CN110286726B - 主机系统及其散热装置与分隔机构 - Google Patents

主机系统及其散热装置与分隔机构 Download PDF

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Abstract

一种主机系统及其散热装置与分隔机构。该散热装置适用于至少一第一电路装置与至少一第二电路装置，该散热装置包括一壳体，该壳体具有一前侧与一后侧；以及至少一分隔机构，该至少一分隔机构设于该壳体内，该至少一第一电路装置与该至少一第二电路装置分别设于该分隔机构的两侧，并且该至少一第一电路装置非对齐于该至少一第二电路装置，该分隔机构包括一分隔板用以分隔从该前侧所引入的气流。本发明可以改善电路装置的散热，以较低成本而能增强散热效率且增加气流速度。

Description

主机系统及其散热装置与分隔机构
技术领域
本发明涉及散热，特别涉及一种具有增强散热效率与气流速度的散热装置与分隔机构及主机系统。
背景技术
高效能计算(high performance computing,HPC)使用多个处理器，例如图形处理单元(graphics processing unit,GPU)，产生较传统计算机更高的效能，用以解决科学、工程或商业的更大问题。通用图形处理单元(general-purpose unit,GPU)使用图形处理单元以取代中央处理单元(CPU)，用以处理计算器图学(computer graphics)的运算。当同时使用多个图形处理单元，可形成平行(parallel)处理架构的管路(pipeline)。然而，高效能计算需消耗很大的功率，其会转换为热能。因此，散热的管理是高效能计算的一个重要议题。
计算机风扇普遍作为一种主动式冷却。相较于被动式冷却(例如散热片)，风扇可从外部将冷气流引入计算机壳体内，或者将散热片周围的气流移出，用以冷却相应元件。
为了改善高效能计算(HPC)的散热，一种方法是使用更多的风扇设置于入口与出口处。然而此种方法需要较高成本、消耗较多功率且占用较大空间。此外，在高效能计算当中，位于气流下游处的电路会遭遇到上游的电路所造成的乱流或所产生的热气流，因而降低气流速度及散热效率。
因此亟需提出一种新颖的机构，用以改善传统散热机构的诸多缺点。
因此，需要提供一种主机系统及其散热装置与分隔机构来解决上述问题。
发明内容
鉴于上述，本发明实施例的目的之一在于提出一种散热装置，以较低成本而能增强散热效率且增加气流速度。
根据本发明实施例，散热装置适用于至少一第一电路装置与至少一第二电路装置，该散热装置包括一壳体以及至少一分隔机构；该壳体具有一前侧与一后侧；该至少一分隔机构设于该壳体内，该至少一第一电路装置与该至少一第二电路装置分别设于该分隔机构的两侧，并且该至少一第一电路装置非对齐于该至少一第二电路装置，该分隔机构包括一分隔板用以分隔从该前侧所引入的气流。
本发明的另一方面还提供一种分隔机构，适用于具有至少一第一电路装置与至少一第二电路装置的一散热装置，该分隔机构包括：一分隔板，该分隔板设于该至少一第一电路装置与该至少一第二电路装置之间，用以分隔引入该散热装置的气流，该分隔板具有一第一边缘及一第二边缘；一第一框架，该第一框架连接该第一边缘且向一第一方向延伸，该第一框架具有多个第一开口，使得该至少一第一电路装置的一端相应设置于该些第一开口；以及一第二框架，该第二框架连接该第二边缘且向一第二方向延伸，该第二方向相反于该第一方向，该第二框架具有多个第二开口，使得该至少一第二电路装置的一端相应设置于该些第二开口。
