CN105913867B - 一种调整装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种调整装置和电子设备，用于解决电子设备中对SSD的温度调节效果较差的技术问题。该调整装置包括：固态硬盘SSD；壳体，用于容置所述SSD；半导体制冷片，与所述SSD相连，位于所述SSD与所述壳体之间，用于调整所述SSD的温度。

Description

一种调整装置和电子设备

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种调整装置和电子设备。

背景技术

固态硬盘(Solid State Drives，SSD)也简称固盘，其为采用固态电子存储芯片阵列而制的硬盘，由控制单元和存储单元(如FLASH芯片、DRAM芯片等)组成，其具有读写速度快、防震抗摔性、无噪音、工作温度范围大的特点。

目前已经有不少的厂家开始或是已经发布了基于NVMe接口标准的SSD，NVMe SSD作为一种新的高性能SSD极大地提升了系统的存储介质访问速度。例如，Intel的SSD 750，其400GB的持续读写最高可达2.2GB/s、900MB/s，随机读写最高可达430000 IOPS、230000IOPS。

但NVMe SSD在提升系统性能的同时也增加了系统散热的难度，特别是U.2前插式的NVMe SSD，其单盘最大功耗可达25w，若在电子设备中放置8片NVMe SSD的话，则硬盘部件中NVMe SSD的功耗将会达到200w以上，导致系统的功耗较大，同时，由于在HDD(硬盘驱动器)插槽中插入的NVMe SSD之间的间距较小，也将进一步增加了散热难度。并且，NVMe SSD在正常工作时需要一定的温度，然而对于一些在特殊的极寒之地的工作，如北极科考，可以是无法使用NVMe SSD，因此，即便系统支持低温启动，若SSD本身不支持低温启动也将成为使用过程中的瓶颈。

综上可知，现有技术中对电子设备的SSD的温度调节效果较差。

发明内容

本发明实施例提供一种调整装置和电子设备，用于解决电子设备中对SSD的温度调节效果较差的技术问题。

一种调整装置，包括：

固态硬盘SSD；

壳体，用于容置所述SSD；

半导体制冷片，与所述SSD相连，位于所述SSD与所述壳体之间，用于调整所述SSD的温度。

可选的，所述半导体制冷片包括第一表面和第二表面，所述第一表面与所述SSD相接触，所述第二表面与所述壳体相接触。

可选的，所述半导体制冷片包括第一电极和第二电极；其中，当所述第一电极与电源的正极相连且所述第二电极与所述电源的负极相连时，所述半导体制冷片处于制冷模式，在所述制冷模式下，所述第一表面的温度低于所述第二表面的温度。

可选的，当所述第一电极与所述电源的负极相连且所述第二电极与所述电源的正极相连时，所述半导体制冷片处于制热模式，在所述制热模式下，所述第一表面的温度高于所述第二表面的温度。

可选的，所述第一表面的温度与所述第二表面的温度之间的温度差处于预设温度差范围内。

可选的，所述调整装置还包括：

导热片，贴附于所述SSD上，用于在所述SSD与所述半导体制冷片之间进行热量传递。

可选的，所述壳体包括用于容置所述半导体制冷片的凹槽。

可选的，所述壳体的至少一个表面设置有至少两个导热槽，用于增加所述壳体与空气的接触面积。

一种电子设备，包括；

外壳；

所述调整装置，用于调整所述电子设备中SSD的温度。

本申请中，由于调整装置中包括SSD、壳体和半导体制冷片，半导体制冷片位于SSD和壳体之间，由于半导体制冷片通常包括吸热面和散热面，故通过在SSD和壳体之间设置半导体制冷片，能够根据需要对SSD进行温度调整，如对SSD进行散热或加热，从而提高对SSD的温度调节效果。

同时，由于在现有SSD的基础上引入半导体制冷片，即可实现对SSD的温控，而半导体制冷片的价格较低，无需增加其它过多硬件，使得电子设备的成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图仅仅是本申请实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中调整装置的示意图；

图2为本发明实施例中壳体中凹槽的示意图；

图3为本发明实施例中导热片的示意图；

图4为本发明实施例中电子设备的调整装置对SSD进行温控的示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种调整装置和电子设备，用于解决电子设备中对SSD的温度调节效果较差的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供的技术方案总体思路如下：

本申请中，由于调整装置中包括SSD、壳体和半导体制冷片，半导体制冷片位于SSD和壳体之间，由于半导体制冷片通常包括吸热面和散热面，故通过在SSD和壳体之间设置半导体制冷片，能够根据需要对SSD进行温度调整，如对SSD进行散热或加热，从而提高对SSD的温度调节效果。

