CN102197717A - 运算处理装置 - Google Patents

Abstract

在风扇箱中，除了前表面的吸气口以外，在比风扇靠上游侧的壁面位置设置有第2吸气口。配置在风扇箱之上或者之下的输入输出部具有与风扇箱的第2吸气口对准的排气用缺口以及在排气用缺口的后方设置的吸气用缺口。吸气用缺口与在装置前表面中开口并直至单元箱的空气通道连通。风扇将通过运算部而流入到第1吸气口的冷却风、以及通过输入输出部流入到第2吸气口的冷却风从排气口排出。

Description

运算处理装置

技术领域

本发明涉及具备利用冷却风扇的空冷机构的运算处理装置。

背景技术

在运算处理装置的领域中，伴随半导体制造技术的进步而处理能力的高速化/高功能化飞跃发展，但另一方面，根据小型化的趋势而框体尺寸倾向于变小。随着高性能化/小型化的发展，另一方面运算处理装置的功耗增大，与以往相比发热量变大。作为在运算处理装置中使用的半导体的一般性的性质，存在如下问题：越进行高速动作功耗越增大，另一方面，如果抗热性弱而在高温下使用，则故障增加。因此，近年来，为了促进运算处理装置的高性能化/小型化，除了节能技术，冷却技术的进步也必不可少。

作为运算处理装置的冷却方法，一般是利用了空气的自然循环的自然冷却、和通过风扇的转动产生空气的流通来进行冷却的强制冷却。自然冷却是历史悠久的冷却方法，虽然可以仅通过单纯的构造来实现，但另一方面冷却效果小。强制冷却是通过风扇转动来产生风以提高冷却效果的方法，但由于需要风扇，所以构造相应地复杂。

在以刀片服务器等为代表的运算处理装置中，一般使用利用风扇的强制空冷方式。这些运算处理装置可以搭载多台内置了发热体的冷却对象即运算部和输入输出部，具有多个对它们进行冷却的风扇箱。另外，考虑保养性的一般性的结构是：在框体的前表面中配置刀片部，在框体背面中重叠并列地配置输入输出部和风扇箱。作为冷却方式，采用了将外部的新鲜空气吹到内置有发热体的刀片部，并将对刀片部进行冷却而排出了的冷却风吹到输入输出部而从风扇箱排气的方法。

专利文献1：日本特开2001-189584号公报

发明内容

在以往的冷却方式中，在刀片服务器中流过的冷却风一边带走处于流路上的发热体的热量一边流过，所以由于该热量，风温逐渐上升。因此，在被吹入新鲜空气的刀片部中，冷却效果高，在被吹如带走刀片部的热量而温度上升了的冷却风的输入输出部中，冷却效果变小。近年来，输入输出部的发热量有增加的倾向，而通过此前的方式难以冷却。

在存在多个冷却对象的运算处理装置中，为了相对各冷却对象取入入气温度低的外气，有将通风孔、通道(duct)等设置到装置内的方法。通过在风扇箱的吸气方向上设置冷却对象，可以实现高效的冷却，但在以往，风扇箱的吸气面仅有一面，进而在装置内的风扇箱搭载位置上存在制约，难以在吸气方向上配置全部的冷却对象。因此，存在无法对一部分的冷却对象充分地吹入冷却风的问题。

作为提高冷却对象的冷却性的方法，考虑在该冷却对象的附近追加风扇来对冷却对象进行冷却的方法，但在该情况下，新产生确保设置风扇的区域、成本上升等问题。

本发明的目的在于提供一种运算装置，具备无需追加风扇，能够高效地对在风扇箱的侧方与风扇箱并列地设置的冷却对象进行冷却的冷却机构。

在本发明中，具备用于对各冷却对象吸入新鲜空气的通风孔、和具有多个吸气口的风扇箱。装置具有多个入气口至风扇箱的流路，通过在各流路上配置冷却对象，提高对不面对风扇箱的吸气面的冷却对象的冷却效果。

在本发明中，在风扇箱中，除了前表面的吸气口以外，在内置的风扇的上游侧的壁面位置处设置有第2吸气口。在风扇箱之上、之下或者侧面邻接配置的输入输出部等在内部具有发热体的单元箱中，设置与风扇箱的第2吸气口对准的排气用缺口以及位于比排气用缺口靠后的位置的吸气用缺口。吸气用缺口与在装置前表面开口并直至单元箱的空气通道连通。风扇箱的风扇可以从排气口同时排出通过运算部流入到第1吸气口的冷却风、以及通过输入输出部流入到第2吸气口的冷却风。这样，都用新鲜空气对位于装置前方的运算部、和配置在装置后方的风扇箱之上或者之下的单元箱进行冷却。

