CN113655860A - 散热机箱和服务器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种散热机箱和服务器，散热机箱包括机箱本体、挡板以及驱动机构。机箱本体具有进风口和出风口，机箱本体的一侧壁设有通风孔。挡板可滑动地设置于机箱本体的侧壁，以打开或者关闭通风孔。驱动机构直接或者间接地连接挡板，以驱动挡板沿着机箱本体的侧壁滑动。散热机箱可以针对服务器内各个节点配置进行最优散热设计，使得服务器整体散热效果和运行性能提升，降低了服务器的能耗、震动和故障率，也降低服务器的运维成本。

Description

散热机箱和服务器

技术领域

本申请属于服务器技术领域，更具体地说，是涉及一种散热机箱和服务器。

背景技术

随着服务器云化和数据中心化的发展，云服务器主要分为计算节点、存储节点和AI节点，各类节点对服务器性能需求明确固定且越来越高；具体来说，需要计算节点更高的处理性能，存储节点更大的存储容量，和AI节点更高的AI性能。为满足以上需求，服务器导入更高性能的处理器，更大容量的磁盘，和更高处理性能的AI卡。

云服务器的计算节点、存储节点和AI节点对应的主要发热部件分别为处理器、磁盘、和AI卡。

服务器处理器和AI卡因市场需求，性能快速提高，而芯片的制造工艺因接近理论上限，发展速度放缓，导致服务器处理器和AI卡发热量逐渐攀升，接近服务器风冷支持的上限。而与此同时，服务器液冷方案还存在制造工艺复杂、安装和维护难度高、使用成本高等问题，不能有效的替代服务器风冷方案。

一款服务器如需满足计算节点、存储节点和AI节点的性能配置要求，则在散热上需要同时支持高发热量的处理器、磁盘、和AI卡。而现有服务器的散热结构设计往往仅能支持其中一部分高发热量的节点，不能针对各个节点配置进行最优散热设计，从而导致服务器整体散热效果和运行性能不佳，增加了服务器的能耗、震动和故障率，提高服务器的运维成本。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种散热机箱和服务器，以解决现有的服务器不能针对各个节点配置进行最优散热设计，从而导致服务器整体散热效果和运行性能不佳，增加了服务器的能耗、震动和故障率，提高服务器的运维成本的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种散热机箱，散热机箱包括机箱本体、挡板以及驱动机构。机箱本体具有进风口和出风口，机箱本体的一侧壁设有通风孔。挡板可滑动地设置于机箱本体的侧壁，以打开或者关闭通风孔。驱动机构直接或者间接地连接挡板，以驱动挡板沿着机箱本体的侧壁滑动。

可选地，通风孔为多个并对应于机箱本体内的发热部件。

可选地，挡板设有滑动槽，散热机箱包括导向件，导向件穿过滑动槽并固定于机箱本体，以使挡板相对机箱本体滑动；

或者，机箱本体的侧壁设有滑动槽，散热机箱包括导向件，导向件固定于挡板并穿过滑动槽，以使挡板相对机箱本体滑动。

可选地，导向件为螺柱或者销轴。

可选地，滑动槽的数量为多个且平行间隔分布，导向件的数量也为多个，一个或者多个导向件穿过每一滑动槽。

可选地，驱动机构为电动推杆或者气缸。

可选地，驱动机构为电机，散热机箱包括螺杆、齿轮以及齿条，螺杆和电机的输出轴连接，螺杆和齿轮啮合，齿条和挡板固定并与齿轮啮合。

可选地，散热机箱包括传动带，齿轮的数量为两个，其中一个齿轮与螺杆啮合，另外一个齿轮与齿条啮合，两个齿轮之间通过传动带连接；

或者，散热机箱包括传动带，齿轮的数量为四个并以两个为一组，齿条和传动带的数量均为两个，两个齿条分别和挡板的两侧位置固定，同一组的两个齿轮通过传动带连接，两组齿轮中各自的其中一个分别位于螺杆的两侧并均与螺杆啮合，两组齿轮中各自的另外一个分别一一对应地与两个齿条啮合。

根据本申请的另一个方面，本申请进一步提供一种服务器，服务器包括上述任一项的散热机箱。

可选地，服务器为云服务器，服务器包括计算节点、储存节点以及AI节点，计算节点、储存节点以及AI节点均设置于机箱本体内，通风孔位于机箱本体侧壁对应于计算节点的处理器和AI节点的PCIE插槽之间的位置。

