CN114911315A - 计算设备及计算设备的安装方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种计算设备及计算设备的安装方法，该计算设备包括：机箱，固定在机箱上的主板和支撑板；设置在所述支撑板上的插件；用于连接所述插件和所述主板的柔性连接件用于对所述插件进行散热的散热组件。

Description

计算设备及计算设备的安装方法
技术领域
本公开涉及自动驾驶技术领域，特别涉及一种计算设备及计算设备的安装方法。
背景技术
现有计算设备(例如车载服务器以及自动驾驶车载服务器)的插件，例如图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)，插入主板插槽，行车中服务器运行时产生的三轴向随机振动会引发主板插槽与插件连接时接触不良，造成数据传输带宽降级或者传输中断，引发服务器故障。
车载服务器特别是基于视觉的无人驾驶车载服务器中，对GPU要求更高，经常需要并行多个GPU。但是由于高频GPU功耗比较高，散热要求比较高，因而封装体积较大，每台主板上的插槽之间距离较近，不能并行插入多个GPU。
发明内容
本公开在一方面提供一种计算设备，包括：
机箱；
固定在机箱上的主板和支撑板；
设置在所述支撑板上的插件；
用于连接所述插件和所述主板的柔性连接件用于对所述插件进行散热的散热组件。
本公开在另一方面提供一种计算设备的安装方法，包括：
将插件设置在支撑板上；
将散热器组件设置在插件上，用于对所述插件进行散热；
将设有散热器组件和插件的支撑板安装到机箱上；
用柔性连接件连接所述插件和主板。
这里插件可以是具有电路板和位于电路板上的元器件(例如处理单元)的任何器件，插件、主板上以及柔性连接件的数目均可以是一个或多个。当计算设备包括多个插件和多个柔性连接件时，插件可以与柔性连接件一一对应，同样柔性连接件也可以与主板一一对应。因为插件封装体积较大，如果直接将插件插接在主板上，由于插件占用较大空间，主板上可插接的器件数目较少，通过使用柔性连接件将插件和主板连接，将占用空间较小的柔性连接件插接在主板内，可以使主板与更多的插件连接。另外，当计算设备是车载服务器时，车辆在行驶过程中将会出现振动，如果将插件直接插在主板上，这样行车中服务器运行时产生的三轴向随机振动会引发插件和主板之间点接触不良，这会造成数据传输带宽降级或者传输中断，引发服务器故障。
附图说明
图1为本公开实施例提供的计算设备的部分的结构示意图；
图2为本公开实施例提供的计算设备的一个角度的爆炸图；
图3为本公开实施例提供的计算设备的另一个角度的爆炸图；
图4a-图4c为本公开实施例提供的电路板上安装导热片的结构示意图；
图5a-图5b为本公开实施例提供的在支撑板上安装第一绝缘垫的结构示意图；
图6为支撑板上安装电路板后的结构示意图；
图7为在图6提供的结构上安装有第一散热器的结构示意图；
图8为在图7提供的结构上安装有减震绝缘垫的结构示意图；
图9为在图8提供的结构上安装有导热底座的结构示意图；
图10为将图9提供的结构上安装在支架和横梁上的结构示意图；
图11为将图10提供的结构上安装有支撑架的结构示意图；
图12a和图12b为第二散热器的结构示意图；
图13为将第二散热器安装在支撑架上的结构示意图；
图14为在图13提供的结构上安装第三散热器的结构示意图；
图15为在图14提供的结构上安装限位梁的结构示意图；
图16为连接组件的局部示意图。
图标：1-机箱；11-电路板；2-柔性连接件；3-第三散热器；4-连接组件；41-压板；42-紧固件；5-支架；61-导热片；62-第一绝缘垫；63-支撑板；64-第二绝缘垫；65-第一散热器；66-导热底座；67-第二散热器；671-本体；672-热管；673-套管；7-横梁；8-支撑梁；9-第一支撑架；10-减震垫片；12-限位梁；13-泡棉；14-第二支撑架。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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公开和简化描述，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公开的限制。
