CN112118704A - 用于服务器的冷却模块设计 - Google Patents
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Abstract
在一个实施方式中，冷却模块，包括：基架；流体供应通道，设置在基架上，以从外部冷却流体源接收冷却流体；流体返回通道，设置在基架上，以返回冷却流体；多个冷板，设置在基架上，其中，冷板将附接至多个数据处理模块。冷却模块还包括多个流体分配通道，用于将从流体供应通道中接收的冷却流体分配至冷板，以交换数据处理模块产生的热量，并将携带交换热量的冷却流体通过流体返回通道返回至外部冷却流体源，其中，基架、流体供应通道和流体返回通道、流体分配通道和冷板集成为单个集成冷却单元。
Description
技术领域
本发明的实施方式大体涉及数据中心。更具体地，本发明的实施方式涉及冷却数据中心中的电子机架。
背景技术
散热是计算机系统和数据中心设计中的重要因素。诸如封装在服务器内部的高性能处理器之类的高性能电子组件的数量稳步增加，从而增加了服务器正常运行期间所产生和散发的热量。数据中心内使用的服务器的可靠性随着环境温度升高而降低。维护适当的热环境对于数据中心中这些服务器的正常运行以及服务器的性能和寿命至关重要。散热方案对于冷却这些高性能服务器是必不可少的。
功耗密集型处理器支持诸如深度学习的密集型计算解决方案。具有那些处理器的电子服务器，即具有大功率中央处理器(CPU)和/或通用或图形处理器(GPU)的电子服务器，每体积空间具有非常高的功率密度。对于高功率密度，液体冷却是一种热管理方案。
在液体冷却中，歧管用于通过主入口端口/出口端口和流体子端口分配和调节流体。主入口端口和出口端口连接至外部冷却源，以及子端口连接至服务器回路或冷却设备回路。传统的歧管设计在某些应用场景中效率不高。
随着数据中心变得越来越大，越来越复杂，鉴于高质量、高可靠性以及低成本要求，热管理变得越来越具有挑战性。传统的液体冷却系统使用软管、阀门、夹具和倒钩(barb)将冷却流体从冷却单元传输至发热组件，诸如GPU、CPU、处理器以及其他信息技术(IT)组件和设备。软管与阀门、夹具或倒钩之间的每个连接都有可能使流体泄漏。冷却系统组件之间的这些连接在本文中称为流体连接。泄漏的液体可能会严重损坏IT设备。减少流体连接的数量可减少冷却系统中的泄漏。因此，可能期望减少冷却系统中的流体连接的数量。
发明内容
根据本申请的一方面，提供了一种冷却模块，包括：基架；流体供应通道，设置在所述基架上，以从外部冷却流体源接收冷却流体；流体返回通道，设置在所述基架上，以返回所述冷却流体；多个冷板，设置在所述基架上，其中，所述冷板将附接至多个数据处理模块；以及多个流体分配通道，用于将从所述流体供应通道中接收的所述冷却流体分配至所述冷板，以交换所述数据处理模块产生的热量，并将携带交换热量的所述冷却流体通过所述流体返回通道返回至所述外部冷却流体源，其中，所述基架、所述流体供应通道和所述流体返回通道、所述流体分配通道和所述冷板集成为单个集成冷却单元。
根据本申请的另一方面，提供了一种电子机架，包括：机架歧管，具有用于从冷却液体源接收冷却液体的机架液体供应线和用于将较热的液体返回至所述冷却液体源的机架液体返回线；以及多个刀片服务器，以堆叠的形式布置，其中，所述刀片服务器中的每个均包括多个数据处理模块和附接至所述数据处理模块以进行热交换的冷却模块。其中，所述冷却模块包括：基架；流体供应通道，设置在所述基架上，以从所述基架液体供应线接收冷却流体；流体返回通道，设置在所述基架上，以将所述冷却流体返回至机架液体返回线；多个冷板，设置在所述基架上，其中，所述冷板将附接至所述数据处理模块；以及多个流体分配通道，用于将从所述流体供应通道接收的所述冷却流体分配至所述冷板，以交换所述数据处理模块产生的热量，并将携带交换热量的所述冷却流体通过所述流体返回通道返回至所述外部冷却流体源，其中，所述基架、所述流体供应通道和所述流体返回通道、所述流体分配通道和所述冷板集成为单个集成冷却单元。