本发明的另一方面还提供一种主机系统，该主机系统包括：一壳体，该壳体具有一前侧与一后侧；至少一第一电路装置与至少一第二电路装置；一基板，该基板设于该壳体内且固定于该壳体，该至少一第一电路装置与该至少一第二电路装置设于该基板上，且电性连接至该基板；至少一风扇，该至少一风扇用以从该前侧引入气流进入该壳体；以及至少一分隔机构，该至少一分隔机构设于该壳体内，该至少一第一电路装置与该至少一第二电路装置分别设于该分隔机构的两侧，并且该至少一第一电路装置非对齐于该至少一第二电路装置，该分隔机构用以分隔该风扇所引入的气流。
本发明可以改善电路装置的散热，以较低成本而能增强散热效率且增加气流速度。
附图说明
图1A显示本发明实施例的主机系统的示意图。
图1B显示本发明实施例的主机系统的立体图。
图1C显示本发明实施例的主机系统的另一示意图。
图2A与图2B显示本发明实施例的分隔机构在不同角度的立体图。
图2C例示第一电路装置或第二电路装置的立体图。
图3显示本发明另一实施例的主机系统的示意图。
主要元件符号说明：
100 主机系统 180 分隔板
110 散热装置 181 第一边缘
11 壳体 182 第二边缘
11A 第一面 183 支架
11B 第二面 184V 第一遮条
111 前侧 184H 第三遮条
112 后侧 184P 第一开口
12 风扇 185V 第二遮条
13C 冷气流 185H 第四遮条
13H 热气流 185P 第二开口
14 基板 186A 第一通孔
15 第一电路装置 186B 第二通孔
15A 第一侧 187 固定孔
15B 第二侧 188 破口
16 第二电路装置 189 挡墙
16A 第一侧 200 主机系统
16B 第二侧 H1 第一距离
17 延伸机构 H2 第二距离
18 分隔机构
具体实施方式
图1A显示本发明实施例的主机系统100的示意图，且图1B显示本发明实施例的主机系统100的立体图。虽然图1A与图1B所例示的主机系统100呈水平设置，然而本实施例的主机系统100的设置方式不限定于此。图1C显示本发明实施例的主机系统100的另一示意图，所例示的主机系统100呈垂直设置。在本实施例中，主机系统100包含散热装置110，该散热装置110可包含壳体11，其具有前侧111与后侧112，该后侧112相对(opposite)于前侧111。散热装置110可包含至少一风扇12，用以从前侧111(其作为入口)引入冷气流13C进入壳体11，再从壳体11的后侧112(其作为出口)离开壳体11。风扇12可设于壳体11的后侧112(如图1A所例示)，也可设于壳体11的前侧111，或者可设于壳体11内(例如设于壳体11内的电路卡上)。图1B例示使用四个风扇12，然而风扇12的数量可视实际应用需求来决定。
基板14(例如印刷电路板)设于壳体11内且固定于壳体11的第一面11A(例如图1A所例示的底面或者图1C所例示的侧面)。在其他实施例中，基板14可由多个实体分离的次基板组成，彼此为电性连接或分离。本实施例的主机系统100可包含至少一第一电路装置15，设于基板14上且电性连接至基板14。本实施例的主机系统100还可包含至少一第二电路装置16，设于基板14上且电性连接至基板14。如图1A所例示，第一电路装置15靠近壳体11的前侧111，而第二电路装置16靠近壳体11的后侧112，然而第一电路装置15与第二电路装置16的设置顺序并不限定于此。本实施例的第一电路装置15与第二电路装置16可为长方体状的壳装(encased)电路装置，内设有至少一电路板，例如图形处理单元(graphics processingunit,GPU)，其数量可视实际应用需求来决定。该壳装电路装置可让气流进入并将电路板所产生的热带出。