可选地，服务器包括基板管理控制器，基板管理控制器和驱动机构通信连接。

本申请提供的散热机箱和服务器的有益效果在于：与现有技术相比，本申请通过在机箱本体的一侧壁设置通风孔，并通过驱动机构驱动挡板沿着机箱本体的侧壁滑动，从而打开或者关闭通风孔，通孔风位于对应机箱本体内的发热部件(例如处理器)的位置；这样当对应通风孔位置的发热部件(例如处理器)运行时，则打开通风孔以加快散热，提升该发热部件(例如处理器)的运行性能；而当机箱本体内其他发热部件(例如AI卡)运行工作时，则关闭通风孔，使得空气流从出风口流出，从而针对机箱本体内的其他发热部件(例如AI卡)进行散热，提升其他发热部件的运行性能。本申请可以针对服务器内各个节点配置进行最优散热设计，使得服务器整体散热效果和运行性能提升，降低了服务器的能耗、震动和故障率，也降低服务器的运维成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的服务器的立体结构示意图，其中服务器包括散热机箱；

图2为图1所示的服务器在去掉散热机箱的部分结构的情形下的立体结构示意图；

图3为图1所示的服务器在去掉散热机箱的部分结构的情形下的俯视图；

图4为图1所示的服务器的散热机箱的挡板、驱动机构、机箱本体的侧壁的整体结构示意图；

其中，图中各附图标记：

1-散热机箱；11-机箱本体；1101-进风口；1102-出风口；1103-通风孔；12-挡板；1201-滑动槽；13-驱动机构；14-导向件；15-螺杆；16-齿轮；17-齿条；18-传动带；2-计算节点；3-储存节点；4-AI节点。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图4所示，现对本申请实施例提供的散热机箱1进行说明。所述散热机箱1，包括机箱本体11、挡板12以及驱动机构13。

机箱本体11可以采用普通服务器的机箱外壳形状，例如，机箱本体11为长方体形状的外壳。机箱本体11具有进风口1101和出风口1102，进风口1101和出风口1102分别位于机箱本体11相对的两侧侧壁上；也就是说，进风口1101和出风口1102相对。机箱本体11的一侧壁上还设有通风孔1103。例如，基于图1所示的方向，机箱本体11的前壁上具有进风口1101，机箱本体11的后壁上具有出风口1102，通风孔1103位于机箱本体11的顶壁上。

挡板12可滑动地设置于机箱本体11的侧壁，且挡板12和通风孔1103位于机箱本体11的同一侧壁上。在外力作用下，挡板12可沿着机箱本体11的侧壁滑动，从而暴露出通风孔1103或者遮蔽住通风孔1103，以打开或者关闭通风孔1103。

具体地，如图4所示，挡板12可滑动地连接于机箱本体11的顶部内壁上，挡板12在外力的作用下可沿着机箱本体11的顶壁滑动。当挡板12向着靠近通风孔1103的方向滑动并遮蔽住通风孔1103时，通风孔1103被关闭。反之，当挡板12向着远离通风孔1103的方向滑动并暴露出通风孔1103时，通风孔1103被打开。

驱动机构13直接或者间接地连接挡板12，以驱动挡板12沿着机箱本体11的侧壁滑动，从而打开或者关闭通风孔1103。这样在实际应用中，可根据实际需要选择性地打开或者关闭通风孔1103。可选地，驱动结构为电动推杆、气缸或者电机中的一种。

在应用中，所述散热机箱可用作服务器机箱，通风孔1103可位于对应机箱本体11内的发热部件的位置。具体来说，服务器的计算节点、储存节点以及AI节点均收容于机箱本体11内部，其中储存节点的磁盘位于靠近进风口1101的位置，AI节点的AI卡位于靠近出风口1102位置，而计算节点的处理器则位于靠近通风孔1103的位置。当服务器主要是计算节点和储存节点在工作运行时，计算节点的处理器和储存节点的硬盘温度较高，而AI节点的AI卡温度相应较低，此种情况下可控制驱动机构13驱动挡板12移动，以打开通风孔1103，这样环境中的空气流从进风口1101进入服务器之后可以分别从出风口1102和通风孔1103流出，相比于传统的服务器，增加了通风孔1103可以出风散热，从而提升了处理器和硬盘的散热能力，相对降低了AI节点的AI卡的散热能力，从而保障处理器和硬盘的运行性能良好。当服务器主要是AI节点在工作运行时，计算节点的处理器和储存节点的硬盘温度较低，而AI节点的AI卡温度相应较高，此种情况下可控制驱动机构13驱动挡板12移动，以关闭通风孔1103，这样环境中的空气流从进风口1101进入服务器之后全部从出风口1102流出，这样可相对降低计算节点的处理器和储存节点的硬盘的散热能力，而提升AI节点的AI卡的散热能力，保障AI卡运行性能良好。所述散热机箱可根据内部发热部件的运行情况和散热需求针对性地对发热部件进行散热，优化服务器整体散热效果，保障服务器内所有发热部件都运行良好。