根据本申请的又一方面，提供了一种数据中心系统，包括：室内液体供应线，用于接收来自外部冷却源的冷却液体；室内液体返回线，用于将所述冷却液体返回到所述外部冷却源；以及多个电子机架，其中，所述电子机架中的每个均包括：机架歧管，具有用于从所述室内液体供应线接收冷却液体的机架液体供应线和用于将较热的液体返回至所述室内液体供应线的机架液体返回线；以及多个刀片服务器，以堆叠的形式布置，其中，所述刀片服务器中的每个均包括多个数据处理模块和附接至所述数据处理模块以进行热交换的冷却模块，其中，所述冷却模块包括：基架；流体供应通道，设置在所述基架上，以从所述基架液体供应线接收冷却流体；流体返回通道，设置在所述基架上，以将所述冷却流体返回至机架液体返回线；多个冷板，设置在所述基架上，其中，所述冷板将附接至所述数据处理模块；以及多个流体分配通道，用于将从所述流体供应通道接收的所述冷却流体分配至所述冷板，以交换所述数据处理模块产生的热量，并将携带交换热量的所述冷却流体通过所述流体返回通道返回至所述外部冷却流体源，其中，所述基架、所述流体供应通道和所述流体返回通道、所述流体分配通道和所述冷板集成为单个集成冷却单元。
附图说明
在附图的图中以示例而非限制的方式示出了本发明的实施方式，在附图中，相似的附图标记指示相似的元件。
图1是示出根据一个实施方式的数据中心设施的示例的框图。
图2是示出根据一个实施方式的电子机架的示例的框图。
图3是示出根据一个实施方式的冷板配置的示例的框图。
图4示出了具有平行布置的冷板的示例冷却模块。
图5示出了具有串联布置的冷板的示例冷却模块。
图6示出了根据另一实施方式的示例冷却模块。
图7示出了根据另一实施方式的示例冷却模块。
图8示出了根据一个实施方式的示例冷却模块和IT组件。
图9示出了第一歧管几何形状和第二歧管几何形状。
具体实施方式
将参考下面讨论的细节描述本发明的各种实施方式和方面，并且附图将示出各种实施方式。以下描述和附图是本发明的说明，并且不应解释为限制本发明。描述了许多具体细节以提供对本发明的各种实施方式的透彻理解。但是，在某些情况下，为了提供对本发明实施方式的简要讨论，没有描述众所周知的或常规的细节。
在说明书中对“一个实施方式”或“一个实施方式”的引用是指结合该实施方式描述的特定特征，结构或特性可以包括在本发明的至少一个实施方式中。说明书中各个地方出现的短语“在一个实施方式中”并不一定全都指同一实施方式。
为了减少为向IT组件提供冷却流体而需要制造的流体连接的数量，可形成对流体连接和零件的需求较少的冷却模块。这可通过将冷却模块形成为单个集成单元来实现。代替构建具有许多流体连接的冷却系统(例如，通过夹具或其他易泄漏连接连接至歧管的软管)，本文考虑的冷却模块可能不需要任何内部连接。这可通过几种方式来实现：通过由金属制成的基架加工出流体通道，通过模具，或者通过将流体通道永久地连接至基架的形式(例如，焊接)。在具体实施方式中，冷却模块可包括基架、布置在基架上以从外部冷却流体源接收冷却流体的流体供应通道、布置在基架上以使冷却流体返回的流体返回通道、布置在基架上的多个冷板、以及多个流体分配通道。流体分配通道将冷却流体分配至发热处理模块，捕获至少部分热量，并将较热流体形式的交换热量通过返回通道返回到外部冷却流体源。基架、流体供应和返回通道、流体分配通道和冷板集成为单个集成冷却单元。
图1是示出根据一个实施方式的数据中心或数据中心单元的示例的框图。在该示例中，图1示出了数据中心的至少一部分的俯视图。参考图1，根据一个实施方式，数据中心系100包括信息技术(IT)组件、设备或仪器101-102的多行电子机架，信息技术(IT)组件、设备或仪器101-102诸如为计算机服务器或计算节点，其通过网络(例如，因特网)向各种客户端提供数据服务。在该实施方式中，每行均包括诸如电子机架110A-110N的电子机架的阵列。但是，可实现更多或更少行的电子机架。通常，行101-102平行地对齐，前端面向彼此，后端背向彼此，从而在它们之间形成过道103，以允许管理人员在其中走动。然而，也可应用其他配置或布置。