根据本实施例的特征之一，使用至少一延伸机构(或称衔接(engaging)机构)17，设于基板14与第二电路装置16之间或者设于基板与第一电路装置15之间，使得第二电路装置16或第一电路装置15藉由延伸机构17间接与基板14电性连接。延伸机构17的数量可视实际应用需求来决定。以下以延伸机构17设于基板14与第二电路装置16之间为例作说明。延伸机构17使得第二电路装置16靠近基板14的第一侧16A与基板14之间的第二距离H2大于第一电路装置15靠近基板14的第一侧15A与基板14之间的第一距离H1。所述第二电路装置16的第一侧16A与基板14之间的第二距离H2可根据实际应用需求来决定，例如壳体11的高度、第一电路装置15与第二电路装置16的高度。藉此，使得第一电路装置15的第一侧15A非对齐于第二电路装置16的第一侧16A。本实施例的延伸机构17可为转接模块，其可包含印刷电路板(PCB)或者为软性印刷电路连接器(FPC connector)或其他形式的连接元件。值得注意的是，在本实施例中，第二电路装置16的第二侧16B(其相对于第一侧16A)非常接近壳体11的第二面11B(其相对于第一面11A)，藉以充分且最大化利用壳体11所定义空间。
根据本实施例的另一特征，散热装置110可包含至少一分隔机构18，设于第一电路装置15与第二电路装置16之间(亦即，第一电路装置15与第二电路装置16分别设于分隔机构18的相对两侧)，用以分隔(风扇12引至壳体11的)冷气流13C与第一电路装置15所产生的热气流13H。
图2A与图2B显示本发明实施例的分隔机构18在不同角度的立体图。在本实施例中，分隔机构18包含倾斜分隔板180，其具有平坦或弯曲表面。其中，分隔板180具有第一边缘181，位于或邻近第一电路装置15的一端部(例如第一电路装置15的第二侧15B，其相对于第一侧15A)，且具有第二边缘182，位于或邻近第二电路装置16的一端部(例如第二电路装置16的第一侧16A)。在本实施例中，第一边缘181较第二边缘182远离基板14。分隔板180的倾斜角度可视实际应用的需求来决定，甚至分隔板180也可为非倾斜，亦即分隔板180平行于基板14。例如，可视壳体11从第一面11A至相对的第二面11B之间的宽度来调整分隔板180的倾斜角度，用以提供不同大小的冷气流13C的通道。
在本实施例中，分隔机构18可包含支架183，固定至壳体11或基板14，用以支撑分隔板180。分隔机构18还可包含第一框架(184V及184H)，连接第一边缘181且向基板14的方向(或向第一方向)延伸。其中，第一框架(184V及184H)包含多个第一遮条184V，从第一边缘181向基板14的方向延伸，分别对应设于相邻第一电路装置15之间；且包含多个第三遮条184H，设于该些第一遮条184V的两端，且该些第三遮条184H垂直于该些第一遮条184V。藉此，第一电路装置15所产生的热气流13H可从第一电路装置15有效率地导引出再通过第二电路装置16与基板14之间。藉此，第一电路装置15所产生的热气流13H不会由相邻第一电路装置15的缝隙泄漏，达到较佳气流导引效果。其中，第一框架(184V及184H)具有多个第一开口184P，其形状可配合第一电路装置15靠近第一框架(184V及184H)的一端的形状，使得第一电路装置15靠近第一框架(184V及184H)的一端可相应设置于该第一开口184P。
类似的情形，分隔机构18还可包含第二框架(185V及185H)，连接第二边缘182且远离基板14的方向(或向第二方向，其相反于第一方向)延伸。其中，第二框架(185V及185H)包含多个第二遮条185V，从第二边缘182远离基板14的方向延伸，分别对应设于相邻第二电路装置16之间；且包含多个第四遮条185H，设于该些第二遮条185V的两端，且该些第四遮条185H垂直于该些第二遮条185V。藉此，风扇12所引入的冷气流13C可有效率地导引进入第二电路装置16，不会由相邻第二电路装置16的缝隙泄漏，达到较佳气流导引效果。藉此，第二框架(185V及185H)具有多个第二开口185P，其形状可配合第二电路装置16靠近第二框架(185V及185H)的一端的形状，使得第二电路装置16靠近第二框架(185V及185H)的一端可相应设置于该第二开口185P。其中，该些第二遮条185V可防止冷气流13C从相邻第二电路装置16泄漏。
