CN109521860A - 一种用于gpu服务器带漏液检测的水冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种用于GPU服务器带漏液检测的水冷系统，该系统包括机箱、漏液检测板、皇冠夹、供电板、GPU板和水冷模组；漏液检测板用于检测液体泄漏，当检测到液体泄漏，并及时发出报警；GPU板用于对水冷系统计算并输出结果；水冷模组用于给GPU散热，并把热量带出机箱外部；皇冠夹焊接在供电板上，用于把外部电源引入供电板，然后通过线缆给GPU板供电；漏液检测板通过信号线和GPU板、水冷模组相连；水冷模组通过螺丝固定在机箱内部和GPU板上。本发明不仅可以解决GPU的散热问题，又能通过漏液检测板检测系统出是否有漏液，消除液体泄露并导致板卡损坏的风险。本发明适用于1U服务器、2U服务器、4U服务器、8U服务器、16U服务器等。
Description
技术领域
本发明涉及GPU服务器散热技术领域，更具体地说，涉及一种用于GPU服务器带漏液检测的水冷系统。
背景技术
随着AI市场(人工智能)的迅速发展，GPU服务器的需求量也得到了高速增长，从最开始的2GPU、4GPU、8GPU服务器发展到了到目前的16GPU服务器，单GPU的功耗也从250W增加到了400W；在这样的背景下，传统的风冷一般很难解决高功耗的GPU散热问题，即使勉强解决了，也需要做大服务器的尺寸，采用大功率的风扇，造成的后果一是增加了风扇的噪声、另外也不节能；相对而言，水冷技术不但能提高大功耗器件的散热效果，又能降低服务器的功耗，必定是以后解决大功耗服务器散热问题的发展方向。
水冷系统包含服务器内循环和外循环，内循环是指冷水从CDU流出到水冷板、带走发热器件的热量，再流进CDU和外部的冷水进行热交换，通过外循环最终把热量带到外部水冷塔；由于内循环的线路是在服务器内部，必然存在液体泄露并导致板卡损坏的风险。
发明内容
针对以上缺点，本发明实施例提出了一种用于GPU服务器带漏液检测的水冷系统，既能够解决GPU的散热问题，又能消除液体泄露并导致板卡损坏的风险。
本发明实施例提出了一种用于GPU服务器带漏液检测的水冷系统，包括：机箱、漏液检测板、皇冠夹、供电板、GPU板和水冷模组；
所述机箱用于放置和固定漏液检测板、皇冠夹、供电板、GPU板和水冷模组；所述漏液检测板用于检测液体泄漏，当检测到液体泄漏，并及时发出报警；所述GPU板用于对水冷系统计算并输出结果；所述水冷模组用于给GPU散热，并把热量带出机箱外部；所述供电板用于对水冷系统供电；
所述皇冠夹焊接在供电板上，用于把外部电源引入供电板，然后通过线缆给GPU板供电；所述漏液检测板通过信号线和GPU板、水冷模组相连；所述水冷模组通过螺丝固定在机箱内部和GPU板上。
进一步的，所述水冷模组包括快拆接头、进水软管、进水分水器、进水软管支路、GPU水冷板、级联管、固定螺丝、出水管支路、出水集水器、出水软管；
所述快拆接头用于连接外部水管；所述进水软管为冷水的进水通道；所述进水分水器将从进水软管进来的冷水分成若干进水软管支路进入GPU水冷板；所述GPU水冷板每两个级联将热量带走；所述GPU水冷板每两个级联的管为级联管；所述出水集水器将经过GPU水冷板的若干出水管支路汇总成一路，通过所述出水软管将热水带出水冷系统。
进一步的，所述GPU水冷板和进水软管支路的连接处的下方设有集水凹槽；所述GPU板和级联管的连接处的下方设有集水凹槽；以及GPU水冷板和出水软管的连接处的下方也设有集水凹槽。
进一步的，每一路的进水软管支路、级联管和出水管支路上缠有一根双芯感应线；所述双芯感应线上设有套管。
进一步的，所述若干个进水软管支路的长度相同；所述若干个级联管的长度相同；且所述若干个出水管支路的长度也相同。