本申请提供的散热机箱，与现有技术相比，通过在机箱本体11的一侧壁设置通风孔1103，并通过驱动机构13驱动挡板12沿着机箱本体11的侧壁滑动，从而打开或者关闭通风孔1103，通风孔1103位于对应机箱本体11内的发热部件(例如处理器)的位置；这样当对应通风孔1103位置的发热部件(例如处理器)运行时，则打开通风孔1103以加快该发热部件处的通风散热速度，提升该发热部件(例如处理器)的运行性能；而当机箱本体11内其他发热部件(例如AI卡)运行工作时，则关闭通风孔1103，使得空气流从出风口1102流出，从而针对机箱本体11内的其他发热部件(例如AI卡)进行散热，从而提升其他发热部件的运行性能。本申请可以针对服务器内各个节点配置进行最优散热设计，使得服务器整体散热效果和运行性能提升，降低了服务器的能耗、震动和故障率，也降低服务器的运维成本。

在本申请另一个实施例中，如图4所示，通风孔1103为多个并对应于机箱本体11内的发热部件。这样在打开通风孔1103时可以针对通风孔1103位置的发热部件进行散热，提升该发热部件的散热性能。在实际应用中，可将通风孔1103针对性地设置于发热量较高的部件周围。例如，在图示的实施例中，机箱本体11的前部、中部以及后部分别对应地收容有磁盘、处理器以及AI卡，通风孔1103位于机箱本体11的顶壁并位于对应处理器和AI卡之间的区域，这样可通风孔1103打开时可以加速处理器和磁盘的散热能力。

在本申请另一个实施例中，通风孔1103的数量为多个且成排地间隔分布。例如，如图1和图4所示，通风孔1103为条形孔且数量为多个，所有的通风孔1103排成一排。当挡板12滑动至通风孔1103的位置时，挡板12能够遮蔽住所有的通风孔1103。设置多个通风孔1103，可以扩大出风面积，提升散热性能。在实际应用中，也可以根据对应的发热部件的尺寸和形状合理设计通风孔1103的形状和大小，多个通风孔1103也可按照其他方式排列，例如排列成圆形、不规则形状等。

在本申请另一个实施例中，挡板12为金属片并贴合机箱本体11的顶部内壁，挡板12设有滑动槽1201，散热机箱1还包括导向件14，导向件14穿过滑动槽1201并固定于机箱本体11，以使挡板12相对机箱本体11滑动。这样导向件14既起到连接挡板12和机箱本体11的作用，又可使得挡板12沿着导向件14相对机箱本体11滑动，以打开或者关闭通风孔1103。

进一步地，导向件14为螺柱，螺柱的杆部穿过挡板12的滑动槽1201后固定于机箱本体11的内壁，而螺柱的头部可以限制挡板12，使得挡板12不能和螺柱脱离。在其他实施例中，导向件14也可为销轴。

进一步地，为了使得挡板12每次都能够按照预定的直线轨迹滑动，以顺利地遮蔽或者暴露通风孔1103，挡板12的滑动槽1201为直线型长槽，两个或者两个以上的导向件14穿过同一个滑动槽1201并间隔分布，这样挡板12只能沿着导向件14直线滑动且不能转动，保证了挡板12移动轨迹的准确性。

可选地，对于挡板12的面积比较大的情况而言，为了使得挡板12滑动时各个区域受力均匀，滑动时比较稳固和顺畅，滑动槽1201的数量为多个且平行间隔分布，导向件14的数量也为多个，一个或者多个导向件14穿过每一滑动槽1201，也就是说，每一个滑动槽1201至少和其中一个导向件14配合，使得挡板12能够相对所有导向件14滑动。对于同一个滑动槽1201和多个导向件14配合的情况而言，导向件14间隔分布于滑动槽1201内。