在一个实施方式中，电子机架(例如，电子机架110A-110N)中的每个均包括壳体，以容纳在其中操作的IT组件的多个电子机架。电子机架可包括除热液体歧管、多个服务器插槽以及能够插入服务器插槽且从刀片服务器或服务器插槽中去除的多个刀片服务器，其中除热液体歧管包括本文所讨论的集成冷却模块。每个刀片服务器均代表具有一个或多个处理器、存储器和/或永久性存储设备(例如，硬盘)的计算节点。处理器中的至少一个附接至液体冷板(也称为冷板组件)，以接收冷却流体。另外，一个或多个可选冷却风扇与刀片服务器相关联，以向其中容纳的计算节点提供空气冷却。注意，除热系统120可联接至多个数据中心系统，诸如数据中心系统100。除热系统将数据中心内产生的大量热量散发到大气中。
在一个实施方式中，除热系统120包括外部液体回路，该外部液体回路连接至建筑物/房屋容器外部的冷却塔或干式冷却器。除热系统120可包括但不限于蒸发冷却、自由空气以及拒绝大热质量和废热回收设计。在本公开中，除热系统120也可称为冷却系统。除热系统120可包括冷却液体源或联接至冷却液体源，该冷却液体源提供冷却液体。
在一个实施方式中，每个刀片服务器均模块化地联接至除热液体歧管，使得可从电子机架上去除刀片服务器，而不会影响电子机架和除热液体歧管上其余刀片服务器的操作。在另一实施方式中，每个刀片服务器均通过快速释放联接组件联接至除热液体歧管(也称为冷却流体歧管)，该快速释放联接组件具有与柔性软管相联接的第一液体入口连接器和第一液体出口连接器，将除热液体分配给处理器。第一吸液连接器经由第二吸液连接器从安装在电子机架的后端上的除热液体歧管接收除热液体。第一液体出口连接器将通过第二液体出口连接器排放较暖或较热的液体，这些液体携带从处理器交换到除热液体歧管的热量，然后返回电子机架内的冷却剂分配单元(CDU)。
在一个实施方式中，布置在每个电子机架的后端上的除热液体歧管联接至液体供应线132，以从除热系统120接收除热流体(也称为冷却流体)。除热流体通过液体分配回路分配，液体分配回路附接至冷板组件，处理器安装在冷板组件上，以去除处理器中的热量。冷板的配置类似于附接或嵌入有液体分配管或通道的散热器。携带从处理器交换来的热量的所得较暖或较热的液体通过液体返回线131传输回除热系统120。液体供应线/返回线131至132称为数据中心或室内液体供应线/返回线(例如，全局液体供应线/返回线)，其向所有电子机架的行101-102供应除热液体。液体供应线132和液体返回线131联接至位于电子机架中的每个内的CDU的热交换器，从而形成主回路。热交换器的次级回路联接至电子机架中的刀片服务器中的每个，以将冷却液输送至处理器的冷板。
在一个实施方式中，数据中心系统100进一步包括可选的气流传送系统135，以产生气流，从而使气流流过电子机架的刀片服务器的空气空间，以交换由于计算节点(例如，服务器)的操作而由计算节点产生的热量，并将气流交换的热量排到房屋/室/建筑物外部的外部环境108。例如，空气供应系统135产生凉/冷空气流，以从过道103通过电子机架110A-110N循环，从而带走交换的热量。冷气流通过电子机架前端进入电子机架，暖/热气流从电子机架后端离开电子机架。带有交换的热量的暖/热空气从室/建筑物中排出。因而，冷却系统是混合液体-空气冷却系统，其中，由处理器产生的热量的一部分通过冷却流体经由相应的冷板去除，而处理器(或其他电子设备或处理设备)产生的热量的其余部分则通过气流冷却去除。空气供应系统135可连接至除热系统120以将热量提取到大气中。
图2是示出根据一个实施方式的电子机架的框图。电子机架200可代表如图1所示的任何电子机架122，诸如电子机架110A-110N。参考图2，根据一个实施方式，电子机架200包括但不限于CDU 201、RMU 202和一个或多个刀片服务器203A至203E(统称为刀片服务器203)。可将刀片服务器203分别从电子机架200的前端204或后端205插入服务器插槽的阵列中。请注意的是，尽管这里显示了5个刀片服务器203A至203E，但可在电子机架中保持更多或更少的刀片服务器200。还应注意的是，CDU 201、RMU 202和刀片服务器203的具体位置仅出于说明目的而示出。还可实现CDU 201、RMU 202和刀片服务器203的其他布置或配置。在一个实施方式中，只要冷却风扇可产生从前端至后端的气流，电子机架200就可对环境开放或部分于在机架容器中。
