CN107291200A - 一种新型Purley CPU散热器设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了新型Purley CPU散热器的设计方法，包括以下步骤：获取场景的通风量，查表获取散热器的热阻Rca值；选取某一CPU型号，查表获取功耗值，查表获取CPU允许的最大表面温度Tcmax值；将散热器的热阻Rca值与功耗值的乘积作为场景下的CPU表面温度Tc值；将CPU表面温度Tc值与CPU允许的最大表面温度Tcmax值进行比较；如果CPU表面温度Tc值≤CPU允许的最大表面温度Tcmax，确认散热器能够支持该CPU型号，如果CPU表面温度Tc值＞与CPU允许的最大表面温度Tcmax，需要返回前述的步骤重新选取低规格的CPU型号。本发明通过分析能够提前评估散热器设计所能支持的CPU功耗水平，效率高，能够降低设计成本。

Description

一种新型Purley CPU散热器设计方法
技术领域
本发明涉及服务器的内部冷却散热技术领域，尤其涉及一种新型Purley CPU散热器设计方法。
背景技术
随着CPU技术的发展，其功能/集成密度越来越强大，发热功耗也逐步提升，目前计算机行业采用的许多CPU，例如如现有技术中针对当前最新新版Purley平台CPU，应用越来越广泛，最新版Intel Purley CPU的最大功耗已经达到250W/颗以上的水平。尤其考虑到Intel Purley CPU的应用非常广泛，使得Purley CPU散热器的设计显得愈来愈重要。当然作为Purley CPU具有较多发热功耗种类，如何考评设计的散热器所支持的CPU种类是一个比较难的问题，现有技术中也缺少评价一种新设计的散热器是否支持和满足某个种类的CPU的散热要求的方法。
发明内容
本发明的目的就是为解决现有技术存在的上述问题，提供一种新型Purley CPU散热器设计方法；本发明通过分析能够提前评估散热器设计所能支持的CPU功耗水平，能够快速有效的评估所设计的散热器能否满足不同型号Purley CPU的散热性能，效率高，能够降低设计成本。
本发明解决技术问题的技术方案为：
一种新型Purley CPU散热器的设计方法，包括以下步骤：
获取场景的通风量，查表获取散热器的热阻Rca值；
选取某一CPU型号，查表获取功耗值，查表获取CPU允许的最大表面温度Tcmax值(或者为Tcasemax)；
将散热器的热阻Rca值与功耗值的乘积作为场景下的CPU表面温度Tc值；
将CPU表面温度Tc值与CPU允许的最大表面温度Tcmax值进行比较；如果CPU表面温度Tc值≤CPU允许的最大表面温度Tcmax，确认散热器能够支持该CPU型号，如果CPU表面温度Tc值＞与CPU允许的最大表面温度Tcmax，确认散热器不支持该CPU型号，需要返回前述的步骤重新选取低规格的CPU型号，重复以上步骤。
散热器的热阻Rca值通过散热仿真获得：通过散热仿真软件建立计算机详细模型，通过模型中的温度模拟功能计算得到。
散热器的热阻Rca值通过实测获得：通过风洞测试设备，建立实物场景，实物场景中在散热器下方放置CPU实物或者发热块，通过控制CPU或发热块的功耗来监控散热器的温度变化，计算得到Rca；通过对散热器结构进行风洞分析，结合应用场景通风量情况，对散热器所支持CPU发热功耗的范围情况进行确认。
其中某一CPU型号的选取是通过以下方法确定：选取Purley平台不同型号CPU，对这些不同型号CPU的CPU允许的最大表面温度Tcmax值进行比对，根据CPU允许的最大表面温度Tcmax值将Purley CPU分为可支持与不可支持两类，将可支持的Purley CPU作为可选取的CPU型号。由于不同设计结构的散热器能够支持的CPU型号肯定会有差别，通过该方法能够大大简化CPU型号选取和评估的过程，节省了选取时间、提高了选取的效率。
本发明的有益效果：
1.本发明通过本发明通过分析能够提前评估散热器设计所能支持的CPU功耗水平，能够快速有效的评估所设计的散热器能否满足不同型号Purley CPU的散热性能，效率高，能够降低设计成本。
2.通过选取Purley平台不同型号CPU，对这些不同型号CPU的CPU允许的最大表面温度Tcmax值进行比对，根据CPU允许的最大表面温度Tcmax值将Purley CPU分为可支持与不可支持两类，将可支持的Purley CPU作为可选取的CPU型号。由于不同设计结构的散热器能够支持的CPU型号肯定会有差别，通过该方法能够大大简化CPU型号选取和评估的过程，节省了选取时间、提高了选取的效率。
附图说明
图1为本发明的实施例1的流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细解释本发明的实施方式。
实施例1
结合图1，一种新型Purley CPU散热器的设计方法，包括以下步骤：
获取场景的通风量，查表获取散热器的热阻Rca值；
选取某一CPU型号，查表获取功耗值，查表获取CPU允许的最大表面温度Tcmax值(或者为Tcasemax)；
