CN109358709A - 一种高密度散热改良服务器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高密度散热改良服务器系统,包括箱体、设置于箱体两侧的安装腔、设置于各安装腔内的主板、设置于主板上预设位置处的若干个CPU槽、设置在各CPU槽表面上并用于吸收CPU所产生的热量的水冷板,以及依次连通各水冷板、用于对其进行循环供应冷却水的冷却管。如此,当服务器系统正常运行时,各个CPU插槽内的CPU不断产生热量,同时各块水冷块迅速将热量吸收,并由冷却管将热量带走至外界进行热交换,从而迅速对CPU产生冷却效果。CPU由水冷系统直接进行散热冷却,没有其余零部件的遮挡和风力损耗,并且几乎没有噪音,因此散热效率更高,散热效果更佳。同时,水冷系统利用的是服务器的内部空间,因此无需特意增加服务器的整体尺寸和风扇尺寸。

Description

一种高密度散热改良服务器系统
技术领域
本发明涉及服务器技术领域,特别涉及一种高密度散热改良服务器系统。
背景技术
随着中国电子技术的发展,越来越多的电子设备已得到广泛使用。
服务器是电子设备中的重要组成部分,是提供计算服务的设备。由于服务器需要响应服务请求,并进行处理,因此一般来说服务器应具备承担服务并且保障服务的能力。根据服务器提供的服务类型不同,分为文件服务器,数据库服务器,应用程序服务器,WEB服务器等。服务器的主要构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等,和通用的计算机架构类似,但是由于需要提供高可靠的服务,因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。
在大数据时代,大量的IT设备会集中放置在数据中心。这些数据中心包含各类型的服务器、存储、交换机及大量的机柜及其它基础设施。每种IT设备都是有各种硬件板卡组成,如计算模块、存储模块、机箱、风扇模块等等。硬件设备都需要进行安装维护,为提高维护效率及提升设备的使用效率,需要对各类模块在设备中的固定及安装维护方式不断优化,在不增加成本的情况下实现高效率安装维护。
随着服务器技术的发展,客户的应用越来越广泛、越来越多样,尤其在互联网领域,客户主要对服务器计算性能、网络带宽以及存储容量的需求在不断提高,尤其是近些年推出的新型CPU功耗在不断提高,最高功耗一般都超过了165W。在这样的背景下,传统的风冷散热方式已经很难解决高功耗的CPU散热问题,同时为提高散热效率,必须不断增加服务器的整体尺寸,采用更大功率的风扇,如此导致服务器的尺寸和质量均较大,散热系统的功耗、噪音也相应较大。然而,由于服务器内部的部件众多,结构复杂,密度较大,风冷散热的方式效果并不理想。
因此,如何提高对CPU的散热效果,降低服务器的整体尺寸和散热系统的功耗,降低冷却过程中产生的噪音,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高密度散热改良服务器系统,能够提高对CPU的散热效果,降低服务器的整体尺寸和散热系统的功耗,降低冷却过程中产生的噪音。
为解决上述技术问题,本发明提供一种高密度散热改良服务器系统,包括箱体、设置于所述箱体两侧的安装腔、设置于各所述安装腔内的主板、设置于所述主板上预设位置处的若干个CPU槽、设置在各所述CPU槽表面上并用于吸收CPU所产生的热量的水冷板,以及依次连通各所述水冷板、用于对其进行循环供应冷却水的冷却管。
优选地,所述冷却管的进水端和出水端均穿设固定在所述箱体后端的固定板上。
优选地,所述冷却管具体为软管,且所述冷却管的外壁上设置有若干个固定扣,以与各所述水冷板固定。
优选地,所述主板上还设置有若干个内存插槽;各所述CPU槽在所述主板上沿其长度方向并列分布,各所述内存插槽分别分布在各所述CPU槽的两侧位置,且所述冷却管分布于所述内存插槽与对应的所述CPU槽的缝隙之间。