另外，对于刀片服务器203中的至少一个，可选的风扇模块(未示出)与刀片服务器相关联。风扇模块中的每个均包括一个或多个冷却风扇。风扇模块可安装在刀片服务器203的后端或电子机架上，以生成气流，该气流从前端204流出，流经刀片服务器203的空气空间，并存在于电子机架200的后端205。
在一个实施方式中，CDU 201主要包括热交换器211、液体泵212和泵控制器(未示出)以及一些其他组件，诸如储液器、电源、监视传感器等。热交换器211可为液-液热交换器。热交换器211包括具有入口和出口的第一回路，该入口和出口具有第一对液体连接器，该第一对液体连接器联接至外部液体供应/返回线131至132，以形成主回路。联接至外部液体供应/返回线131至132的连接器可布置或安装在电子机架200的后端205上。液体供应/返回线131至132也称为室液体供应/返回线，联接至除热系统120，如上所述。另外，热交换器211还包括第二回路，该第二回路具有两个端口，该两个端口具有第二对液体连接器，该第二对液体连接器联接至液体歧管225以形成第二回路，该第二回路可包括供应歧管(也称为机架液体供应线)和返回歧管(也称为机架液体返回线)，供应歧管用于向刀片服务器203供应冷却液，返回歧管用于将较热的液体返回CDU 201。应注意的是，CDU201可为可商购或定制的任何种类的CDU。因而，在此将不描述CDU201的细节。
刀片服务器203中的每个均可包括一个或多个IT组件(例如，中央处理单元或CPU、图形处理单元(GPU)、存储器和/或存储设备)。每个IT组件均可执行数据处理任务，其中，IT组件可包括安装在存储设备中、加载至存储器中并由一个或多个处理器执行以执行数据处理任务的软件。刀片服务器203可包括联接至一个或多个计算服务器(也称为计算节点，诸如CPU服务器和GPU服务器)的主机服务器(称为主机节点)。主机服务器(具有一个或多个CPU)通常通过网络(例如Internet)与客户端接口，以接收对特定服务(例如，诸如备份和/或还原的基于云的存储服务)的请求，从而执行应用程序以执行某些操作(例如，作为软件即服务(software-as-a-service)或SaaS平台的一部分，执行图像处理、深度数据学习算法或建模等)。响应于该请求，主机服务器将任务分配给由主机服务器管理的性能计算节点或计算服务器(具有一个或多个GPU)中的一个或多个。性能计算服务器执行实际任务，这可在操作过程中产生热量。
电子机架200还可选地包括RMU 202，其配置成为服务器203和CDU 201提供电源，并管理该电源。RMU202可联接至电源单元(未显示)，以管理电源单元的功耗。电源单元可包括必要的电路(例如，交流电(AC)至直流电(DC)或DC至DC的电源转换器、电池单元、变压器或调节器等)，从而向电子机架200的组件的其余部分提供电源。
在一个实施方式中，RMU 202包括优化模块221和机架管理控制器(RMC)222。RMC222可包括监控器，以监测电子机架200内的诸如计算节点203、CDU 201和风扇模块131的各种组件的操作状态。具体地，监控器从代表电子机架200的运行环境的各种传感器接收运行数据。例如，监控器可接收表示处理器的温度、冷却液和空气温度的运行数据，这些数据可通过各种温度传感器捕获并收集。监控器还可接收代表由风扇模块131和液体泵212产生的风扇功率和泵功率的数据，该数据可与它们各自的速度成比例。这些操作数据称为实时操作数据。另外，监控器还可例如从泄漏检测器和/或传感器(例如，液体传感器、温度传感器)接收指示在任何刀片服务器中是否发生液体泄漏的信号。应注意的是，监视器可实现为RMU 202中的单独模块。
