CN111240445A

CN111240445A - 一种服务器散热结构

Info

Publication number: CN111240445A
Application number: CN202010006234.2A
Authority: CN
Inventors: 田光召; 王玮
Original assignee: Inventec Pudong Technology Corp; Inventec Corp
Current assignee: Inventec Pudong Technology Corp; Inventec Corp
Priority date: 2020-01-03
Filing date: 2020-01-03
Publication date: 2020-06-05
Also published as: US20210212238A1

Abstract

本发明涉及计算机技术领域，提供了一种服务器散热结构，用于对密集型服务器的机箱散热，包括虹吸式散热器和风扇模组；所述虹吸式散热器包括通过连接管连接的吸热端和散热端；所述风扇模组设置于所述散热端一侧，以帮助所述散热端散热。本发明可有效利用服务器空间散热、节省风扇功耗，有效降低电子组件温度，从而可支持更高功耗的芯片。

Description

一种服务器散热结构

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种服务器散热结构。

背景技术

在互联网时代，电子信息的交换对服务器非常倚重，能否积极响应能体现在客户的使用体验的好坏。我们经常在新闻中看到，某大型网站或APP由于大量用户访问而导致服务器崩溃的消息，这便是服务器在电子信息时代发挥的重要作用。

既然服务器很重要，那么如何架构好服务器平台和保证服务器正常高效运转异常重要。根据我们使用普通电脑的经验可知，电脑工作时的热量还是比较可观的。但是家用电脑基本只有1个处理器，而服务器大多是有多个处理器同时工作的，少则2个，多则十几个，因此，服务器的散热非常关键。

目前的服务器散热，多是采取室内降温加风冷散热模式，在冬季或寒冷地带尚且满足。到了夏季或是炎热地带，散热问题会非常棘手。国外有对服务器油冷散热的应用，这种方式可以做到静音和降温，但是成本并不低，而且风险系数很高，不适合大面积推广。

水冷散热解决方案，是服务器散热的一个较佳选择。由于水冷散热在普通电脑上的应用非常成功，所以直接移用到服务器散热也是很合适的。可批量定制冷头，搭配泵排一体式的水路，能有效降低温度，而且成本可控。适合企业级服务器做整体方案。

目前，服务器上应用最多的水冷散热器往往在空间尺度上受到限制，同时，由于水冷散热器受自身体积的影响、主板设计局限、散热接触面等因素影响，使得散热器的散热功能受到限制。

发明内容

本发明的设计初衷在于希望能解决传统水冷散热装置的上述缺陷。经过研究和实践，本申请的发明人认为，若是能够在水冷架构下让工作介质能够进行类似虹吸式散热装置的液气转换的话，就能够进一步带走发热源更多的热能。如果再进一步配合风扇给虹吸式散热装置的散热端降温则可进一步提高散热的效率。

基于上述理由，本发明提出了一种服务器散热结构，用于对密集型服务器的机箱散热，包括虹吸式散热器和风扇模组；

所述虹吸式散热器包括通过连接管连接的吸热端和散热端；

所述风扇模组设置于所述散热端一侧，以帮助所述散热端散热。

上述的服务器散热结构中，所述风扇模组中的各风扇为分离式，可分别拆装。

上述的服务器散热结构中，所述风扇模组中共6个风扇，其中5个为一组，固定为一体，另一个为冗余风扇，可快捷拆装。

上述的服务器散热结构中，所述吸热端输入液体，输出气体；所述散热端输入气体，输出液体；其中，所述散热端输出的液体通过一液体管道输入到所述吸热端，所述吸热端输出的气体通过一气体管道输入到所述散热端。

上述的服务器散热结构中，所述散热端贴合固定在一发热元件表面。

上述的服务器散热结构中，所述散热端通过螺钉或导热胶固定。

上述的服务器散热结构中，还包括一电源模组，所述电源模组通过一浮动线夹从服务器机架的接线桩上取电，所取得的电接入所述机箱内的电源分配板上。

上述的服务器散热结构中，所述电源分配板与主板通过金手指的方式连接。

上述的服务器散热结构中，所述电源分配板设置于所述主板的中部。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