可以想到的是，滑动槽和导向件14的位置也可以互换。具体来说，机箱本体11的侧壁设有滑动槽，所述散热机箱1包括导向件14，导向件14固定于挡板12并穿过机箱本体11的滑动槽，以使挡板12相对机箱本体11滑动。

在本申请另一个实施例中，驱动机构13为电机，所述散热机箱1还包括螺杆15、齿轮16以及齿条17。螺杆15和电机的输出端连接，例如螺杆15通过联轴器和电机的输出端连接。螺杆15的外周具有螺旋形齿，螺杆15和齿轮16啮合，齿条17和挡板12固定并与齿轮16啮合。这样，电机驱动螺杆15转动，螺杆15带动齿轮16转动，齿轮16通过齿条17带动挡板12沿着机箱本体11移动，从而打开或者关闭通风孔1103。

进一步地，在本申请另一个实施例中，散热机箱1还包括传动带18，齿轮16的数量为两个，其中一个齿轮16与螺杆15啮合，另外一个齿轮16与齿条17啮合，两个齿轮16之间通过传动带18连接，传动带18的两端分别套接在两个齿轮16中心的转轴外周，使得其中一个齿轮16带动另外一个齿轮16转动。这样，电机驱动螺杆15转动，螺杆15依次通过其中一个齿轮16、传动带18、另外一个齿轮16带动齿条17移动，齿条17带动挡板12沿着机箱本体11移动，从而打开或者关闭通风孔1103。在实际应用中，可根据实际传动需求合理设计两个齿轮16的大小、齿数关系，以达到理想的传动比。

在本申请另一个实施例中，如图4所示，所述散热机箱1包括传动带18，齿轮16的数量为四个并以两个为一组，两组齿轮16分别对称地分布于螺杆15的两侧，齿条17和传动带18的数量也均为两个。两个齿条17分别和挡板12的两侧位置固定，例如，在图示的实施例中，挡板12为“匚”字型金属板，两个齿条17分别贴合固定于挡板12的两侧壁上。同一组的两个齿轮16通过传动带18连接。两组齿轮16中各自的其中一个分别位于螺杆15的两侧并均与螺杆15啮合，两组齿轮16中各自的另外一个分别一一对应地与两个齿条17啮合。这样，电机驱动螺杆15转动，螺杆15同时带动两组齿轮16转动，两组齿轮16分别对应地带动两个齿条17移动，两个齿条17同步带动挡板12移动，从而打开或者关闭通风孔1103。可以理解的是，通过设置两组齿轮16，两个齿条17同步带动挡板12移动，可使得挡板12两侧受力均匀，从而比较平稳地移动，这样的设计尤其适用于挡板12面积比较大的情况。

请参阅图1至图3，本申请还提供一种服务器，所述服务器包括包括上述的散热机箱1。由于所述服务器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

在本申请另一实施例中，所述服务器为云服务器，所述服务器包括计算节点2、储存节点3以及AI节点4，计算节点2、储存节点3以及AI节点4均设置于机箱本体11内。计算节点2包括处理器，储存节点3包括磁盘，AI节点4包括AI卡和用于插AI卡的PCIE插槽。基于图1所示的方向，其中计算节点2的处理器位于机箱本体11的中部位置，储存节点3的磁盘位于机箱本体11的前部位置，AI节点4的AI卡和PCIE插槽则位于机箱本体11的后部位置。通风孔1103位于机箱本体11侧壁对应于计算节点2的处理器和AI节点4的PCIE插槽之间的位置。处理器、磁盘以及AI卡分别是计算节点2、储存节点3以及AI节点4的主要发热部件。这样，在传统云服务器的基础上，通过在机箱本体11上增设通风孔1103，使得云服务器的散热系统具备自动调节功能，可以针对计算节点2、储存节点3以及AI节点4进行散热优化。

在本申请另一个实施例中，所述服务器还包括基板管理控制器(BaseboardManagement Controller)，基板管理控制器用于读取云服务器内的温度并控制驱动机构13运行。基板管理控制器和驱动机构13通信连接。

在图示的实施例中，当所述服务器主要应用于计算节点2或存储节点3，计算节点2的处理器或存储节点3的硬盘温度相对较高，而AI节点4的AI卡温度较低，基板管理控制器读取温度后通过控制驱动机构13使得挡板12移动，开启机箱本体11上的通风孔1103，从而针对性地提升计算节点2的处理器和存储节点3的硬盘的散热能力，降低AI节点4的AI卡的散热能力，使得整个云服务器的散热功率相对集中于温度较高的计算节点2和存储节点3，最终使得整个云服务器的散热效果达到最优化效果，从而最终降低所述服务器的风扇转速、能耗、震动和故障率，减少所述服务器的运维成本。