基于操作数据，优化模块221使用预定的优化功能或优化模型执行优化，从而导出用于风扇模块的一组最佳风扇速度和用于液泵212的最佳泵速度，以使得液体泵212和风扇模块的总功耗达至最小，同时与液体泵212和风扇模块的冷却风扇相关的操作数据在其各自的设计规格内。一旦确定了最佳泵速度和最佳风扇速度，RMC 222就基于最佳泵速度和风扇速度来配置液体泵212和风扇模块231的冷却风扇。
作为示例，基于最佳泵速，RMC 222与CDU 201的泵控制器通信，以控制液泵212的速度，液泵212的速转而控制供应给液体歧管225以分配至刀片服务器203中的至少一些的冷却液的液体流速。类似地，基于最佳风扇速度，RMC 222与风扇模块中的每个通信，以控制风扇模块中每个冷却风扇的速度，冷却风扇的速度转而控制风扇模块的气流速率。应注意的是，风扇模块中的每个均可通过其特定的最佳风扇速度来单独进行控制，以及同一风扇模块内的不同风扇模块和/或不同冷却风扇可具有不同的最佳风扇速度。
如上所述，刀片服务器中的每个都包括许多IT组件，诸如处理器或处理单元，其可在操作过程中产生热量。根据一个实施方式，每个刀片服务器的IT组件附接至集成冷却模块，该集成冷却模块具有布置在其中的冷板阵列，以附接至IT组件中的每个的外表面以进行热交换。集成冷却模块设计为单个冷却模块，该单个冷却模块中嵌入冷却液分配通道，以减少连接接头和零件的数量，从而减少了液体泄漏的机会，这将在下面进一步详细描述。
图3是示出根据一个实施方式的处理器冷板配置的框图。处理器/冷板结构300可表示如图2所示的刀片服务器203的任何处理器/冷板结构。参考图3，将处理器301插入安装在印刷电路板(PCB)或母板上的处理器插槽上。印刷电路板(PCB)或母板联接至数据处理系统或服务器的其他电子组件或电路。处理器301还包括附接至其上的冷板303，其联接至液体供应线132和液体返回线131。处理器301产生的热量的部分通过冷板303由冷却液除去。热量的其余部分进入下方的空气空间305，可通过冷却风扇304产生的气流将其除去。
返回参考图2，根据一个实施方式，电子机架200可以可选地包括联接至RMU 202的机架流控制装置(FCD)230以及至少机架液体供应线和/或机架液体返回线，以控制流向刀片服务器203的冷却液体的量。刀片服务器203中的每个还包括泄漏检测器或泄漏检测系统(未示出)，以检测刀片服务器内的液体泄漏。泄漏检测器可为任何液体泄漏检测器
根据另一实施方式，刀片服务器203中的每个均可以可选地包括服务器FCD或与服务器FCD相关联，诸如在机架歧管225与刀片服务器203之间的服务器FCD 250A-250E(统称为服务器FCD 250)。服务器FCD 250中的每个均配置为用于控制流入刀片服务器203的冷却液的流量。如上所述，每个刀片服务器均包括联接至机架供应线的服务器液体供应线和联接至机架返回线的服务器液体返回线。服务器液体供应线连接至服务器液体分配回路的一端，以及服务器液体返回线连接至服务器液体分配回路的另一端，使得冷却液体通过分配回路循环以进行热交换。服务器FCD中的每个均联接至RMC 222，并且可由RMC 222控制。
图4示出了具有平行布置的冷板的示例性冷却模块的俯视图。在具体实施方式中，可通过使冷板与IT组件的具体布局或布置进行匹配，将集成冷却模块连接至刀片服务器中的任何一个的IT组件，如图2所示。冷却模块可包括基架400、流体供应通道401、流体返回通道404、歧管402和多个流体分配通道403。冷却模块的两个不同实施方式的侧视图在图6和图7中示出。如图4所示，冷却模块集成为单个集成单元。集成为单个集成单元可意味着冷却模块由单块材料制成，或冷却模块由单独件制成，但通过诸如焊接的永久性连接永久性地连接在一起。在任一实施方式中，在歧管404与流体分配通道403之间或在冷却模块400的任何其他部分之间可没有或只有很少的流体连接。唯一需要流体连接之处在流体供应通道401的入口和流体返回通道404的端部。