进一步的，所述进水分水器、所述出水集水器和所述漏液检测板通过螺丝固定在机箱支架上；所述GPU水冷板通过四颗螺丝固定在所述GPU板Socket上；所述快拆接头卡接在机箱尾部。
进一步的，所述漏液检测板包括第一插针、第二插针和检测芯片；所述第一插针有若干个PIN；所述若干个PIN分别用于连接电源输入、接地和若干个信号输出；所述信号输出连接GPU板的BMC；所述第二插针有若干个PIN，其中每2个PIN为一组用于连接所述双芯感应线的A端；所述双芯感应线的B端连接按键控制板。
进一步的，所述漏液检测板的功能为，当有液体泄漏时，所述检测双芯感应线由断开变成导通，所述芯片发出报警信号给所述GPU板的BMC；所述GPU板的BMC收到报警信号之后，备份资料，并给服务器断电，同时通知工作人员维修。
进一步的，所述按键控制板通过对所述双芯感应线(21)进行短路，然后发出检测报警信号，以检测所述漏液检测板(2)是否正常工作，并且设置在若干秒内短路报警，在此过程中保持供电状态。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
本发明提出了一种用于GPU服务器带漏液检测的水冷系统，该系统包括机箱、漏液检测板、皇冠夹、供电板、GPU板和水冷模组；机箱用于放置和固定漏液检测板、皇冠夹、供电板、GPU板和水冷模组；漏液检测板用于检测液体泄漏，当检测到液体泄漏，并及时发出报警；GPU板用于对水冷系统计算并输出结果；水冷模组用于给GPU散热，并把热量带出机箱外部；供电板用于对水冷系统供电；皇冠夹焊接在供电板上，用于把外部电源引入供电板，然后通过线缆给GPU板供电；漏液检测板通过信号线和GPU板、水冷模组相连；水冷模组通过螺丝固定在机箱内部和GPU板上。本发明不仅可以解决GPU的散热问题，又能通过漏液检测板检测系统出是否有漏液，消除液体泄露并导致板卡损坏的风险。本发明适用于1U服务器、2U服务器、4U服务器、8U服务器、16U服务器等。
附图说明
图1是本发明实施例1一种4U服务器内部水冷系统布局图；
图2是基于本发明实施例1一种4U服务器内部水冷系统中水冷模组示意图；
图3是基于本发明实施例1一种4U服务器内部水冷系统中水冷板示意图；
图4是基于本发明实施例1一种4U服务器内部水冷系统中漏液检测板示意图；
图5是基于本发明实施例1一种4U服务器内部水冷系统中进水软管支路、级联管和出水管支路上缠有一根双芯感应线示意图；
图6是基于本发明实施例1一种4U服务器内部水冷系统中漏液检测板检测泄漏是否发生的原理图；
图7是基于本发明实施例1中一种1U服务器水冷系统示意图；
图8是基于本发明实施例1中一种1U服务器水冷系统中水冷模组示意图；
其中，1-4U机箱；2-漏液检测板；3-皇冠夹；4-供电板；5-GPU板；6-水冷模组；7-快拆接头；8-进水软管；9-进水分水器；10-进水软管支路；11-水冷板；12-固定螺丝；13-出水管支路；14-出水集水器；15-出水管；16-集水凹槽；17-水冷板接头；18-第一插针；19-第一插针；20-检测芯片；21-进/出水管；22-双芯感应线；23-保护套管；24-级联管。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
实施例1
本发明提出了一种用于GPU服务器带漏液检测的水冷系统，本发明实施例适用于1U服务器系统、2U服务器系统、4U服务器系统、8U服务器系统、16U服务器系统等。本发明实施例1提供了一种4U服务器内部水冷系统。图1是本发明实施例1一种4U服务器内部水冷系统布局图，系统包括：一个4U机箱1、一个漏液检测板2、两个皇冠夹3、供电板4、GPU板5和水冷模组6。4U机箱1用于放置和固定漏液检测板2、皇冠夹3、供电板4、GPU板5和水冷模组6。漏液检测板2通过信号线和GPU板5、水冷模组6相连，用于检测液体泄漏，当检测到液体泄漏，并及时发出报警。GPU板5用于对水冷系统计算并输出结果。供电板4用于对水冷系统供电。水冷模组6用于给GPU散热，并把热量带出机箱外部。皇冠夹3焊接在供电板4上，用于把外部电源引入供电板4，然后通过线缆给GPU板5供电。漏液检测板2通过信号线和GPU板5、水冷模组6相连。水冷模组6通过螺丝固定在机箱1内部和GPU板5上。