将散热器的热阻Rca值与功耗值的乘积作为场景下的CPU表面温度Tc值；
将CPU表面温度Tc值与CPU允许的最大表面温度Tcmax值进行比较；如果CPU表面温度Tc值≤CPU允许的最大表面温度Tcmax，确认散热器能够支持该CPU型号，如果CPU表面温度Tc值＞与CPU允许的最大表面温度Tcmax，确认散热器不支持该CPU型号，需要返回前述的步骤重新选取低规格的CPU型号，重复以上步骤。
散热器的热阻Rca值通过散热仿真获得：通过散热仿真软件建立计算机详细模型，通过模型中的温度模拟功能计算得到。
其中某一CPU型号的选取是通过以下方法确定：选取Purley平台不同型号CPU，对这些不同型号CPU的CPU允许的最大表面温度Tcmax值进行比对，根据CPU允许的最大表面温度Tcmax值将Purley CPU分为可支持与不可支持两类，将可支持的Purley CPU作为可选取的CPU型号。由于不同设计结构的散热器能够支持的CPU型号肯定会有差别，通过该方法能够大大简化CPU型号选取和评估的过程，节省了选取时间、提高了选取的效率。
实施例2
散热器的热阻Rca值通过实测获得：通过风洞测试设备，建立实物场景，实物场景中在散热器下方放置CPU实物或者发热块，通过控制CPU或发热块的功耗来监控散热器的温度变化，计算得到Rca；通过对散热器结构进行风洞分析，结合应用场景通风量情况，对散热器所支持CPU发热功耗的范围情况进行确认。其他参照实施例1，在此不再赘述。
本发明对一种铜结构的散热器结构设计进行试验和测试，通过按照以上的步骤，计算不同场景通风量的情况下，通过风洞分析形成如下数据表1，散热器的热阻Rca通过散热仿真或者实测获得，并按照反推流程图获得可支持的CPU最大发热功耗及型号。
表1
CFM Tc(℃) Ta ΔTca W Rca(℃/W)
5 82.00 22.90 59.10 100.00 0.5910
10 81.50 22.70 58.80 165.00 0.3564
15 70.30 22.80 47.50 165.00 0.2879
20 59.50 22.38 37.12 165.00 0.2250
25 55.60 22.70 32.90 165.00 0.1994
30 53.00 23.58 29.42 165.00 0.1783
35 51.40 24.08 27.32 165.00 0.1656
40 50.90 24.43 26.47 165.00 0.1604
表1中，Tc为CPU表面温度，也可以表示为Tcase；Tcmax表示CPU允许的最大表面温度，或者表示为Tcasemax；CFM为通风量；Ta为：测试时的环境温度；ΔTca表示(Tc-Ta)，即CPU表面温度与环境温度的差值；W为发热量；Rca为热阻，评估散热器散热能力的一个参数，热阻越大，散热能力会较低；反之会较高。从以上数据的结果可以看出，通过该方法能够有效的评估所设计的散热器能满足某个型号Purley CPU的散热性能，与现有技术相比省时省力效率高，成本低。
上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种新型Purley CPU散热器的设计方法，其特征是，包括以下步骤：
获取场景的通风量，查表获取散热器的热阻Rca值；
选取某一CPU型号，查表获取功耗值，查表获取CPU允许的最大表面温度Tcmax值；
将散热器的热阻Rca值与功耗值的乘积作为场景下的CPU表面温度Tc值；
将CPU表面温度Tc值与CPU允许的最大表面温度Tcmax值进行比较；如果CPU表面温度Tc值≤CPU允许的最大表面温度Tcmax，确认散热器能够支持该CPU型号，如果CPU表面温度Tc值＞与CPU允许的最大表面温度Tcmax，确认散热器不支持该CPU型号，需要返回前述的步骤重新选取低规格的CPU型号。
2.如权利要求1所述的一种新型Purley CPU散热器的设计方法，其特征是，散热器的热阻Rca值通过散热仿真获得：利用散热仿真软件建立计算机详细模型，通过模型中的温度模拟功能计算得到。
3.如权利要求1所述的一种新型Purley CPU散热器的设计方法，其特征是，散热器的热阻Rca值通过实测获得：利用风洞测试设备，建立实物场景，实物场景中在散热器下方放置CPU实物或者发热块，通过控制CPU或发热块的功耗来监控散热器的温度变化，计算得到Rca；通过对散热器结构进行风洞分析，结合应用场景通风量情况，对散热器所支持CPU发热功耗的范围情况进行确认。
4.如权利要求1所述的一种新型Purley CPU散热器的设计方法，其特征是，其中某一CPU型号的选取是通过以下方法确定：选取Purley平台不同型号CPU，对这些不同型号CPU的CPU允许的最大表面温度Tcmax值进行比对，根据CPU允许的最大表面温度Tcmax值将PurleyCPU分为可支持与不可支持两类，将可支持的Purley CPU作为可选取的CPU型号。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109299576A (zh) * 2018-11-12 2019-02-01 郑州云海信息技术有限公司 一种应用于部件散热仿真评估方法及其测试装置