在一个实施方式中，冷却模块可由导热材料制成，并且形成为单件，而不必使用更多的连接器。该材料可为适合于冷却IT设备的任何材料，诸如铝、铜、钢、钛或任何其他合适材料。如果由单一材料制成，则冷却模块最初可以以材料(例如铝)块开始。流体通道(例如，流体供应通道、流体返回通道、歧管、流体分配通道)可机械加工或模制到冷却模块中，使得成品是没有内部流体连接的一个单元。唯一的流体连接可位于流体供应通道401和流体返回通道404处。减少流体连接的数量可降低在冷却模块内部或周围发生泄漏的可能性。
在一个实施方式中，冷却模块可由几块材料制成。在一些实施方式中，这几块材料仍将是相同的材料。例如，冷却模块的所有零件均可为铝。这些零件可分别形成，然后一旦形成就永久地连接在一起。例如，流体分配通道403、歧管402、流体供应通道401和流体返回通道404可全部单独地构造，然后通过诸如焊接的永久联接联接至冷却模块400。这减少了流体连接的数量，还可显着降低在冷却模块内部和周围泄漏的可能性。
图5示出了每两个冷板303串联布置的冷却模块的示例。可类似于分配通道403的加工方式将冷板303加工到冷却模块中，或可预先制造冷板303，并通过永久联接将其联接至多个分配通道上。在具体实施方式中，冷流体进入流体供应通道401。可通过外部冷却流体源来提供冷流体。随着冷流体行进通过流体供应通道401、歧管402和流体分配通道403，冷流体可捕获由未示出但与冷板303相邻放置的电子组件产生的一些热量。冷却流体随着吸收IT组件的热量而变热。然后，较热的流体通过返回通道404离开歧管，并带走大量热量。在一些实施方式中，冷板可与冷却模块分开制造，并且可通过用于将冷板联接至冷却系统的任何合适的装置可移除地联接至冷却模块。在图4的图示中，冷板平行布置，这意味着冷却流体进入歧管402，并且基本上均匀地分散在分配通道403之间。冷却流体可大致同时进入每个分配通道403，并因而进入大致同时每个冷板303。这种平行设计使IT组件可基本均匀地冷却。
与图4所示的平行设计相反，在图5中示出了根据另一实施方式的串联设计。在串联设计中，可认为将冷板303分为第一组和第二组。在串联布置中，第一组冷板可定位成比第二组冷板更靠近供应通道401和歧管402。为了到达第二组冷板，流体必须首先通过第一组冷板。当它通过第一组冷板时，它会变热，因为它会吸收IT组件产生的一些热量。因此，当流体到达第二组冷板时，它比到达第一组冷板时温暖。
图6示出了示例性冷却模块，其歧管402和分配通道403(或402和403的一些部分)位于基架400的顶部上，而不是位于基架400内部。在该实施方式中，歧管402、分配通道403、流体供应通道401和流体返回通道404(统称为“流体通道”)可不加工到基架400中。取而代之，可以以一些其他方式形成流体通道，诸如预成型和预组装流体通道，然后将流体通道永久联接至基架400，以使得流体通道位于基架400的顶表面上方。该实施方式可实现与图4中所示的机加工流体通道相同或相似的目的，其中，永久性联接的流体通道具有较小的泄漏可能性，因为与传统的冷却模块相比，流体连接较少。图6中还显示了冷板303和IT组件301。冷却流体通过流体供应通道401进入冷却模块，流经歧管402，并沿着分配通道403向下行进。当它沿着分配通道403向下行进时，它通过冷板303，冷板通过吸收IT组件301产生的热量并将该热量传递给冷却流体而充当IT组件301的散热器。冷却液吸收IT组件的热量而变热。然后，较热的流体通过返回通道404离开歧管。
图7示出了示例冷却模块，其流体分配通道位于基架400内。图7所示的实施方式可为图4所示实施方式的侧视图。在图7中，流体供应通道401、流体返回通道404、歧管402和分配通道403可全部容纳在基架400的内部或在基架400的顶部表面之下。在该实施方式中，流体通道可以通过机械加工或任何其他合适的方式形成。例如，基架400可模制成两个单独的部件：顶部702和底部703，它们可沿着线701分开。在形成顶部702和底部703之后，它们可在初始模制每个部分后将它们完全密封在一起而永久地连接在一起。因而，冷却模块可由于机械加工和永久联接二者而形成。
