CN110198593A - 一种多芯片板卡、多级芯片板卡及计算设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多芯片板卡、多级芯片板卡及计算设备，该多芯片板卡包括：散热风道，以及沿所述散热风道依序排列的多个芯片；其中，所述散热风道设有多个大小相同的为所述芯片散热的散热部，各散热部设有多个散热齿，每个所述散热部的散热齿的齿数和/或齿厚不同。本发明通过对与多个芯片进行散热的的散热齿齿厚、间距进行设计优化，从而实现靠近出风口侧的芯片温度降低，使多个芯片温度尽量接近，以实现芯片的频率基本相同，发挥产品的最大算力效果。

Description

一种多芯片板卡、多级芯片板卡及计算设备

技术领域

本发明涉及卷积神经领域，特别是涉及一种多芯片板卡、多级芯片板卡及计算设备。

背景技术

随着大数据和深度学习得到越来越多应用，对于底层硬件和芯片也不断提出新的要求。与传统的处理器强调“处理能力”不同，大数据和深度学习应用强调的往往是“算力”以及“能效比”。由于大数据和深度学习应用算法中的特征提取和处理使用的都往往是实打实的计算，因此需要高算力的芯片以期在尽可能短的时间里完成计算。另一方面，能效比也是重要指标。能效比是能源转换效率之比，能效比越好则完成相同计算消耗的能量越小。在大功率芯片领域，芯片的散热优化越来越成为产品设计的关注点。

在多芯片板卡的设计过程中，为了在有限设备空间内充分发挥系统性能，PCIe板卡采用前后双芯片的布局方式。而双芯片的布局方式，导致散热方面往往后一个芯片的温度远高于前一个芯片温度，当温度超过上限温度85℃时，必须通过降频来降低芯片温度，从而降低了芯片的计算能力。在PCIe板卡中，如果前后芯片温度差异大，且后一个芯片温度过高，要充分发挥算力，需要芯片需要设计较为复杂的算法控制芯片的工作频率，以实现算力的发挥；但对于芯片矩阵连接，且需要工作在同样频率的情况，即使再通过软件优化，也只能以最低频率为基准，芯片的算力和能效比都大大打了折扣。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种克服上述问题或至少部分地解决了上述问题的一种多芯片板卡、多级芯片板卡及计算设备。

根据本发明的一个方面，提供了一种多芯片板卡，其特征在于，包括：散热风道，以及沿所述散热风道依序排列的多个芯片；

其中，所述散热风道设有多个大小相同的为所述芯片散热的散热部，各散热部设有多个散热齿，每个所述散热部的散热齿的齿数和/或齿厚不同。通过调节每个散热部所设置的散热齿的齿数和/或齿厚实现芯片之间的温度均衡，从而实现“算力”最大化和最优“能效比”。

可选地，所述多个芯片在所述散热风道中沿所述散热风道进风口至出风口依序排列。

可选地，所述设于所述散热风道的进风口侧的散热部的散热齿齿数小于于设于所述散热风道的出风口侧的散热部的散热齿齿数。

可选地，所述多芯片板卡包括沿所述散热风道并列排列的第一芯片和第二芯片；

所述第一芯片设于所述散热风道的进风口侧；所述第二芯片设于所述散热风道的出风口侧。

可选地，所述散热风道设有分别为所述第一芯片和第二芯片散热的第一散热部和第二散热部。

可选地，所述第一散热部包括多个平行设置的第一散热齿，所述第一散热齿的数量为12～28个。

可选地，所述第二散热部包括多个平行设置的第二散热齿，所述第二散热齿的数量为34～46个。

本发明通过对与多个芯片进行散热的的散热齿齿厚、间距进行设计优化，从而实现靠近出风口侧的芯片温度降低，使多个芯片温度尽量接近，以实现芯片的频率基本相同，发挥产品的最大算力效果。

可选地，所述第一散热齿的厚度大于所述第二散热齿的厚度。

根据本发明的再一个方面，还提供了一种多级芯片板卡，其特征在于，包括多个上述任一项所述的多芯片板卡。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种计算设备，其特征在于，包括：上述任一项所述的多芯片板卡或多级多芯片板卡。

本发明实施例提供的多芯片卡板，通过对依序排布的芯片的散热齿齿厚、间距进行设计优化，从而实现靠近出风口侧的芯片温度降低，使多个芯片的工作温度尽量接近，以实现多个芯片的频率基本相同，发挥产品的最大算力效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一实施例的多芯片板卡示意图；

图2示出了根据本发明另一实施例的多芯片板卡示意图；

图3示出了根据本发明实施例的多级芯片板卡示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明实施例提供了一种芯片板卡，如图1所示，本实施例提供的芯片板卡可以包括：散热风道，以及沿所述散热风道依序排列的多个芯片；其中，所述散热风道设有多个大小相同的为所述芯片散热的散热部，各散热部设有多个散热齿，每个所述散热部的散热齿的齿数和/或齿厚不同。

在本实施例中，每个散热部散热风道中所占面积相等。本发明实施例通过调节每个散热部所设置的散热齿的齿数和/或齿厚实现芯片之间的温度均衡，从而实现“算力”最大化和最优“能效比”。

继续参见图1可知，多个芯片在所述散热风道中沿所述散热风道进风口至出风口依序排列，且设于所述散热风道的进风口侧的散热部的散热齿齿数小于于设于所述散热风道的出风口侧的散热部的散热齿齿数。可选地，对于从散热风道进风口至出风口依序排列的多个散热部中的散热齿齿数可以呈递增趋势。