图2是基于本发明实施例1一种4U服务器内部水冷系统中水冷模组示意图。水冷模组6包括快拆接头7、进水软管8、进水分水器9、进水软管支路10、GPU水冷板11、级联管24、固定螺丝12、出水管支路13、出水集水器14、出水软管15等。快拆接头7用于连接外部水管，将CDU的冷水引入、将系统的热水排出。进水软管8为冷水的进水通道，进水分水器9将一路冷水分成四路冷水，分别流入四组进水软管支路10、每组两个GPU水冷板11级联，通过级联管24相连，GPU水冷板11每两个级联将热量带走。出水集水器14将经过GPU水冷板11的若干出水管支路13汇总成一路，通过出水软管15将热水带出水冷系统。其中进水软管8、进水软管支路10、级联管24、出水管支路13和出水软管15均采用软管固定扣对其加以固定，防止软管散落在4U机箱1的内部。
进水分水器9、所述出水集水器14和漏液检测板2通过螺丝固定在4U机箱1支架上，GPU水冷板11通过四颗螺丝固定在GPU板Socket上，快拆接头7卡接在机箱2尾部。
图3是基于本发明实施例1一种4U服务器内部水冷系统中水冷板示意图。GPU水冷板11和进/出水管的连接部位是泄露容易发生的危险部位，此处做了四周密封的凹槽为集水凹槽，达到短时间内液体不会外流到GPU板上的目的。其中进/出水管包括进水软管支路10、级联管24和出水管支路13。所以GPU水冷板11和进水软管支路10的连接处的下方设有集水凹槽16，GPU板11和级联管24的连接处的下方设有集水凹槽16，以及GPU水冷板11和出水管支路13的连接处的下方也设有集水凹槽16。
进水管8经过进水分水器9后分成四路进水管支路10，分别连接四个GUP水冷板5，然后每一路再串联一个GPU水冷板，最后经过出水管支路13汇集到出水集水器14合成一根出水管15，每一路的进水管支路10、级联管24、出水管支路13总管线总长度尽量做到一致，均衡各支路的流阻，保证每个GPU的温度一致。
图5是基于本发明实施例1一种4U服务器内部水冷系统中进水软管支路、级联管和出水管支路上缠有一根双芯感应线示意图。如图5所示每一路的进水软管支路10、级联管24和出水管支路13上缠有一根双芯感应线22；一共四路缠绕4根感应线，不管哪一路出现泄漏，都会导通感应线，漏液检测板2会及时发出信号给GPU板5断电，从而保护整个机器不会损坏；感应线外部再套上一层套管23，既起到固定感应线的作用，又有起到防水不泄露的作用。
在该水冷系统中，漏液检测板2用于检测液体是否泄漏。图4是基于本发明实施例1一种4U服务器内部水冷系统中漏液检测板示意图。漏液检测板2包括第一插针18、第二插针19和检测芯片20。漏液检测板2的一端是第一插针18，其中第一插针为6Pin插针，分别为5V输入、GND、DO1、DO2、DO3、DO4，其中5V和GND连接GPU板5的供电线路作为供电输入，DO1-DO4是四路信号输出。接到GPU板5的BMC；漏液检测板2的另外一端是第二插针，其中第二插针19为8PIN插针，分别为R1/B1、R2/B2、R3/B3、R4/B4，每两Pin为一组连接一根感应线的A端，一共连接四根感应线，四组Pin脚通过检测芯片20分别对应DO1-DO4。由于感应线是双芯，平时是为断路状态，当有液体泄露时，感应线导通，判定有泄漏发生，漏液检测板2的检测芯片20会发出检测报警信号DO给BMC，BMC获知检测报警信号DO之后立即备份资料并给服务器断电，并远程通知客服人员过来维修。