图8示出了示例性冷却模块、IT组件301和印刷电路板(PCB)801。基板400、流体供应通道401、流体返回通道404和冷板303可集成为单个集成单元。单个集成单元可联接至IT组件301，IT组件301可附接至PCB 801。
图9示出了使用锥形设计的第一示例性歧管几何形状900A和第二示例性歧管几何形状900B。可能需要冷却流体大致同时进入多个流体供应通道403中的每个。但是，可能无法实现通过分配歧管的出口端口中的每个的相同质量流出率。如果流体从右侧进入歧管，其中歧管具有第一歧管几何形状900A，则流体可在进入最右边的流体分配通道(未标记)之前进入最左边的流体分配通道403，这导致流量分布不均匀。避免这种情况可能是有益的，因为IT组件可能无法均匀冷却。例如，如果大部分冷却流体进入最左侧的流体分配通道，而相对较少的冷却流体进入最右侧的通道，则与最左侧通道相邻的IT组件的冷却要好于与最右侧通道相邻的IT组件的冷却。因而，可能希望提供一种使流体大致同时进入所有流体分配通道的方式。流体大致同时进入流体供应通道可有助于将所有IT组件保持在大约相同的温度。
具有使用歧管900B的非均匀锥形纵向截面设计的几何形状的歧管可帮助克服上述问题。歧管几何形状900B具有锥形几何形状，使得歧管在与流体流动相同的方向上变窄。这可使得流体能够与流体进入最右边的流体分配通道大致同时地进入最左边的流体分配通道。流体可进入具有几何形状900B的歧管，并可承受特定的流体压力。锥度可具有适合使流体能够在给定其流体压力的情况下以大致相同的量进入分配通道的特定等级。以这种方式，联接至流体冷却模块的所有IT组件均可近似均匀地进行冷却。
在一些实施方式中，冷却模块可适于在自主驾驶汽车内使用。当自主驾驶汽车在城市、住宅或乡村街道中行驶时，可能需要大量的处理功率。与位于远程服务器上的处理器相反，可由车辆上的处理器执行图像识别、避障、管理车手偏好以及类似的任务。位于车辆上的处理器可能密集包装，因而可能产生越来越多的热量。为了捕获由这些处理器产生的热量中的至少一些，根据本文讨论的任何实施方式的冷却模块可与至少一些IT组件相邻地安装在自主驾驶车辆中。例如，IT组件可位于自主驾驶汽车的后备箱中，以及冷却模块可与IT组件中的至少一些相邻地安装在后备箱中。因而，与传统的冷却系统相比，自主驾驶车辆中的冷却系统可具有较小的泄漏可能性，因为其具有较少的流体连接。
在以上的说明书中，已经参考本发明的具体示例性实施方式对本发明的实施方式进行了描述。将显而易见的是，在不脱离所附权利要求书中阐述的本发明的更宽泛精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种修改。因此，应当在说明性意义而不是限制性意义上来理解本说明书和附图。
Claims (20)
1.一种冷却模块，包括：
基架；
流体供应通道，设置在所述基架上，以从外部冷却流体源接收冷却流体；
流体返回通道，设置在所述基架上，以返回所述冷却流体；
多个冷板，设置在所述基架上，其中，所述冷板将附接至多个数据处理模块；以及
多个流体分配通道，用于将从所述流体供应通道中接收的所述冷却流体分配至所述冷板，以交换所述数据处理模块产生的热量，并将携带交换热量的所述冷却流体通过所述流体返回通道返回至所述外部冷却流体源，其中，所述基架、所述流体供应通道和所述流体返回通道、所述流体分配通道和所述冷板集成为单个集成冷却单元。
2.根据权利要求1所述的冷却模块，其中，所述基架、所述流体供应通道、所述流体返回通道、所述多个冷板和所述多个流体分配通道由单一材料形成。
3.根据权利要求2所述的冷却模块，其中，所述单一材料包括铝、铜、钢或钛。
4.根据权利要求1所述的冷却模块，其中，所述多个冷板通过永久性联接联接至所述多个分配通道。
5.根据权利要求1所述的冷却模块，其中，所述流体供应通道、所述流体返回通道和所述多个流体分配通道通过机加工在所述基架内形成。