继续参阅图2A与图图2B，位于第一边缘181的第一框架(184V及184H)的第三遮条184H具有至少一第一通孔186A，其相应于图2C所例示的第一电路装置15的固定孔187，藉以将第一框架(184V及184H)的第三遮条184H锁固于第一电路装置15。类似的情形，远离第二边缘182的第二框架(185V及185H)的第四遮条185H具有至少一第二通孔186B，其相应于图2C所例示的第二电路装置16的固定孔187，藉以将第二框架(185V及185H)的第四遮条185H锁固于第二电路装置16。如图2B所示，位于第二边缘182的第二框架(185V及185H)的第四遮条185H具有至少一破口188，可供走线之用。例如，用以通过第二电路装置16的导线。
图3显示本发明另一实施例的主机系统200的示意图。本实施例类似于图1A所示的实施例，不同的地方在于第一电路装置15与第二电路装置16为片状的电路板。在本实施例中，分隔机构18还包含一挡墙189，从分隔板180的第一边缘181沿着第一电路装置15的第二侧15B且向壳体11的前侧111延伸，用以导引冷气流13C向壳体11的后侧112流动。
根据上述实施例，第二电路装置16可接收风扇12所引入的冷气流13C，而非第一电路装置15所产生的热气流13H，因而得以改善第二电路装置16的散热。此外，第二电路装置16直接接收进入壳体11的前侧111的气流(亦即冷气流13C)，而非离开第一电路装置15的气流(亦即热气流13H)，因而得以增加气流速度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的权利要求书；凡是其他未脱离发明所公开的精神下所完成的等同改变或修饰，均应包含在上述的权利要求书内。

Claims (17)

1.一种散热装置，适用于至少一第一电路装置与至少一第二电路装置，该散热装置包括：
一壳体，该壳体具有一前侧与一后侧；以及
至少一分隔机构，该至少一分隔机构设于该壳体内，该至少一第一电路装置与该至少一第二电路装置分别设于该分隔机构的两侧，并且该至少一第一电路装置非对齐于该至少一第二电路装置，该分隔机构包括一分隔板用以分隔从该前侧所引入的气流；
其中该分隔板具有一第一边缘及一第二边缘，该第一边缘位于该至少一第一电路装置的一端部，该第二边缘位于该至少一第二电路装置的一端部；
其中该分隔机构还包括：
一第一框架，该第一框架连接该第一边缘且向一第一方向延伸，该第一框架具有多个第一开口，使得该至少一第一电路装置的一端相应设置于该些第一开口；以及
一第二框架，该第二框架连接该第二边缘且向一第二方向延伸，该第二方向相反于该第一方向，该第二框架具有多个第二开口，使得该至少一第二电路装置的一端相应设置于该些第二开口。
2.根据权利要求1所述的散热装置，还包括至少一风扇，用以从该前侧引入气流进入该壳体。
3.根据权利要求1所述的散热装置，还包括：
一基板，该基板设于该壳体内且固定于该壳体，该至少一第一电路装置与该至少一第二电路装置设于该基板上，且电性连接至该基板；以及
一延伸机构，该延伸机构设于该基板与该至少一第二电路装置之间。
4.根据权利要求3所述的散热装置，其中该延伸机构包括至少一转接模块。
5.根据权利要求1所述的散热装置，其中该分隔机构的该分隔板为倾斜的。
6.根据权利要求3所述的散热装置，其中该第一边缘较该第二边缘远离该基板。
7.根据权利要求1所述的散热装置，其中该第一框架包括多个第一遮条，从该第一边缘向该第一方向延伸，分别对应设于相邻该至少一第一电路装置之间；及该第二框架包括多个第二遮条，从该第二边缘向该第二方向延伸，分别对应设于相邻该至少一第二电路装置之间。