此外，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，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
为了描述方便，本公开实施例涉及的X、Y、Z方向为附图中标注的方向。
第一方面，本公开实施例提供的一种计算设备，包括：机箱1；
固定在机箱1上的主板和支撑板63；
设置在支撑板63上的插件；
用于连接插件和主板的柔性连接件2，用于对插件进行散热的散热组件。
另外，插件包括电路板11和位于电路板11上的处理单元；
柔性连接件2的第一端与电路板11可拆卸连接，主板具有与柔性连接件2一一对应的插槽，柔性连接件2的第二端与插槽可拆卸连接。
具体地，处理单元为图形处理器。
如图1所示，并参照图2和图3，本申请实施例提供了一种计算设备，例如，服务器，尤其是车载服务器，该计算设备具有主板、显卡和用于连接主板和显卡的柔性连接件2。显卡包括电路板11和位于电路板11上的GPU。本领域的技术人员可以理解，显卡只是具有电路板的插件的一个示例，也就是说，这里的显卡可以替换为任何其他合适的插件。代替GPU或者除了GPU，插件的电路板上可以包括任何其他处理单元。
主板可以固定在计算设备的机箱1上，且具有与柔性连接件2对应的插槽。柔性连接件2的一端与电路板11可拆卸连接，柔性连接件2的另一端通过主板上的插槽与主板可拆卸连接。柔性连接件2例如可以是PCIE转接线。
需要说明的是，显卡(或电路板11)、主板上的插槽以及柔性连接件2的数目均可以是一个或多个。当计算设备包括多个电路板11和多个柔性连接件2时，电路板11可以与柔性连接件2一一对应，同样柔性连接件2也可以与主板上的插槽一一对应。因为显卡封装体积较大，如果直接将显卡插接在主板上，由于显卡占用较大空间，主板上可插接的器件数目较少，而本申请通过使用柔性连接件2将显卡和主板连接，将占用空间较小的柔性连接件2插接在主板插槽内，可以使主板与更多的器件连接。另外，当计算设备是车载服务器时，车辆在行驶过程中将会出现振动，如果将显卡直接插在主板上，这样行车中服务器运行时产生的三轴向随机振动会引发显卡和主板插槽之间点接触不良，这会造成数据传输带宽降级或者传输中断，引发服务器故障。本申请通过使用柔性连接件2将显卡与主板连接，可以避免显卡直接插在主板上时会具有的振动引发的接触不良问题。
电路板11上通常具有金手指，支持高速率数据传输，双向数据传输带宽可达32GB/S，金手指由众多金黄色的导电触片组成。显卡通过金手指与柔性连接件2连接。由于柔性连接件2的形状可弯折，使得可以灵活选择显卡在计算设备内的安装位置。
在本申请的实施例中，计算设备还包括支撑板63。电路板11可以位于支撑板63上，电路板11和支撑板63之间可以具有第一绝缘垫62。第一绝缘垫62可以选用聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，PVC)材料，用于将电路板11与支撑板63进行绝缘，避免造成短路而引起故障。如图10，支撑板63可以通过横梁7固定在计算设备的支架5上，支架5可以固定在计算设备的机箱1上。
在一些实施例中，计算设备还包括：散热组件，用于对显卡中的元器件(特别是散热元器件)进行散热。