图6是基于本发明实施例1一种4U服务器内部水冷系统中漏液检测板检测泄漏是否发生的原理图。为了检查感应线和漏液检测板2这一系统在长期运行中是否正常工作，四根感应线的B端接入一个按键控制板，并安装在服务器前面板上，通过定期对四根感应线短路发出报警，来判断漏液检测系统是否正常工作；为了和真正的泄露区分开，此发明专门设置3秒以内短路只报警而在此过程中保持供电状态。
针对本系统，可以扩展到别的系统，比如1U服务器系统、支持2个高功率的GPU，2U服务器系统、支持4个GPU，或者8U服务器系统、支持16个GPU，由于采用常规的风冷很难解决这些系统的散热问题，都可以采用这种带漏液检测的水冷系统；
图7是基于本发明实施例1中一种1U服务器水冷系统示意图；将4U服务器水冷系统中的水冷模组，四组GPU水冷板级联的方式，简化成一组。该系统包括一个1U机箱、一个漏液检测板、两个皇冠夹、供电板、GPU板和水冷模组。4U机箱用于放置和固定漏液检测板、皇冠夹、供电板、GPU板和水冷模组。漏液检测板通过信号线和GPU板、水冷模组相连，用于检测液体泄漏，当检测到液体泄漏，并及时发出报警。GPU板用于对水冷系统计算并输出结果。供电板用于对水冷系统供电。水冷模组用于给GPU散热，并把热量带出机箱外部。皇冠夹焊接在供电板上，用于把外部电源引入供电板，然后通过线缆给GPU板供电。漏液检测板通过信号线和GPU板、水冷模组相连。水冷模组通过螺丝固定在机箱内部和GPU板上。
图8是基于本发明实施例1中一种1U服务器水冷系统中水冷模组示意图。快拆接头用于连接外部水管，将CDU的冷水引入、将系统的热水排出。进水软管为冷水的进水通道，进水分水器9将一路冷水直接进入进水软管支路10、两个GPU水冷板11通过级联管级联，然后热水通过出水软管送出。其中进水分水器9有两个通道，一个通道用于进水，另一个通道用于出水软管出水。
在进水软管支路10、级联管和出水软管上缠有一根双芯感应线示意图，该路进出水管出现泄漏就会导通感应线，漏液检测板会及时发出信号给GPU板断电，从而保护整个机器不会损坏；感应线外部再套上一层套管，既起到固定感应线的作用，又有起到防水不泄露的作用。
在该水冷系统中，漏液检测板用于检测液体是否泄漏，漏液检测板包括第一插针第二插针和检测芯片。漏液检测板的一端是第一插针，其中第一插针为3Pin插针，分别为5V输入、GND、DO1，其中5V和GND连接GPU板的供电线路作为供电输入，DO1为信号输出。接到GPU板的BMC；漏液检测板的另外一端是第二插针，其中第二插针为2PIN插针，为R1/B1，两Pin为一组连接一根感应线的A端，Pin脚通过检测芯片对应DO1。由于感应线是双芯，平时是为断路状态，当有液体泄露时，感应线导通，判定有泄漏发生，漏液检测板的检测芯片会发出检测报警信号DO给BMC，BMC获知检测报警信号DO之后立即备份资料并给服务器断电，并远程通知客服人员过来维修。
为了检查感应线和漏液检测板这一系统在长期运行中是否正常工作，感应线的B端接入一个按键控制板，并安装在服务器前面板上，通过定期对感应线短路发出报警，来判断漏液检测系统是否正常工作；为了和真正的泄露区分开，此发明专门设置3秒以内短路只报警而在此过程中保持供电状态。
对于8U服务器系统、支持16个GPU的水冷系统，可以使用两个4U服务器系统分层散热。
尽管说明书及附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。
Claims (9)
1.一种用于GPU服务器带漏液检测的水冷系统，其特征在于，包括：机箱(1)、漏液检测板(2)、皇冠夹(3)、供电板(4)、GPU板(5)和水冷模组(6)；