空气通道能够设置在运算部的左右两侧。吸气用缺口优选设置在单元箱的侧壁上。

在上下多级重叠配置有单元箱的情况下，在离风扇箱最远配置的单元箱以外的单元箱中，具有与邻接的单元箱的排气用缺口对准的缺口。通过设成这样的结构，能够从共通的风扇箱排出来自多级单元箱的冷却风。此时，上下多级重叠配置了的单元箱各自的排气用缺口的位置优选在上下方向上直线地对准。

另外，也可以在配置于空气通道的装置前表面的开口部，设置调整开口面积的挡板(shutter)等组件。

根据本发明，可以与配置在风扇箱的前方的冷却对象一起，高效地对配置在风扇箱的侧方的冷却对象进行冷却。另外，无需在装置中追加新的风扇，也不会产生因追加风扇箱而产生成本上升、区域确保的问题。

附图说明

图1是示出具备本发明的冷却机构的服务器装置的一个例子的剖面示意图。

图2是示出输入输出部的一个例子的剖面示意图。

图3是示出风扇箱的一个例子的概略剖面图。

图4是输入输出部和风扇箱的概略剖面图。

图5是示出具备本发明的冷却机构的服务器装置的其他例的剖面示意图。

图6是将输入输出部和风扇箱取出而示出的概略图。

图7是图6的俯视图。

图8是图6的概略剖面图。

图9是示出通风孔的新鲜空气取入口的例子的示意图。

图10是示出以往的服务器冷却结构的图。

(符号说明)

1：服务器装置(运算处理装置)；2：运算部；3：输入输出部；4：风扇箱；5：通风孔；6：空气供给用缺口；7：排气用缺口；8：发热体；9：前方吸气口；10：排气口；11：风扇；12：侧方吸气口；13：隔板；14：通风孔；15：上段输入输出部；16：下段输入输出部；17：缺口；18：挡板；19：风扇。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施方式。

图1是示出具备本发明的冷却机构的服务器装置(运算处理装置)1的一个例子的剖面示意图。此处，将框体所具备的冷却风的流路定义为通风孔。另外，将为了装置中搭载的各模块透过冷却风而设置的切口或者孔定义为缺口。但是，限于内置有风扇的风扇箱，定义为吸气口或者排气口。服务器装置1在前表面侧配置有作为冷却对象的运算部2。在背面侧，采取如下结构：在内部具有发热体且作为冷却对象的单元箱的输入输出部3、和其下方的冷却用的风扇箱4并列地配置。在前表面侧的运算部2与背面侧的输入输出部3、风扇箱4之间配置有在表背具备连接器的背板20，运算部2和输入输出部3经由背板20电连接。在背板20的与风扇箱4邻接的区域设置有用于通风的开口。风扇箱4也可以是具备风扇的通风孔。服务器装置1在框体内具备用于向输入输出部3进气的通风孔5。通风孔5具有通道结构。运算部2具有能够使冷却风在内部流通的结构。

图2是示出输入输出部的一个例子的剖面示意图。输入输出部3在内部具备发热体8。另外，具有用于向内部取入风的空气供给用缺口6、和用于进行排气的排气用缺口7。空气供给用缺口6与设置在框体上的通风孔5连接，从框体前表面取入的新鲜空气通过通风孔5从空气供给用缺口6供给到输入输出部3。空气供给用缺口6设置在比发热体8靠背面侧的位置，排气用缺口7设置在比发热体8靠前表面侧的位置。因此，在输入输出部3的内部，冷却风从背面侧流向前表面侧而对发热体8进行冷却。

图3是示出风扇箱的一个例子的概略剖面图。风扇箱4在前表面具有前方吸气口9，在背面具有排气口10，在内部设置有风扇11，如箭头所示，将从吸气口吸入的冷却风从排出口送出。在图中示出了串联地配置的2个风扇的例子，但风扇的数量也可以是1个。另外，在风扇箱4的上壁，在比风扇11靠近前方吸气口9的位置，作为用于吸出来自输入输出部3的排气的第2吸气口而设置有侧方吸气口12。