在本发明一可选实施例中，多芯片板卡可以包括沿散热风道并列排列的第一芯片和第二芯片；所述第一芯片设于所述散热风道的进风口侧；所述第二芯片设于所述散热风道的出风口侧。所述散热风道设有分别为所述第一芯片和第二芯片散热的第一散热部和第二散热部。其中，第一散热部包括多个平行设置的第一散热齿，所述第一散热齿的数量为12～28个。第二散热部包括多个平行设置的第二散热齿，所述第二散热齿的数量为34～46个。

可选的，第一散热齿的数量与第二散热齿的数量相等，第一散热齿的厚度大于第二散热齿的厚度，以保证第二散热齿所在的散热部的风速快，散热效果好。

其中，第一散热齿的厚度优选为0.3-0.5mm；第二散热齿的优选为0.1-0.4mm，间隙可以相同，例如为1-5mm中的人一直。实际应用中，还可以根据不同的散热需求调整第一散热齿和第二散热齿的厚度以及间隙，本发明不做限定。

可选的，第一散热齿的数量少于第二散热齿的数量，第一散热齿的厚度大于第二散热齿的厚度，第一散热齿的间隙和第二散热齿的间隙可以相同，也可以不同，以保证第二散热齿所在的散热部的散热效果好。

以图2所示为例，芯片1和芯片2顺序排列，靠近进风口的芯片为芯片1，位于靠近出风口的芯片为芯片2，用于给芯片1散热的散热齿缝隙为L1，用于给芯片2散热的散热齿缝隙为L2，L1>L2。对多芯片板卡进行散热优化时，主要通过仿真控制散热齿的散热面积以及与风道的匹配。传统方案中，散热齿数量为都为38。基于本实施例提供的方案，将散热齿1的齿数设置范围12～28，散热齿2的齿数设置34～46。本发明实施例通过对前后芯片的散热齿齿厚、间距进行设计优化，从而实现后面的芯片温度降低，两个芯片的温度尽量接近，这样就可以实现前后芯片的频率基本相同。

另外，本实施例还可以通过仿真软件控制所述多个芯片的工作温度，使所述多个芯片进行同频工作，即使各芯片工作在相近温度，发挥整体的最大“算力”和“能效比”。表1示出了进行散热优化前后的温差对比表。

表1

基于表1可知，本实施例所提供方案相较于传统方案俩将，芯片1和芯片2可以工作在相近的温度下，进而使得芯片1和芯片2可以工作在相近的频率，进而充分发挥各芯片的算力。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种多级芯片板卡，包括多个上述任一实施例所述的多芯片板卡。图3示出了根据本发明一实施例的多级芯片板卡示意图。例如，在多芯片阵列级联的PCIe板卡中，为了保障前后设置的芯片同频工作，基于本实施例提供的多级芯片板卡可实现各芯片在工作时温度的均衡，提高各芯片的算力。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种计算设备，包括：上述任一实施例所述的多芯片板卡或上述任一实施例所述的多级多芯片板卡。

本发明实施例提供的多芯片卡板可对前后芯片的散热齿齿厚、间距进行设计优化，从而实现靠近出风口侧的芯片温度降低，使多个芯片的工作温度尽量接近，以实现多个芯片的频率基本相同，发挥产品的最大算力效果。且通过散热齿的优化，解决同频工作问题，避免设计过程中复杂的设计控制，实现必须同频工作才可以发挥最大算力的情况。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种多芯片板卡，其特征在于，包括：散热风道，以及沿所述散热风道依序排列的多个芯片；

其中，所述散热风道设有多个大小相同的为所述芯片散热的散热部，各散热部设有多个散热齿，每个所述散热部的散热齿的齿数和/或齿厚不同。

2.根据权利要求1所述的多芯片板卡，其特征在于，所述多个芯片在所述散热风道中沿所述散热风道进风口至出风口依序排列。

3.根据权利要求2所述的多芯片板卡，其特征在于，所述设于所述散热风道的进风口侧的散热部的散热齿齿数小于于设于所述散热风道的出风口侧的散热部的散热齿齿数。

4.根据权利要求1-3任一项所述的多芯片板卡，其特征在于，所述多芯片板卡包括沿所述散热风道依序排列的第一芯片和第二芯片；

所述第一芯片设于所述散热风道的进风口侧；所述第二芯片设于所述散热风道的出风口侧。

5.根据权利要求4所述的多芯片板卡，其特征在于，所述散热风道设有分别为所述第一芯片和第二芯片散热的第一散热部和第二散热部。

6.根据权利要求5所述的多芯片板卡，其特征在于，所述第一散热部包括多个平行设置的第一散热齿，所述第一散热齿的数量为12～28个。

7.根据权利要求5或6所述的多芯片板卡，其特征在于，所述第二散热部包括多个平行设置的第二散热齿，所述第二散热齿的数量为34～46个。

8.根据权利要求1-7任一项所述的多芯片板卡，其特征在于，

所述第一散热齿的厚度大于所述第二散热齿的厚度。。

9.一种多级芯片板卡，其特征在于，包括多个权利要求1-8任一项所述的多芯片板卡。

10.一种计算设备，其特征在于，包括：权利要求1-8任一项所述的多芯片板卡或权利要求9所述的多级多芯片板卡。