Rack mount standards SSI

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在2022年6月份，3C機構設計爸簡述了Rack mount 的設計概念。在詳述Rack mount 之前，先讓各位朋友了解rack mount 的產品不只侷限在Server(伺服器)，舉凡Server、Panel PC、BOX PC、high-level PC....，都可以rack mounted (上架)。在業界，rack mounting佔比最高的還是以Server最多，尤其是blade Server (刀鋒式伺服器)，其中以1U、2U、3U、4U、5U、propritary (客製化)的 blade Server 在市場上最為活躍、最常被designed-in。

那麼，對於3C產品機構設計工程師到底必須了解哪些專業知識呢？到底在3C產品的領域中，對於Server rack mountable 的設計規格必須了解到哪種程度呢？3C機構設計爸統籌了以下範圍，讓各位朋友充份的把所有規格融會貫通。

A. 首先，必須深入了解的是3C機構設計爸在前幾篇文章分享中所提到的E-ATX，ATX、mATX、ITX，miniITX、PCI-Express card、Low-Profile card...等等的工業標準規範握在手上，並充份了解，而且把3D模版建構完成，當作日後的設計標準。

B. SSI (Server System Infrastructure) specification 是 Server design 的重要規格，所有的機構設計必須符合這份規範才能夠和業界的產品相容(compatible)。在這份規格書中，3C機構設計爸節錄了幾項heads up ，關於設計必須熟知的重點跟各位朋友分享。目前Rack size 還是以19 英吋的尺寸最popular，所以今天所有的資料分享就是以19” Rack為主軸。

1.機櫃之規格.

1-1.高度單位U之定義: 1U=1.75英吋=44.45mm.機櫃均以U為基本單位,如35U高度之機櫃,是指此一機櫃中可裝入總共35U高之機箱,而非機櫃由上到下的高度是35U.

1-2.19英吋(482.6mm) 寬度之定義為機箱由正前方觀察可視之最寬距離,通常是機箱兩側之mounting flange寬度,而非機櫃本體之寬度,19”機櫃之寬度受限於機箱尺寸,幾乎全都大於500mm(因19”機箱寬度為482.6mm),目前市面上之機櫃寬度由500mm~800mm都有,甚至有超過1000mm之特殊規格. 最常用的機櫃寬度尺寸是600 mm.

1-3.在機櫃深度方面,雖然有規定但卻很少被提及,因其不像高度和寬度一般限制機箱設計,即使短機箱亦可用長機櫃,只要其設計規格完全符合規格設計,而機櫃製造商不泛各種不同深度規格之機櫃,其中又以600mm,700mm和800mm深度的機櫃最常被使用(深度系指機櫃外觀不含把手的深度). 但要特別注意的是，機櫃後方必須預留線材、插頭、以及理線的空間。

外觀尺寸:機箱受限於機櫃的尺寸限制,因此設計時需考慮下列幾點:

2-1.在高度方面;由於高度以U為單位,1U為1.75”或44.45mm,因此如果1U機箱的高度不可超出44.45mm,為了堆棧和拆裝方便,通常設計成44mm以下,以此類推即使不同U之機箱其實際高度亦比該U少一些,讓機櫃内每一台機箱之箱有間隙而不會影響組裝和拆卸.

2-2.在寬度方面;19”機櫃在内部四個角落都有鈑金件(或铝矩形)支柱用以支撑機櫃和固定機箱,因此其内部寬度只有450mm(约17.7”左右)可裝機箱,而非有19”寬度可裝機箱,且機箱在設計上為要考量組裝性,不可能寬度設定成450mm,通常不會超過440mm,左右會各留5mm間隙,若有考慮在兩側裝設滑軌(裝滑軌的機箱高度都比較低,大都不會超過4U高度)以方便機箱拆裝和保養時,機箱還要再縮小寬度,常用的滑軌厚度有10~20mm不等,雙邊都要裝滑軌,扣除兩倍的厚度,如此機箱寬度就更窄了.

2-3.在深度方面;深度要考慮的就是機箱在機櫃内必需有空間散熱,走線和其它機構的安排,由於左右兩側空間不大,只好利用前後方的空間了,通常前後各有75mm以上的空間(和固定架位置有關),因此600mm的機櫃其機箱深度最好設計在450mm以下.

3.機櫃固定孔:機箱放入機櫃時必需由兩側固定,其固定孔通常在mounting flange上,其位置尺寸如圖所示,圖中尺寸在寬度標示上有3個,每個尺寸又各有三個数字,其中最上層的尺寸為19英吋機櫃的標準尺寸(即450,465,483.4三個尺寸),三個尺寸所代表的意義如下:

C.滑軌和理線模組CMA (Cable Management Arm)也必須在設計考慮之內，因為滑軌的選用影響最大的是機殼的寬度尺寸，理線模組CMA的選用影響最大的是機殼的深度尺寸。所以這兩個因素必須考慮在內。

D. 對於PC電腦、IPC工業電腦要上架(rack mounting)，市面上有現成和客製化的Tray可以購買，當然，如果生產量夠大規模的話，Tray可以設計、自行開模。

參考文獻: Server System Infrastructure (SSI) Specification

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