图4是输入输出部和风扇箱的概略剖面图。输入输出部3和风扇箱4设置在背板20的背面侧。在将输入输出部3和风扇箱4搭载于服务器装置时，存在用于隔开输入输出部3和风扇箱4的金属薄板13。在金属薄板13中，以使输入输出部3的排气用缺口7、和风扇箱4的侧方吸气口12连接的方式设有通风孔14。输入输出部3的排气用缺口7、风扇箱4的侧方吸气口12、以及金属薄板13的通风孔14对准位置地设置，进而为了高效地从输入输出部3吸出风，将它们配置在风扇箱4内的全部风扇11的上游。因此，对输入输出部3内部的发热体8进行了冷却的冷却风通过风扇箱4内的风扇11而高效地排出到服务器装置外。

接下来，说明位于背板20的前方的运算部2、和位于背板20的后方的输入输出部3中的冷却风的流路。在作为冷却对象的图1的运算部2中，以前表面为入气口、以与风扇箱4邻接的背面为排气口，而各自具备流过充分的冷却风的开口。因此，通过配置在运算部2的背面的风扇箱4，从运算部2的前表面吸入温度低的新鲜空气。如图1的箭头所示地，该新鲜空气在运算部2的内部从前方朝向后方流过而对内部的发热体进行冷却，之后，通过设置在背板20的开口，从前方吸气口9进入到风扇箱4，通过风扇11而排气到装置外。

另一方面，在位于装置背面侧的输入输出部3中，从在装置前表面具有开口部、与配置有运算部2的区划离开设置的通风孔5取入的入气温度低的新鲜空气从空气供给用缺口6流入。如图1、图2、图4的箭头所示，该新鲜空气从装置的后方侧朝向前方侧流过而对内部的发热体进行冷却，之后，从与排气用缺口7对准位置的风扇箱4的侧方吸气口12流入到风扇11的前方，通过风扇11排气到装置外。这样，输入输出部3不会流入对运算部2进行冷却而温度上升了的冷却风，而与运算部2同样地，作为冷却风流入新鲜空气，所以可以高效地冷却输入输出部3。

风扇箱4从前方吸气口9吸入来自运算部2的排气，并且从侧方吸气口12吸入来自输入输出部3的排气。如图3的箭头所示，将其通过风扇箱4内部的风扇11从背面的排气口10排气。

图10示出在风扇箱与输入输出部之间没有设置缺口的情况的服务器冷却结构。在该情况下，在输入输出部3与风扇箱4之间不存在流路，通过在输入输出部3的内部追加设置风扇19，从而进行输入输出部3的冷却。相对于此，在本发明的方式中，通过从风扇箱4的侧面的侧方吸气口12吸入来自不面对风扇11的前方吸气口9的输入输出部3的冷却风，从而无需在输入输出部3中追加新的风扇，就可以进行冷却。

接下来，说明存在多个不未面对风扇箱的前方吸气口的冷却对象的情况下的实施例。图5是示出具备本发明的冷却机构的服务器装置的其他例的剖面示意图。本例的服务器装置具备1个运算部、4个输入输出部以及4个风扇箱。对于4个输入输出部，在风扇箱之上横向排列配置有2个，并且在上下方向上，2级重叠配置有上段输入输出部15和下段输入输出部16。配置在装置的前方的运算部2和配置在装置的后方的输入输出部15、16以及风扇箱4之间，与图1同样地配置有用于电连接的背板，但在图5中省略了图示。

在运算部2中，通过配置在背面方向上的风扇箱4，从前表面吸入温度低的新鲜空气，对发热体进行了冷却的冷却风朝向风扇箱4排气。另外，通风孔5具有远离运算部2的区划而在其左右的位置设置的通道结构，如图5的箭头所示地从装置前方取入新鲜空气。从通风孔5取入的新鲜空气作为与运算部2的冷却风独立的系统的冷却风而导入到输入输出部15、16中。在各个输入输出部15、16中，在面对通风孔5的侧壁上设置有空气供给用缺口6a、6b，在底板上设置有排气用缺口。通风孔5的新鲜空气取入口优选设置在装置前表面。由此，即使在其他运算装置等配置于周围的环境中，也可以容易地取入新鲜空气。图6是将图5所示的装置背面的输入输出部和风扇箱取出而示出的概略图。图7是图6的俯视图。另外，图8是图6的概略剖面图。