所述机箱(1)用于放置和固定漏液检测板(2)、皇冠夹(3)、供电板(4)、GPU板(5)和水冷模组(6)；所述漏液检测板(2)用于检测液体泄漏，当检测到液体泄漏，并及时发出报警；所述GPU板(5)用于对水冷系统计算并输出结果；所述水冷模组(6)用于给GPU散热，并把热量带出机箱外部；所述供电板(4)用于对水冷系统供电；
所述皇冠夹(3)焊接在供电板(4)上，用于把外部电源引入供电板(4)，然后通过线缆给GPU板(5)供电；所述漏液检测板(2)通过信号线和GPU板(5)、水冷模组(6)相连；所述水冷模组(6)通过螺丝固定在机箱(1)内部和GPU板(5)上。
2.根据权利要求1所述的一种用于GPU服务器带漏液检测的水冷系统，其特征在于，所述水冷模组包括快拆接头(7)、进水软管(8)、进水分水器(9)、进水软管支路(10)、GPU水冷板(11)、级联管(24)、固定螺丝(12)、出水管支路(13)、出水集水器(14)、出水软管(15)；
所述快拆接头(7)用于连接外部水管；所述进水软管(8)为冷水的进水通道；所述进水分水器(9)将从进水软管(8)进来的冷水分成若干进水软管支路(10)进入GPU水冷板(11)；所述GPU水冷板(11)每两个级联将热量带走；所述GPU水冷板(11)每两个级联的管为级联管(24)；所述出水集水器(14)将经过GPU水冷板(11)的若干出水管支路(13)汇总成一路，通过所述出水软管(15)将热水带出水冷系统。
3.根据权利要求1或2所述一种用于GPU服务器带漏液检测的水冷系统，其特征在于，所述进水分水器(9)、所述出水集水器(14)和所述漏液检测板(2)通过螺丝固定在机箱(1)支架上；所述GPU水冷板(11)通过四颗螺丝固定在所述GPU板Socket上；所述快拆接头(7)卡接在机箱(2)尾部。
4.根据权利要求2所述的一种用于GPU服务器带漏液检测的水冷系统，其特征在于，所述GPU水冷板(11)和进水软管支路(10)的连接处的下方设有集水凹槽(16)；所述GPU板(11)和级联管(24)的连接处的下方设有集水凹槽(16)；以及GPU水冷板(11)和出水管支路(13)的连接处的下方也设有集水凹槽(16)。
5.根据权利要求2所述的一种用于GPU服务器带漏液检测的水冷系统，其特征在于，每一路的进水软管支路(10)、级联管(24)和出水管支路(13)上缠有一根双芯感应线(22)；所述双芯感应线(22)上设有套管(23)。
6.根据权利要求2所述的一种用于GPU服务器带漏液检测的水冷系统，其特征在于，所述若干个进水软管支路(10)的长度相同；所述若干个级联管(24)的长度相同；且所述若干个出水管支路(13)的长度也相同。
7.根据权利要求1至4任意一项所述的一种用于GPU服务器带漏液检测的水冷系统，其特征在于，所述漏液检测板(2)包括第一插针(18)、第二插针(19)和检测芯片(20)；所述第一插针(18)有若干个PIN；所述若干个PIN分别用于连接电源输入、接地和若干个信号输出；所述信号输出连接GPU板(5)的BMC；所述第二插针(19)有若干个PIN，其中每2个PIN为一组用于连接所述双芯感应线(21)的A端；所述双芯感应线(21)的B端连接按键控制板。
8.根据权利要求7所述的一种用于GPU服务器带漏液检测的水冷系统，其特征在于，所述漏液检测板的功能为：当有液体泄漏时，所述双芯感应线(21)由断开变成导通，所述检测芯片(20)发出报警信号给所述GPU板(5)的BMC；所述GPU板(5)的BMC收到报警信号之后，将资料备份，然后给服务器断电，与此同时通知工作人员维修。
9.根据权利要求7所述的一种用于GPU服务器带漏液检测的水冷系统，其特征在于，所述按键控制板通过对所述双芯感应线(21)进行短路，然后发出检测报警信号，以检测所述漏液检测板(2)是否正常工作，并且设置在若干秒内短路报警，在此过程中保持供电状态。
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