同样地，当所述服务器主要应用于AI节点4时，计算节点2的处理器和存储节点3的硬盘温度相对较低，而AI节点4的AI卡温度相对较高，基板管理控制器读取温度后通过控制驱动机构13使得挡板12移动，关闭机箱本体11上的通风孔1103，从而针对性地降低计算节点2的处理器和存储节点3的硬盘的散热能力，而提升AI节点4的AI卡的散热能力，使得整个云服务器的散热功率相对集中于温度较高的AI节点4，最终使得整个云服务器的散热效果达到最优化效果，从而最终降低所述服务器的风扇转速、能耗、震动和故障率，减少所述服务器的运维成本。

本申请提供的散热机箱1和服务器，具有以下优点：第一，通过在机箱本体11增加设置通风孔1103，可针对服务器内部不同发热部件的散热需求进行散热优化和自动调节，从而降低所述服务器的的风扇转速和散热功耗，降低整个服务器的能耗。第二，由于服务器的风扇在高速转动的过程中会导致一定程度的震动和故障率，因此所述服务器的风扇转速和散热功耗降低后，也可相应地降低服务器的震动和故障率，从而减少服务器的运维成本。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种散热机箱，其特征在于，包括：

机箱本体，所述机箱本体具有进风口和出风口，所述机箱本体的一侧壁设有通风孔；

挡板，所述挡板可滑动地设置于所述机箱本体的侧壁，以打开或者关闭所述通风孔；

驱动机构，所述驱动机构直接或者间接地连接所述挡板，以驱动所述挡板沿着所述机箱本体的侧壁滑动。

2.如权利要求1所述的散热机箱，其特征在于，所述通风孔为多个并对应于所述机箱本体内的发热部件。

3.如权利要求1所述的散热机箱，其特征在于，所述挡板设有滑动槽，所述散热机箱包括导向件，所述导向件穿过所述滑动槽并固定于所述机箱本体，以使所述挡板相对所述机箱本体滑动；

或者，所述机箱本体的侧壁设有滑动槽，所述散热机箱包括导向件，所述导向件固定于所述挡板并穿过所述滑动槽，以使所述挡板相对所述机箱本体滑动。

4.如权利要求3所述的散热机箱，其特征在于，所述导向件为螺柱或者销轴。

5.如权利要求3所述的散热机箱，其特征在于，所述滑动槽的数量为多个且平行间隔分布，所述导向件的数量也为多个，一个或者多个所述导向件穿过每一所述滑动槽。

6.如权利要求1-5任一项所述的散热机箱，其特征在于，所述驱动机构为电动推杆或者气缸。

7.如权利要求1-5任一项所述的散热机箱，其特征在于，所述驱动机构为电机，所述散热机箱包括螺杆、齿轮以及齿条，所述螺杆和所述电机的输出轴连接，所述螺杆和所述齿轮啮合，所述齿条和所述挡板固定并与所述齿轮啮合。

8.如权利要求7所述的散热机箱，其特征在于，所述散热机箱包括传动带，所述齿轮的数量为两个，其中一个所述齿轮与所述螺杆啮合，另外一个所述齿轮与所述齿条啮合，两个所述齿轮之间通过所述传动带连接；

或者，所述散热机箱包括传动带，所述齿轮的数量为四个并以两个为一组，所述齿条和所述传动带的数量均为两个，两个所述齿条分别和所述挡板的两侧位置固定，同一组的两个所述齿轮通过所述传动带连接，两组所述齿轮中各自的其中一个分别位于所述螺杆的两侧并均与所述螺杆啮合，两组所述齿轮中各自的另外一个分别一一对应地与两个所述齿条啮合。

9.一种服务器，其特征在于，所述服务器包括如权利要求1-8任一项所述的散热机箱。

10.如权利要求9所述的服务器，其特征在于，所述服务器为云服务器，所述服务器包括计算节点、储存节点以及AI节点，所述计算节点、储存节点以及AI节点均设置于所述机箱本体内，所述通风孔位于所述机箱本体侧壁对应于所述计算节点的处理器和所述AI节点的PCIE插槽之间的位置。

11.如权利要求9或10所述的服务器，其特征在于，所述服务器包括基板管理控制器，所述基板管理控制器和所述驱动机构通信连接。

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