1、可有效利用服务器空间散热：虹吸式散热器的散热端和吸热端可分别设置在两个位置，不但体积较为小巧，且安装位置的选择较为灵活，在机箱内不易受长度和方向的限制，能有效利用机箱内部的空余空间放置冷凝器来带走热量。机箱内部的空余空间越大，本发明散热的优势就会越明显。

2、节省风扇功耗：目前服务器风扇均采用PID控速方式，即风扇的转速会随着芯片的温度变化而变化，当芯片温度降低的同时风扇的转速也得到相应的降低。采用本发明后可以有效节省风扇功耗。

3、有效降低电子组件温度，从而可支持更高功耗的芯片。

4、量产价格不高：本发明中的虹吸式散热器可采用铝质材料制成，相比于铜质翅片和热管，成本大大降低；本发明中的风扇模组的具体数量可选，一定程度上能节约成本。

附图说明

图1是本发明一实施例的机箱布局图；

图2是本发明一实施例中的电扇模组示意图；

图3是本发明一实施例中虹吸散热器的示意图；

图4是图3中的散热器的仰视图；

图5是本发明一实施例中的电源模组的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。然而，本发明可以用不同的形式实现，不应只是局限在所述的实施例。且，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征允许相互组合或替换。结合以下的说明，本发明的优点和特征将更清楚。

需说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

图1所示是本司北极3.0型服务器的内部布局图。北极3.0型服务器是基于Intelwhitley平台的双CPU高性能计算型服务器，其机箱采用标准的1U机箱，内部空间有限，尤其是高度不高(1U机箱内部能有效使用的高度是只有四十毫米左右)，但是却需要在其中布局7个3.5寸HDD硬盘5、1个NVME硬盘6、2张全高半长PCIE卡8和1张OCP3.0网卡9(OCP3.0网卡9在全高半长PCIE卡8的下方，图中仅见其接口)共11块功能模块。其中，2张全高半长PCIE卡8和1张OCP3.0网卡9还必须布置在前窗位置。同时，在如此高密度布局的情况下，为了解决机箱内部的散热问题，散热器10和风扇11又必不可少，因此必须对散热器和风扇进行合理布局。

本发明对散热器和风扇散热器和风扇的设置进行了改进。首先，图1中的散热器10采用了虹吸式的散热器。

所谓虹吸式散热器其散发热量的过程是：输入吸热端1的是液态的介质，所述液态介质在吸热端1中吸收了足够多的热量(因为吸热端1与热源紧贴)后蒸发为气态，该气态的介质通过气体管路3到散热端2，由于散热端2本身是多叶片结构，比较利于散热，同时还有风扇对其进行降温，因此，所述的气态的介质又恢复到液态。该液态介质通过液体管路4再次进入吸热端1。由于吸热端1和散热端2之间始终有温差，因此在气体管路3和液体管路4的两端一直存在压差，由于虹吸效应，液态和气态的介质能自然的形成回路。

请结合参考图3和图4，该虹吸式散热器包括吸热端1、散热端2、气体管路3和液体管路4。其中，吸热端1和散热端2之间通过气体管路3和液体管路4连接。在使用该虹吸式散热器的时候，吸热端1需紧密贴合所述服务器机箱内的热源，如计算节点、存储节点等。图1所示的实施例中，吸热端1设置在CPU(图1中，CPU完全被吸热端1遮蔽)的上表面；散热端2则设置在所述服务器机箱的空余空间。图1所示的实施例中，散热端2设置于接于机箱后窗的位置，如该处不设置风扇，则散热端2可直接设置在后窗上。吸热端1和散热端2能够分别设置，给机箱布局带来了便利性。因为，散热器中往往是散热端对空间的需求更多，而发热元件(热源)往往是计算芯片，其周围通常会安排存储器、通讯模块等，比较不容易找到足够空间给散热端使用。图3和图4所示的散热器将吸热端和散热端分开就降低了布局的难度。散热端2可以相对自由的选择机箱中通风情况良好的位置设置。