如图6的箭头所示，从通风孔5取入的新鲜空气通过各个空气供给用缺口6a、6b，流入到输入输出部15、16。如图7的俯视图所示，从空气供给用缺口6a、6b取入到上段以及下段的输入输出部15、16的新鲜空气对发热体8进行冷却，从排气用缺口7a、7b排出。排气用缺口7a、7b优选以使冷却风通过发热体8的场所流过的方式，相对空气供给用缺口6a、6b设置在对角位置。

如图8所示，下段输入输出部16在顶板上具备用于使从上段输入输出部15的排气用缺口7a流出的冷却风通过的缺口17。如图8的箭头所示，从上段输入输出部15的排气用缺口7a输出的冷却风直接通过下段输入输出部16的内部，到达风扇箱4。从下段输入输出部16的空气供给用缺口6b流入的新鲜空气与通过上段输入输出部15的排气用缺口7a流入的冷却风合流，通过自身的排气用缺口7b以及设置在风扇箱4的侧壁的侧方吸气口12而流入到风扇箱4的风扇前方。风扇箱4从前方吸气口9吸入来自运算部2的排气，并且从侧方吸气口12吸入来自输入输出部15、16的排气。如图8的箭头所示，这些排气通过风扇箱4内部的风扇11从背面的排气口10排气。上段输入输出部15的底板的排气用缺口7a、和下段输入部16的顶板的缺口17以及底板的排气用缺口7b优选在上下方向上直线地对准配置。

图9是示出位于通风孔的装置前表面的新鲜空气取入口部分的例子的示意图。通过在通风孔5的新鲜空气取入口安装能够调节开口面积的挡板18，能够调节流入到运算部和输入输出部的冷却风的风量的比例。

另外，在上述中说明了输入输出部位于风扇箱的上方的结构，但本发明同样地还能够应用于输入输出部并不位于风扇箱的上方而位于下方的情况。另外，本发明的冷却机构还可以应用于除了输入输出部以外，还具有位于风扇箱的上方或者下方、并在内部有发热体而需要冷却的任意的单元箱的运算处理装置。

产业上的可利用性

在具有运算处理部、输入输出部以及冷却用的风扇箱的刀片服务器那样的服务器装置中，无需追加输入输出部冷却用的风扇箱，能够实现高的冷却性能。

Claims (9)

1.一种运算处理装置，具备：

风扇箱，内置风扇，从设置在前表面的第1吸气口吸引冷却风并从背面的排气口排气；

运算部，配置在所述风扇箱的前方；以及

单元箱，与所述风扇箱邻接地配置并在内部具有发热体，

该运算处理装置的特征在于，

设置有在装置前表面开口并直至所述单元箱的空气通道，

所述风扇箱在比所述风扇靠上游侧的壁面位置具有第2吸气口，

所述单元箱具有与所述第2吸气口对准的排气用缺口、以及设置在所述排气用缺口的后方并与所述空气通道连通的吸气用缺口，

所述风扇将通过所述运算部流入到所述第1吸气口的冷却风、以及通过所述单元箱流入到所述第2吸气口的冷却风从所述排气口排出。

2.根据权利要求1所述的运算处理装置，其特征在于，

所述空气通道设置在所述运算部的左右两侧。

3.根据权利要求1所述的运算处理装置，其特征在于，

所述吸气用缺口设置在所述单元箱的侧壁。

4.根据权利要求1所述的运算处理装置，其特征在于，

所述单元箱上下多级重叠地配置，在离所述风扇箱最远地配置的单元箱以外的单元箱中，具有与邻接的单元箱的排气用缺口对准的缺口。

5.根据权利要求4所述的运算处理装置，其特征在于，

所述上下多级重叠地配置的单元箱各自的排气用缺口的位置在上下方向上直线地对准。

6.根据权利要求1所述的运算处理装置，其特征在于，

所述单元箱是输入输出部。

7.根据权利要求1所述的运算处理装置，其特征在于，

所述空气通道具有调整开口部的面积的部件。

8.根据权利要求1所述的运算处理装置，其特征在于，

所述单元箱配置在所述风扇箱的侧面。

9.根据权利要求1所述的运算处理装置，其特征在于，

所述单元箱配置在所述风扇箱之上或者之下。

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