同时，由于在现有SSD的基础上引入半导体制冷片，即可实现对SSD的温控，而半导体制冷片的价格较低，无需增加其它过多硬件，使得电子设备的成本较低。为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在实际应用中，电子设备中可以设置有一颗或多颗风扇，如CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)风扇、显卡风扇等等，在电子设备需要散热时，可以控制风扇的转动对相应的部件进行散热。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。

如图1所示，本发明实施例一种调整装置，该调整装置包括固态硬盘SSD，壳体和半导体制冷片，当然，该调整装置还可以对应有相关的发热部件。

本发明实施例中，电子设备中可以包括多个SSD，SSD可以是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，其芯片的工作温度范围很宽，例如，商规产品的工作温度范围可以是[0，70℃]，工规产品的工作温度范围可达[-40，85℃]。

通常来说，NVMe SSD的厚度可以是15mm，在电子设备中，其可以插入标准的硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)插槽，在插入NVMe SSD的时候，NVMe SSD之间的间距比较小，散热难度。

本发明实施例中，半导体制冷片包括第一表面和第二表面，第一表面(如图1中半导体制冷片中阴影所示表面)与SSD相接触，第二表面为第一表面的相对面，其可以与壳体相接触。

本发明实施例中，半导体制冷片中可以包括第一表面和第二表面，第一表面与SSD相接触，第二表面与壳体相接触。通常来说，第一表面和第二表面可以分别作为制冷片的吸热面和散热面。例如，若半导体制冷片中第一表面为吸热面，则第二表面可以为散热面，或者，若第一表面为散热面，则第二表面即为吸热面。

本发明实施例中，壳体可以用于容置SSD或者SSD控制器，壳体的材料可以是具有一定硬度的材料，例如可以包括合金材料、金属材料等，本发明实施例对此不作具体限制。

通常来说，壳体可以具有较大的厚度，壳体的至少一个表面外表面可以设置有至少两个导热槽，用于增加壳体与空气的接触面积，从而当壳体表面有风流流过时可将壳体表面的热量带走，提高SSD的散热效率。

本发明实施例中，壳体中可以包括用于容置半导体制冷片的凹槽，凹槽可以处于壳体中与SSD相应的位置，即壳体中设置凹槽的位置区域可以是与SSD所处位置相应的区域，以便对SSD进行较为直接的温控效果。如图2所示，其为壳体中凹槽的示意图，凹槽的深度也可以小于壳体的厚度。

可选的，调整装置还可以包括导热片，导热片可以贴附于SSD上，导热片具有导热、绝缘的效果，可以用于在SSD与半导体制冷片之间进行热量传递。如图3所示，其为调调整装置中导热片的示意图，其中，导热片除贴附在SSD外，还可以贴附在调整装置中的发热部件(包括SSD)上，其可以用于将调整装置内部的热量传导到制冷片和/或壳体上。

在实际应用中，采用的导热片可以是导热硅胶片、导热矽胶片、导热石墨片等。其中，导热硅胶片是以硅胶为基材，添加金属氧化物等各种辅材,通过特殊工艺合成的一种导热介质材料，其导热系数可达[0.8w/m-k，3w/m-k]。

通常来说，导热片可以用于增加芯片与壳体之间的接触面积，通过导热片可将SSD控制器的热量传导到壳体上(如铝合金外壳)上，从而提升导热效果。

可选的，半导体制冷片包括第一电极和第二电极，通过对第一电机和第二电机可将半导体制冷片与电源进行连接。

在实际应用中，半导体制冷片可以具有Peltier效应(即珀尔帖效应)，珀尔帖效应是指两种不同的金属构成闭合回路，当回路中存在直流电流时，两个接头之间将产生温差。例如，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电极时，在电极的两端即可分别吸收热量和放出热量，从而可以实现制冷的目的。

本发明实施中，对半导体制冷片控制方式较为简单，在实际应用中，可以使用直流12V作为电源，接通它的两个电极即可实现将半导体制冷片中一个表面(如A面)的能量转移到另一表面(如B面)，通过控制电流大小能够实现AB两个面的温差从1℃到100℃以上，当然本发明实施例中，只需将两个面的温差达到[30℃，40℃]即可。

同时，半导体制冷片还有另外一种特性，那就是如果将上面提到的两个电极的电源反转，那么将实现B面的能量转移到A面。也就是说对于A面来说即可以实现制冷来用于对控制器芯片散热的功能，同时也能够用来制热来实现对控制器芯片的加热功能，实现低温启动工作的功能。