6.根据权利要求1所述的冷却模块，其中，所述多个流体分配通道位于所述基架的顶表面上方。
7.根据权利要求1所述的冷却模块，其中，所述多个流体分配通道位于所述基架的顶表面下方。
8.根据权利要求1所述的冷却模块，其中，所述冷却模块适于在自主驾驶车辆内使用。
9.根据权利要求1所述的冷却模块，其中，所述多个冷板串联布置在所述冷却模块上，使得所述冷却流体在通过第二组冷板之前先通过第一组冷板。
10.根据权利要求1所述的冷却模块，其中，所述多个冷板平行布置在所述冷却模块上，使得所述冷却流体基本同时通过所述多个冷板中的每个。
11.一种电子机架，包括：
机架歧管，具有用于从冷却液体源接收冷却液体的机架液体供应线和用于将较热的液体返回至所述冷却液体源的机架液体返回线；以及
多个刀片服务器，以堆叠的形式布置，其中，所述刀片服务器中的每个均包括多个数据处理模块和附接至所述数据处理模块以进行热交换的冷却模块，其中，所述冷却模块包括：
基架；
流体供应通道，设置在所述基架上，以从所述基架液体供应线接收冷却流体；
流体返回通道，设置在所述基架上，以将所述冷却流体返回至机架液体返回线；
多个冷板，设置在所述基架上，其中，所述冷板将附接至所述数据处理模块；以及
多个流体分配通道，用于将从所述流体供应通道接收的所述冷却流体分配至所述冷板，以交换所述数据处理模块产生的热量，并将携带交换热量的所述冷却流体通过所述流体返回通道返回至所述外部冷却流体源，其中，所述基架、所述流体供应通道和所述流体返回通道、所述流体分配通道和所述冷板集成为单个集成冷却单元。
12.根据权利要求11所述的电子机架，其中，所述基架、所述流体供应通道、所述流体返回通道、所述多个冷板和所述多个流体分配通道由单一材料形成。
13.根据权利要求12所述的电子机架，其中，所述单一材料包括铝、铜、钢或钛。
14.根据权利要求11所述的电子机架，其中，所述多个冷板通过永久性联接联接至所述多个分配通道。
15.根据权利要求11所述的电子机架，其中，所述流体供应通道、所述流体返回通道和所述多个流体分配通道通过机械加工在所述基架内形成。
16.根据权利要求11所述的电子机架，其中，所述多个流体分配通道位于所述基架的顶表面上方。
17.根据权利要求11所述的电子机架，其中，所述多个流体分配通道位于所述基架的顶表面的下方。
18.根据权利要求11所述的电子机架，其中，所述冷却模块适于在自主驾驶车辆内使用。
19.根据权利要求11所述的电子机架，其中，所述多个冷板串联布置在所述冷却模块上，使得所述冷却流体在经过第二组冷板之前先经过第一组冷板。
20.一种数据中心系统，包括：
室内液体供应线，用于接收来自外部冷却源的冷却液体；
室内液体返回线，用于将所述冷却液体返回到所述外部冷却源；以及
多个电子机架，其中，所述电子机架中的每个均包括：
机架歧管，具有用于从所述室内液体供应线接收冷却液体的机架液体供应线和用于将较热的液体返回至所述室内液体供应线的机架液体返回线；以及
多个刀片服务器，以堆叠的形式布置，其中，所述刀片服务器中的每个均包括多个数据处理模块和附接至所述数据处理模块以进行热交换的冷却模块，其中，所述冷却模块包括：
基架；
流体供应通道，设置在所述基架上，以从所述基架液体供应线接收冷却流体；
流体返回通道，设置在所述基架上，以将所述冷却流体返回至机架液体返回线；
多个冷板，设置在所述基架上，其中，所述冷板将附接至所述数据处理模块；以及
多个流体分配通道，用于将从所述流体供应通道接收的所述冷却流体分配至所述冷板，以交换所述数据处理模块产生的热量，并将携带交换热量的所述冷却流体通过所述流体返回通道返回至所述外部冷却流体源，其中，所述基架、所述流体供应通道和所述流体返回通道、所述流体分配通道和所述冷板集成为单个集成冷却单元。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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