WO2019033614A1 (zh) * 2017-08-18 2019-02-21 郑州云海信息技术有限公司 一种新型Purley CPU散热器设计方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111859628A (zh) * 2020-06-29 2020-10-30 珠海格力电器股份有限公司 散热肋片结构参数评估方法、装置、存储介质及计算设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102768083A (zh) * 2012-07-25 2012-11-07 曙光信息产业(北京)有限公司 Cpu温度检测装置及利用其得到cpu温度的系统
CN103631351A (zh) * 2013-12-17 2014-03-12 北京百度网讯科技有限公司 服务器的风扇控制方法、装置和服务器
KR20140079192A (ko) * 2012-12-18 2014-06-26 주식회사 현대엠앤케이 히트 싱크
US9280188B2 (en) * 2014-06-03 2016-03-08 Mediatek Inc. Thermal control method and thermal control system
CN105658029A (zh) * 2016-01-04 2016-06-08 北京国科世纪激光技术有限公司 一种散热器造型计算方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101472438B (zh) * 2007-12-29 2012-03-14 富准精密工业(深圳)有限公司 电子系统散热需求确认方法
US10162394B2 (en) * 2014-09-10 2018-12-25 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Systems and methods for sustainable self-cooling of central processing unit thermal hot spots using thermoelectric materials
CN104391240B (zh) * 2014-11-19 2017-05-17 北京京东尚科信息技术有限公司 电路板卡耐温性分析方法
CN107291200A (zh) * 2017-08-18 2017-10-24 郑州云海信息技术有限公司 一种新型Purley CPU散热器设计方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102768083A (zh) * 2012-07-25 2012-11-07 曙光信息产业(北京)有限公司 Cpu温度检测装置及利用其得到cpu温度的系统
KR20140079192A (ko) * 2012-12-18 2014-06-26 주식회사 현대엠앤케이 히트 싱크
CN103631351A (zh) * 2013-12-17 2014-03-12 北京百度网讯科技有限公司 服务器的风扇控制方法、装置和服务器
US9280188B2 (en) * 2014-06-03 2016-03-08 Mediatek Inc. Thermal control method and thermal control system
CN105658029A (zh) * 2016-01-04 2016-06-08 北京国科世纪激光技术有限公司 一种散热器造型计算方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
田金颖: "《CPU热管散热器的实验研究与数值模拟》", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *
陈瑞球: "《制冷与空调实验教程 专业基础部分》", 31 March 2010 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019033614A1 (zh) * 2017-08-18 2019-02-21 郑州云海信息技术有限公司 一种新型Purley CPU散热器设计方法
CN109299576A (zh) * 2018-11-12 2019-02-01 郑州云海信息技术有限公司 一种应用于部件散热仿真评估方法及其测试装置
CN109299576B (zh) * 2018-11-12 2022-02-18 郑州云海信息技术有限公司 一种应用于部件散热仿真评估方法及其测试装置

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