优选地,所述箱体内的两侧所述安装腔之间设置有若干个用于对各所述主板进行供电的电源模块,且各所述电源模块均集成安装在电源板上。
优选地,所述箱体的前端均匀分布有若干块硬盘,各块所述硬盘均集成安装在硬盘背板上,且通过所述硬盘背板将各块所述硬盘与各块所述主板间隔开。
优选地,所述硬盘背板的表面上设置有若干个背板连接器,所述电源板的表面上设置有电源连接器,所述主板的表面上设置有前端连接器,所述电源连接器和所述前端连接器分别通过线缆与各自对应的所述背板连接器连接。
优选地,所述硬盘背板与所述主板之间设置有若干个用于将所述箱体前端的冷空气引入内部的散热风扇,且所述硬盘背板上开设有若干个透气孔。
本发明所提供的高密度散热改良服务器系统,主要包括箱体、主板、CPU槽、水冷板和冷却管。其中,箱体为服务器系统的主体结构,主要用于安装和承载其余零部件,箱体的内部空间分为若干个区域,其中位于箱体两侧的空间为安装腔,该安装腔主要用于安装主板。在主板上的各个预设位置处设置有若干个CPU槽,该CPU槽用于安装CPU。重要的是,在各个CPU槽的表面上均设置有水冷板,在CPU的运行过程中所产生的热量,均会被水冷板所吸收。同时,各个水冷板通过冷却管进行串联,在该冷却管内供应有循环冷却水,可使冷却水在各个水冷板内与外界环境之间不断循环。如此,当服务器系统正常运行时,各个CPU插槽内的CPU不断产生热量,同时各块水冷块迅速将热量吸收,并由冷却管中的循环冷却水将热量带走至外界进行热交换,从而迅速对CPU产生冷却效果。并且,CPU由水冷系统直接进行散热冷却,相比于现有技术中的风冷系统,没有其余零部件的遮挡和风力损耗,并且几乎没有噪音,因此散热效率更高,散热效果更佳。同时,水冷系统利用的是服务器的内部空间,因此无需特意增加服务器的整体尺寸和风扇尺寸。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的实施例,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为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。
图2为图1中拆卸一侧安装腔中的主板后的结构示意图。
图3为图1中所示的一侧安装腔中的主板的具体结构示意图。
图4为图3中所示的水冷板和冷却管的具体结构示意图。
其中,图1—图4中:
箱体—1,主板—2,前端连接器—201,CPU槽—3,水冷板—4,冷却管—5,固定板—6,内存插槽—7,电源模块—8,电源板—9,电源连接器—901,硬盘—10,硬盘背板—11,背板连接器—111,透气孔—112,散热风扇—12,固定扣—13,PCIE支架—14,快拆接头—15。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅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做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。
请参考图1和图2,图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图,图2为图1中拆卸一侧安装腔中的主板后的结构示意图。
在本发明所提供的一种具体实施方式中,高密度散热改良服务器系统主要包括箱体1、主板2、CPU槽3、水冷板4和冷却管5。
其中,箱体1为服务器系统的主体结构,主要用于安装和承载其余零部件,箱体1的内部空间分为若干个区域,其中位于箱体1两侧的空间为安装腔,该安装腔主要用于安装主板2。此处优选地,该箱体1具体可采用2U、标准19英寸设计,其外形尺寸宽x高x深为446x87.5x845mm。当然,箱体1的具体形状和尺寸并不固定,具体可根据零部件的数量而定。
