊接孔5与GPU线缆焊接；线缆焊接孔5包括地孔和电源孔；
板端插槽1内设置有防呆挡块6，金手指4的供电部设置有与防呆挡块6匹配的防呆缺口7；防呆挡块6与防呆缺口7配合实现防呆功能，避免旋转插入；
地孔在PCB小板2接地；
金手指4包括供电部和信号部；金手指4的供电部的边缘设置有倒角8；倒角8可以防止金手指4同板端插槽1插入过程中的碰撞，实现对于金手指4的保护；
供电部设置在金手指4一侧，信号部设置在金手指4另一侧；供电部分用于为E-Fuse芯片3，最终为GPU提供12V电源；
信号部包括I2C信号管脚4.1、使能信号管脚4.2、在位检测信号管脚4.3以及连接到位信号管脚4.4；
在位检测信号管脚4.3在PCB小板2接地，连接到位信号管脚4.4连接有发光LEDD1，发光LED D1另一端接地；当连接到位信号管脚4.4正常工作时，发光LED D1亮灯；当连接到位信号管脚4.4异常时，发光LED D1不亮，指示金手指4未连接到位；
连接到位信号管脚4.4长度小于供电部、I2C信号管脚4.1、使能信号管脚4.2以及在位检测信号管脚4.3的长度，且与供电部、I2C信号管脚4.1、使能信号管脚4.2以及在位检测信号管脚长度4.3的差大于设定阈值；连接到位信号管脚4.4采用短pin方式，利用短pin后入先出的原理，实现金手指的到位检测功能；
E-Fuse芯片3设有电压输入端和电压输出端；
电压输入端与金手指4供电部连接，电压输出端与线缆焊接孔5连接；
金手指4信号部的I2C信号管脚4.1及使能信号管脚4.2也与E-Fuse芯片3连接；
E-Fuse芯片3的电源孔与E-Fuse芯片电压输出端连接；
如图2所示，服务器主板上设置有BMC 9和CPLD 10；
金手指4信号部的I2C信号管脚4.1通过板端插槽1与BMC 9连接；
金手指4信号部的使能信号管脚4.2、在位检测信号管脚4.3以及连接到位信号管脚4.4通过板端插槽1与CPLD 10连接；
CPLD 10设有第一GPIO管脚、第二GPIO管脚以及第三GPIO管脚；
使能信号管脚4.2通过板卡插槽1连接有第一电容C1，并与第一GPIO管脚连接，第一电容C1另一端接地；
在位检测信号管脚4.2通过板卡插槽1连接有第二电容C2和第一电阻R1，并与第二GPIO管脚连接，第二电容C2另一端及第一电阻R1另一端接地；
连接到位信号管脚4.3通过板卡插槽1连接有第三电容C3和第二电阻R2，并与第三GPIO管脚连接，第三电容C3另一端及第二电阻R2另一端接地；
GPU线缆的信号同服务器主板上BMC 9和CPLD 10的互联，GPU线缆的I2C信号通过金手指4与板端插槽1直接同BMC 9相连，用于BMC 9获取经过E-Fuse芯片3的功耗信息，实现服务器主板对于GPU的功耗监控功能；GPU线缆的Enable信号同CPLD 10的第一GPIO管脚互联，CPLD 10可实现对E-Fuse芯片3的上下电控制功能，CPLD 10发出高电平时控制E-Fuse芯片4正常工作，CPLD 10发出低电平是控制E-Fuse芯片3关闭，不再输出电压；GPU线缆的在位检测信号同CPLD 10的第二GPIO管脚互联，GPU线缆端直接接地，第一电阻R1为上拉电压，当GPU线缆接入时，会将此信号拉低，CPLD 10检测到该信号为低电平，判定GPU线缆在位，当该信号为高电平时，CPLD 10判定GPU线缆不在位；GPU线缆连接到位信号同CPLD 10的第三GPIO管脚互联，并在GPU线缆内串联发光LED D1后接地，第二电阻R2为上拉电阻，当GPU线缆插入到位时，该信号被GPU线缆拉低，CPLD10检测低电平，判定GPU线缆插入到位，GPU线缆上的发光LED D1亮灯；当GPU线缆插入不到位时，该信号为高电平，CPLD10检测到高电平后，判定GPU线缆插入不到位，GPU线缆上的发光LED D1不亮。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本实用新型进行了详细描述，但本实用新型并不限于此。在不脱离本实用新型的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本实用新型的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本实用新型的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种GPU线缆主板端连接器，其特征在于，包括板端插槽和印制电路板小板；
板端插槽设置在服务器主板上；
印制电路板小板上设置有电编程熔丝芯片、金手指和线缆焊接孔；
金手指与板端插槽插接，并与电编程熔丝芯片连接，电编程熔丝芯片还与线缆焊接孔连接，线缆焊接孔与图形处理器线缆焊接。
2.如权利要求1所述的GPU线缆主板端连接器，其特征在于，金手指包括供电部和信号部；
供电部设置在金手指一侧，信号部设置在金手指另一侧。
3.如权利要求2所述的GPU线缆主板端连接器，其特征在于，信号部包括I 2C信号管脚、使能信号管脚、在位检测信号管脚以及连接到位信号管脚；
在位检测信号管脚在印制电路板小板接地，连接到位信号管脚连接有发光LED，发光LED另一端接地。
4.如权利要求3所述的GPU线缆主板端连接器，其特征在于，连接到位信号管脚长度小于供电部、I 2C信号管脚、使能信号管脚以及在位检测信号管脚的长度，且与供电部、I 2C信号管脚、使能信号管脚以及在位检测信号管脚长度的差大于设定阈值。
5.如权利要求3所述的GPU线缆主板端连接器，其特征在于，电编程熔丝芯片设有电压输入端和电压输出端；
电压输入端与金手指供电部连接，电压输出端与线缆焊接孔连接；
金手指信号部的I 2C信号管脚及使能信号管脚也与电编程熔丝芯片连接。
6.如权利要求3所述的GPU线缆主板端连接器，其特征在于，线缆焊接孔包括地孔和电源孔；
地孔在印制电路板小板接地；
电源孔与电编程熔丝芯片电压输出端连接。
7.如权利要求1所述的GPU线缆主板端连接器，其特征在于，板端插槽内设置有防呆挡块，金手指的供电部设置有与防呆挡块匹配的防呆缺口。
8.如权利要求1所述的GPU线缆主板端连接器，其特征在于，金手指的供电部的边缘设置有倒角。
9.如权利要求3所述的GPU线缆主板端连接器，其特征在于，服务器主板上设置有BMC和CPLD；
金手指信号部的I 2C信号管脚通过板端插槽与BMC连接；
金手指信号部的使能信号管脚、在位检测信号管脚以及连接到位信号管脚通过板端插槽与CPLD连接。
10.如权利要求9所述的GPU线缆主板端连接器，其特征在于，CPLD设有第一通用输入输出管脚、第二通用输入输出管脚以及第三通用输入输出管脚；
使能信号管脚通过板端插槽连接有第一电容，并与第一通用输入输出管脚连接，第一电容另一端接地；
在位检测信号管脚通过板端插槽连接有第二电容和第一电阻，并与第二通用输入输出管脚连接，第二电容另一端及第一电阻另一端接地；
连接到位信号管脚通过板端插槽连接有第三电容和第二电阻，并与第三通用输入输出管脚连接，第三电容另一端及第二电阻另一端接地。
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