8.根据权利要求7所述的散热装置，其中该第一框架包括多个第三遮条，设于该些第一遮条的两端，且该些第三遮条垂直于该些第一遮条；及该第二框架包括多个第四遮条，设于该些第二遮条的两端，且该些第四遮条垂直于该些第二遮条。
9.一种分隔机构，适用于具有至少一第一电路装置与至少一第二电路装置的一散热装置，该分隔机构包括：
一分隔板，该分隔板设于该至少一第一电路装置与该至少一第二电路装置之间，用以分隔引入该散热装置的气流，该分隔板具有一第一边缘及一第二边缘；
一第一框架，该第一框架连接该第一边缘且向一第一方向延伸，该第一框架具有多个第一开口，使得该至少一第一电路装置的一端相应设置于该些第一开口；以及
一第二框架，该第二框架连接该第二边缘且向一第二方向延伸，该第二方向相反于该第一方向，该第二框架具有多个第二开口，使得该至少一第二电路装置的一端相应设置于该些第二开口；
其中该第一框架设于该分隔板与该至少一第一电路装置之间，该第二框架设于该分隔板与该至少一第二电路装置之间。
10.根据权利要求9所述的分隔机构，其中该第一框架包括多个第一遮条，从该第一边缘向该第一方向延伸，分别对应设于相邻该第一电路装置之间；及该第二框架包括多个第二遮条，从该第二边缘向该第二方向延伸，分别对应设于相邻该第二电路装置之间。
11.根据权利要求10所述的分隔机构，其中该第一框架包括多个第三遮条，设于该些第一遮条的两端，且该些第三遮条垂直于该些第一遮条；及该第二框架包括多个第四遮条，设于该些第二遮条的两端，且该些第四遮条垂直于该些第二遮条。
12.根据权利要求11所述的分隔机构，其中位于该第一边缘的该些第三遮条具有至少一第一通孔，其相应于该至少一第一电路装置的至少一固定孔，藉以将该些第三遮条锁固于该至少一第一电路装置；及远离该第二边缘的该些第四遮条具有至少一第二通孔，其相应于该至少一第二电路装置的至少一固定孔，藉以将该些第四遮条锁固于该至少一第二电路装置。
13.根据权利要求11所述的分隔机构，其中位于该第二边缘的该些第四遮条具有至少一破口，以供走线之用。
14.一种主机系统，该主机系统包括：
一壳体，该壳体具有一前侧与一后侧；
至少一第一电路装置与至少一第二电路装置；
一基板，该基板设于该壳体内且固定于该壳体，该至少一第一电路装置与该至少一第二电路装置设于该基板上，且电性连接至该基板；
至少一风扇，该至少一风扇用以从该前侧引入气流进入该壳体；以及
至少一分隔机构，该至少一分隔机构设于该壳体内，该至少一第一电路装置与该至少一第二电路装置分别设于该分隔机构的两侧，并且该至少一第一电路装置非对齐于该至少一第二电路装置，该分隔机构用以分隔该风扇所引入的气流；
其中该分隔机构包括一分隔板，具有一第一边缘及一第二边缘，该第一边缘位于该至少一第一电路装置的一端部，该第二边缘位于该至少一第二电路装置的一端部；
其中该分隔机构还包括：
一第一框架，该第一框架连接该第一边缘且向一第一方向延伸，该第一框架具有多个第一开口，使得该至少一第一电路装置的一端相应设置于该些第一开口；以及
一第二框架，该第二框架连接该第二边缘且向一第二方向延伸，该第二方向相反于该第一方向，该第二框架具有多个第二开口，使得该至少一第二电路装置的一端相应设置于该些第二开口。
15.根据权利要求14所述的主机系统，还包括一延伸机构，设于该基板与该至少一第二电路装置之间。
16.根据权利要求14所述的主机系统，还包括：
一挡墙，从该分隔板的该第一边缘沿着该至少一第一电路装置且向该壳体的该前侧延伸。
17.根据权利要求14所述的主机系统，其中该至少一第二电路装置靠近该基板的一侧与该基板之间的第二距离大于该至少一第一电路装置靠近该基板的一侧与该基板之间的第一距离。
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