在主板2上的各个预设位置处设置有若干个CPU槽3,该CPU槽3用于安装CPU。重要的是,在各个CPU槽3的表面上均设置有水冷板4,在CPU的运行过程中所产生的热量,均会被水冷板4所吸收。同时,各个水冷板4通过冷却管5进行串联,在该冷却管5内供应有循环冷却水,可使冷却水在各个水冷板4内与外界环境之间不断循环。
如此,当服务器系统正常运行时,各个CPU插槽内的CPU不断产生热量,同时各块水冷块迅速将热量吸收,并由冷却管5中的循环冷却水将热量带走至外界进行热交换,从而迅速对CPU产生冷却效果。并且,CPU由水冷系统直接进行散热冷却,相比于现有技术中的风冷系统,没有其余零部件的遮挡和风力损耗,并且几乎没有噪音,因此散热效率更高,散热效果更佳。同时,水冷系统利用的是服务器的内部空间,因此无需特意增加服务器的整体尺寸和风扇尺寸。
在关于箱体1的一种优选实施方式中,在箱体1的前端设置有进风窗,同时在箱体1的前端安装空间内设置有若干块硬盘10,一般可支持至12块3.5寸可热插拔的硬盘10。各个硬盘10均安装在托架上,再通过各个托架安装在箱体1的前端安装空间内。考虑到同时支持的硬盘10数量较多,为方便接线,节省空间,本实施例在箱体1前端插设了一块硬盘背板11,如此,各块硬盘10均可集成安装在该硬盘背板11上。同时,通过该硬盘背板11的作用,同时可将各块硬盘10与箱体1内的其余零部件间隔开。具体的,在硬盘背板11上朝向各块硬盘10的表面上设置有若干个连接器插槽,各块硬盘10只需将数据接口插入该连接器插槽,即可将数据信号传递至该硬盘背板11。
箱体1内的安装空间通过上述硬盘背板11被分隔为两部分,前端的一部分主要用于安装硬盘10,而后端的另一部分则主要用于安装主板2。同时,该部分安装空间又通过电源模块8和电源板9拆分为两个安装腔,该两个安装腔内均可安装若干块主板2。
其中,电源模块8主要用于为各块主体提供电能供应,考虑到主板2的安装数量较多,因此电源模块8也可以适当设置多个。一般的,一个电源模块8可同时支持两块主板2的电能需求。为节省空间,各个电源模块8可垂向堆叠,避免挤占各块主板2的安装空间。为方便各个电源模块8的与各块主板2的连接,减少线缆连接数量,各个电源模块8均集成在电源板9上,同时在电源板9上的端部上设置有若干个电源连接器901,如此,即通过电源连接器901与各块主板2的连接实现各个电源模块8对主板2的供电,供电形式更加方便、简洁,节省了大部分线缆,缩小了空间占用。
当然,各个电源模块8还可通过电源连接器901对各块硬盘10进行供电。为此,本实施例在硬盘背板11的表面上设置了若干个背板连接器111,电源连接器901可通过线缆连接至该背板连接器111,如此即可方便地通过硬盘背板11对各块连接的硬盘10进行供电。
如图3所示,图3为图1中所示的一侧安装腔中的主板的具体结构示意图。
同时,为方便各个电源模块8与主板2间的供电连接,本实施例在主板2的前端延伸一端距离达到硬盘背板11表面处,并在延伸端部的端面上设置了前端连接器201,该前端连接器201可与硬盘背板11表面上设置的背板连接器111信号通信,主要用于将从电源连接器901传递的电流通过其中一个背板连接器111传递至硬盘背板11上,然后再通过另一个背板连接器111传递至主板2上,从而利用硬盘背板11的“中介”作用实现电源板9至主板2之间的电能传递。
如图4所示,图4为图3中所示的水冷板和冷却管的具体结构示意图。
在关乎水冷系统的一种优选实施方式中,冷却管5的进水端和出水端可均穿设固定在箱体1后端的固定板6上,冷却管5整体即形成“U”型管状。一般的,在箱体1的后端上均设置有PCIE支架14等结构,固定板6即设置在此类结构中,同时,为方便冷却管5的安装,在固定板6上可同时设置两个安装孔,分别对应冷却管5的进水端和出水端。
同时,为方便冷却管5在主板2上的走线,该冷却管5具体可为软管,同时为保证冷却管5的稳定安装,避免机械振动等因素的影响造成管连接脱落等影响,在冷却管5的外表上可设置若干个固定扣13,在冷却管5接近水冷板4的位置处,即可通过固定扣13将冷却管5与水冷板4进行固定。