具体的，吸热端1上设有第一安装孔11，散热端2上设有第二安装孔21，利用螺丝等连接件即可将吸热端1和散热端2固定在指定位置。为了取得更佳的导热效果，还可以使用导热胶固定吸热端1。

为了节约成本，一较佳的实施例中，采用铝合金制作所述虹吸式散热器的所有组成部分。

由于吸热端1和散热端2之间存在其他部件和模块。为了不对这些结构造成影响，气体管路3和液体管路4在设置时需根据实际情况设置路径，必要时通过弯折一定角度来实现避让。

在服务器空间允许的情况下，每一热源皆对应设置一如图3和图4所示的虹吸式散热器，图1所示的实施例中即对2个CPU分别采用了2个所述虹吸式散热器。通过对热源单独散热，在提高散热效果的同时，也能减少彼此间的干扰。

其次，图1中还在机箱后窗处设置了风扇模组11。如前所述，散热器的散热端2靠近后窗设置，因此，风扇模组11与散热端2相互靠近，风扇模组11的主要作用就是为散热端2降温。

具体地，由于本发明所述的技术方案可以应用到其他机箱中，那么由于不同机箱的散热要求并不一致，因此，优选的，风扇模组11中的各风扇为分离式，可分别拆装。也就是说，风扇模组11可根据需求安装1个、2个……风扇。同时，所述风扇优选采用卡接式的，方便从后窗直接拆装。图1所示的实施例中，总共安排了6个风扇卡位。根据北极3.0型服务器的需求，如图2所示，本实施例中将其中5个作为常备风扇，采用了不可拆卸的固定方法，而风扇12作为冗余风扇，采用卡接式的安装方法。在需要时，可方便的拆装。

进一步地，本发明中还包括一电源模组，如图5所示。所述电源模组在图1中未能完全显示出来，只能看见浮动线夹13设置在风扇模组11的一侧。具体的，所述电源模组的一端是浮动线夹13，另一端是电源分配板14，两者之间通过弯曲成合适形状的导线相连。所述电源模组将电源从机箱后窗引入机箱比较中部的位置，有利于比较平均的向各用电模块供电。主板连接了机箱内的所有模块，电源分配板14与所述主板上的电源接入口连接后即可为整个服务器供电。为了方便安装，电源分配板14与所述电源接入口采用金手指的方式连接。

上述的服务器散热结构能够利用虹吸式散热器安装灵活、散热效果好的特点，在机箱中合理的安排位置，实现了服务器机箱内部件高密度排布。机箱布局难度下降，可适用于各种机箱，为同类问题提供了良好的解决方案。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种服务器散热结构，用于对密集型服务器的机箱散热，其特征在于，包括虹吸式散热器和风扇模组；

所述虹吸式散热器包括通过连接管连接的吸热端和散热端；

2.如权利要求1所述的服务器散热结构，其特征在于，所述风扇模组中的各风扇为分离式，可分别拆装。

3.如权利要求1所述的服务器散热结构，其特征在于，所述风扇模组中共6个风扇，其中5个为一组，固定为一体，另一个为冗余风扇，可快捷拆装。

4.如权利要求1所述的服务器散热结构，其特征在于，所述吸热端输入液体，输出气体；所述散热端输入气体，输出液体；其中，所述散热端输出的液体通过一液体管道输入到所述吸热端，所述吸热端输出的气体通过一气体管道输入到所述散热端。

5.如权利要求1所述的服务器散热结构，其特征在于，所述散热端贴合固定在一发热元件表面。

6.如权利要求5所述的服务器散热结构，其特征在于，所述散热端通过螺钉或导热胶固定。

7.如权利要求1～6任一项所述的服务器散热结构，其特征在于，还包括一电源模组，所述电源模组通过一浮动线夹从服务器机架的接线桩上取电，所取得的电接入所述机箱内的电源分配板上。

8.如权利要求7所述的服务器散热结构，其特征在于，所述电源分配板与主板通过金手指的方式连接。

9.如权利要求7所述的服务器散热结构，其特征在于，所述电源分配板设置于所述主板的中部。