因此，本发明实施例中，通过控制对第一电极和第二电极与电源的连接方式，来控制半导体制冷片的工作模式。

方式一：将第一电极与电源的正极相连，第二电极与电源的负极相连(请参见图1)，此时，则半导体制冷片处于制冷模式，在制冷模式下，第一表面的温度可以低于第二表面的温度。

在制冷模式下，由于第一表面的温度低于第二表面的温度，且第一表面与SSD相接触，故在SSD产生热量时，通过半导体制冷片的导热作用，可将SSD产生的热量传导到壳体的外表面上，从而进行散热。

由于SSD在工作过程中可能会持续产生热量，例如使用时长较长时，故SSD及其所处环境的温度可能较高，导致功耗较大，发热问题较为严重，甚至会超过SSD的正常工作温度范围，因此，在实际操作中，在检测到SSD的温度高于一定温度值时，即可接通半导体制冷片的第一电机和第二电机与电源的连接，实现对SSD的散热。

本发明实施例中，可以通过电子设备中的基板管理控制器(Base-boardManagement Contrlle，BMC)对服务器进行整机温度(本发明中可以主要是SSD相应的温度)检测，在BMC判断当前检测温度高于预设温度时，其中，预设温度可以是小于等于SSD正常工作温度范围的最高值，例如预设温度可以是45℃，则在确定当前温度高于45℃时，可以确定需要对SSD进行散热，此时可以将半导体制冷片的第一电极与电源的正极相连，而第二电极与电源的负极相连，以使半导体制冷片进入制冷模式，此时第一表面为吸热面，其温度低于第二表面，通过第一表面可以快速地吸收SSD的热量，并通过导热片的传导，将热量传导到壳体上，例如通过壳体的导热槽进行散热，实现对SSD的散热。

其中，BMC中完全实现IPMI功能需要一个功能强大的16位元或32位元微控制器以及用于数据储存的RAM、用于非挥发性数据储存的快闪记忆体和韧体。

在实际应用中，若SSD上贴附有导热片，在SSD产生的热量较多、温度较高时，故通过与SSD相接触的具有较大导热面积的导热片将其传导到半导体制冷片，进而通过控制半导体制冷片进入制冷模式，即可实现对SSD的散热。由于导热片的面积通常较大，故其可以较为全面、快速地将SSD的热量进行吸附，进而将其传导到半导体制冷片，进而通过半导体制冷片的导热，以将热量传导到壳体外。

本发明实施例中，若检测到SSD的当前温度低于第二预设温度，该第二预设温度可以大于SSD的正常工作温度范围的最低温度，若SSD的正常工作温度范围为[-30℃，70℃]，第二预设温度可以是-5℃，则在检测到SSD的当前温度低于第二预设温度时，可以通过控制半导体制冷片处于制热模式来实现对SSD中控制器芯片的加热功能。

通过半导体制冷片实现对SSD的温度提升的过程可以是：将半导体制冷片的第一电极与电源的负极相连，同时，将第二电极与电源的正极相连，此时，可将半导体制冷片中的第二表面的能量转移到第一表面，提高第一表面的温度，此时第一表面的温度可以高于第二表面的温度，而第一表面与SSD相邻，故能够使得SSD所处环境的温度较高，从而保证SSD的正常启动或工作等。

在实际应用中，当半导体制冷片处于制热模式时，第一表面的温度高于第二表面温度，若SSD与半导体制冷片之间存在导热片，则导热片可将温度较高的第一表面的热量传导到与SSD相接触的面，以提高与导热片接触的SSD的温度。

可选的，在通过半导体制冷片进行制热的过程中，由于SSD在工作过程中也会产生相应的热量，因此还可以实施对SSD的温度进行检测，若确定SSD的温度达到一定温度范围，可以停止半导体制冷片的制热工作模式。例如，当确定SSD的温度恢复到正常温度，如当前温度处于[6℃，15℃]，则可以控制半导体制冷片中第一电极和第二电极与电源的连接，停止制热模式。

实际应用中，在实现该调整装置的结构功能的过程可以如下。

首先，通过导热硅胶片将SSD控制器的热量传导到铝合金外壳上，导热硅胶片可以只是为了增加SSD中芯片与壳体之间的接触面积，从而提升导热效果。其中SSD控制器所在一侧的壳体(例如铝材)通常比较厚，同时，壳体上可以设置有多个导热槽来增加散热面积。