进一步的,为方便对水冷系统的维护和对冷却水的更换,在冷却管5的进水口和出水口处可均设置快拆接头15,从而方便地进行拆装。
另外,在主板2上除了设置有PCU槽之外,一般还设置有内存插槽7。为规范CPU槽3和内存插槽7的分布空间,缩减体积,各个CPU槽3可在主板2上沿其长度方向进行分布,而各个内存插槽7可分别分布在各个CPU槽3的两侧位置。在各个CPU槽3与各个内存插槽7之间一般留有间隙,如此,冷却管5即可分布在该间隙内,从而避免占用内存插槽7的安装空间。
不仅如此,为提高对CPU和硬盘10等其余零部件的散热效果,降低水冷系统的负担,本实施例在硬盘背板11与主板2之间增设了若干个散热风扇12。具体的,该散热风扇12主要用于将箱体1前端的冷空气吸入到箱体1内部,经过对硬盘10、CPU和内存插槽7等部件后,再从箱体1后端流出。如此,由于主要发热部件CPU已由水冷系统进行散热冷却,因此散热风扇12所引入的冷空气可较大程度地用于箱体1内的其余零部件,同时确保了该部分零部件的散热需求。当然,为保证冷空气能够顺利通过硬盘背板11,本实施例在硬盘背板11上开设了若干个透气孔112。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种高密度散热改良服务器系统,其特征在于,包括箱体(1)、设置于所述箱体(1)两侧的安装腔、设置于各所述安装腔内的主板(2)、设置于所述主板(2)上预设位置处的若干个CPU槽(3)、设置在各所述CPU槽(3)表面上并用于吸收CPU所产生的热量的水冷板(4),以及依次连通各所述水冷板(4)、用于对其进行循环供应冷却水的冷却管(5)。
2.根据权利要求1所述的高密度散热改良服务器系统,其特征在于,所述冷却管(5)的进水端和出水端均穿设固定在所述箱体(1)后端的固定板(6)上。
3.根据权利要求2所述的高密度散热改良服务器系统,其特征在于,所述冷却管(5)具体为软管,且所述冷却管(5)的外壁上设置有若干个固定扣(13),以与各所述水冷板(4)固定。
4.根据权利要求3所述的高密度散热改良服务器系统,其特征在于,所述主板(2)上还设置有若干个内存插槽(7);各所述CPU槽(3)在所述主板(2)上沿其长度方向并列分布,各所述内存插槽(7)分别分布在各所述CPU槽(3)的两侧位置,且所述冷却管(5)分布于所述内存插槽(7)与对应的所述CPU槽(3)的缝隙之间。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高密度散热改良服务器系统,其特征在于,所述箱体(1)内的两侧所述安装腔之间设置有若干个用于对各所述主板(2)进行供电的电源模块(8),且各所述电源模块(8)均集成安装在电源板(9)上。
6.根据权利要求5所述的高密度散热改良服务器系统,其特征在于,所述箱体(1)的前端均匀分布有若干块硬盘(10),各块所述硬盘(10)均集成安装在硬盘背板(11)上,且通过所述硬盘背板(11)将各块所述硬盘(10)与各块所述主板(2)间隔开。
7.根据权利要求6所述的高密度散热改良服务器系统,其特征在于,所述硬盘背板(11)的表面上设置有若干个背板连接器(111),所述电源板(9)的表面上设置有电源连接器(901),所述主板(2)的表面上设置有前端连接器(201),所述电源连接器(901)和所述前端连接器(201)分别通过线缆与各自对应的所述背板连接器(111)连接。
8.根据权利要求7所述的高密度散热改良服务器系统,其特征在于,所述硬盘背板(11)与所述主板(2)之间设置有若干个用于将所述箱体(1)前端的冷空气引入内部的散热风扇(12),且所述硬盘背板(11)上开设有若干个透气孔(112)。
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