然后，可以确定壳体中与SSD相应的位置区域，该位置可以是SSD容置在壳体内时，SSD在壳体中对应的区域，该区域可以设置为壳体中用于放置半导体制冷片的位置，故在壳体中SSD相应的位置区域设置一个凹槽，该凹槽可以具有与半导体制冷片相匹配的形状，以将半导体制冷片的至少一部分嵌入凹槽内。

进一步，在SSD上增加半导体制冷片的控制电路，并增加相关的控制逻辑，其逻辑控制过程可以如图4所示。即通过BMC可以对电子设备进行整机的温度采集，进而对温度进行判断，并获得相应的判断结果，判断过程可以包括以下几中情况：

情况一：确定当前温度高于第一预设温度，如45℃时。此时，系统可以控制SSD中半导体制冷片进入制冷模式，实现对SSD的散热。

当然，在制冷过程中可以判断SSD的当前温度是否已处于正常工作温度范围内，若已经处于正常工作状态，则可以通过系统激活SSD，如启动SSD进入工作模式。或者，若检测当前温度仍较高，例如高于30℃，则可以继续控制半导体制冷片处于制冷模式，即第一电极与电源的正极相连，第二电机与电源的负极连接，直到SSD的温度恢复到常温。

情况二：若确定当前温度低于第二预设温度，如第二预设温度可以是-5℃，此时，系统可以控制SSD中半导体制冷片进入制冷模式，实现对SSD的加热，以达到SSD能够启动的正常温度范围。

情况三：若确定当前温度处于正常工作范围内，则系统可以激活SSD进行启动，从而进入工作模式。

本发明实施例中，由于在将半导体制冷片应用到SSD中时，只需要增加简单的电路和逻辑即可实现SSD的智能温控效果，故实现方式较为简单，通过调整半导体制冷片中第一电极和第二电极与电源的连接方式，即可调整半导体制冷片的工作模式，从而将被动热传导方式的散热变成主动热传导，增强SSD本身的环境适应能力。

基于同一发明构思，本发明实施例还公开一种电子设备，该电子设备包括外壳和调整装置。

其中，调整装置的结构及功能请参考前述部分，此处不再赘述。

当然，电子设备中还可以包括其它工作部件，如CPU、显卡等，其可以与调整装置相连，从而访问SSD。

在实际应用中，例如系统启动SSD时，通过调整装置可以检测当前温度是否满足SSD的启动温度要求，若不满足，则可以通过控制调整装置的工作模式来对SSD散热或加热，以使其处于能够启动的温度范围内，以使其能够在极端天气中启动，当然，在SSD工作过程中，也可以通过调整装置的自动温控效果对SSD(或SSD所处环境)的温度进行调整，使其处于一定的温度范围内，提高电子设备的对SSD的温控效果。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种调整装置，包括：

固态硬盘；

壳体，用于容置所述固态硬盘；

半导体制冷片，与所述固态硬盘相连，位于所述固态硬盘与所述壳体之间，用于调整所述固态硬盘的温度，

所述半导体制冷片包括第一表面和第二表面，所述第一表面与所述固态硬盘相接触，所述第二表面与所述壳体相接触。

2.如权利要求1所述的调整装置，其特征在于，所述半导体制冷片包括第一电极和第二电极；其中，当所述第一电极与电源的正极相连且所述第二电极与所述电源的负极相连时，所述半导体制冷片处于制冷模式，在所述制冷模式下，所述第一表面的温度低于所述第二表面的温度。

3.如权利要求2所述的调整装置，其特征在于，当所述第一电极与所述电源的负极相连且所述第二电极与所述电源的正极相连时，所述半导体制冷片处于制热模式，在所述制热模式下，所述第一表面的温度高于所述第二表面的温度。

4.如权利要求3所述的调整装置，其特征在于，所述第一表面的温度与所述第二表面的温度之间的温度差处于预设温度差范围内。

5.如权利要求1所述的调整装置，其特征在于，所述调整装置还包括：

导热片，贴附于所述固态硬盘上，用于在所述固态硬盘与所述半导体制冷片之间进行热量传递。

6.如权利要求1所述的调整装置，其特征在于，所述壳体包括用于容置所述半导体制冷片的凹槽。

7.如权利要求1所述的调整装置，其特征在于，所述壳体的至少一个表面设置有至少两个导热槽，用于增加所述壳体与空气的接触面积。

8.一种电子设备，包括：

外壳；

如权利要求1-7任一权项所述调整装置。