如图3所示，并参照图4a-图4c，一并参照图5a-图5b，散热组件包括设在电路板11上导热片61。导热片61用来对显卡的元器件(特别是散热元器件)进行导热。如图4a所示，电路板11具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，第一表面具有多个元器件，例如图形处理器(Graphic Process Unit，GPU)。导热片61可以设在电路板11的第一表面和第二表面。第一绝缘垫62与电路板11第二表面上的导热片61对应位置具有开口，以便于散热。在一些实施例中，图形处理器表面上没有导热片61，但是电路板11第二表面与图形处理器对应的位置具有导热片61。在其他实施例中，导热片61可以只设在电路板11的第一表面或第二表面。
在一些实施例中，如图7-图9，散热组件还可以包括：设在电路板11第一表面上的第一散热器65(也称作基础散热器或基础散热排)、第二绝缘垫64和导热底座66，第一散热器65具有多个散热鳍片。
这里的第二绝缘垫64可以有效防止图形处理单元满载运行时散发出的热量传导到散热量较小的第一散热器65，这里的第一散热器65和第二绝缘垫64都具有避让区域，具体地这里的避让区域可以是方形孔，形状并不受限制；避让区域是给电路板11上的处理单元(例如图形处理器)让位，以使图形处理器与导热底座66接触。
在一些实施例中，在图形处理器与导热底座66的接触面上涂覆有导热硅脂，导热硅脂的均匀涂抹可以有效降低图形处理器表面和导热底座66接触面的热阻，从而提高了散热效率。为了提高导热效率，导热底座66的材料可以选择为铜。
在一些实施例中，如图11所示，计算设备还包括安装在支架5上的支撑梁8，支撑梁8的材料可以是铝。散热组件还包括：沿支撑梁8长度方向设置的第二散热器67(也称作主散热器或主散热排)；第二散热器67安装在支撑梁8上。第二散热器67的数目可以和显卡或处理单元的数目相同。第二散热器67的材料可以是铜。第二散热器67可以具有多个散热鳍片。
如图11，为了增加相邻第二散热器67连接的稳定性避免振动，有效减轻沿第二散热器67排布方向的晃动，在相邻第二散热器67之间设有第一支撑架9。
如图12a-图12b，并参照图11，第二散热器67包括：本体671和热管672；热管672的第一端插入本体671且至少部分伸出本体671外，热管672的第一端(例如第一端封口位置)设有防止热管672漏液的套管673。热管672例如可以是铜管。
热管672的第二端延伸至本体671外，热管672的第二端延伸至本体671外的部分与导热底座66配合设置。
需要说明的是，为了使得安装在支撑梁8上的第二散热器67更加稳定，如图11所示，可以在支撑梁8上设有凹孔，并且凹孔朝向第二散热器67，使得凹孔与第二散热器67底部的热管672的第一端配合。支撑梁8凹孔对第二散热器67热管起着对X方向和Y方向(即水平方向)定位的作用。
在一些实施例中，套管673安装时，吹热风缩紧，可以防止第二散热器67的热管672第一端和支撑梁8的凹孔周边的磨损导致漏液，引发散热以及短路故障。再次参照图11，具体地，支撑梁8与热管672的第一端突出本体671的部分之间设有减震垫片10。减震垫片10的材料可以为塑胶。减振垫片可以防止第二散热器67的热管672第一端和支撑梁8凹孔底部的磨损导致漏液，引发散热以及短路故障。
如图13所示，在第二散热器67的一个或多个面上可以设有用于减震的泡棉13。
如图14所示，在热管672的第二端延伸至本体671外的部分背离导热底座66的一侧安装有第三散热器3(也称作辅助散热器或辅助散热排)。第三散热器3可以具有多个散热鳍片。
在一些实施例中，第三散热器3安装位置覆盖图形处理器。第三散热器3底面具有多个凹陷的圆柱表面，在该表面均匀涂抹导热硅脂后压在第二散热器67铜管的第二端上。
如图15所示，在第二散热器67背离支撑梁8的一侧安装有用于压紧第二散热器67的限位梁12。并在沿第二散热器67排布方向的外侧设有第二支撑架14，从而使得第二散热器67可以在X、Y、Z三轴向固定好。
如上所述，由于在第二散热器67上设有用于减震的泡棉13，可以防止加固第二散热器67的第二支撑架14和限位梁12对第二散热器67的磨损，因为此磨损会产生金属粉末，导致短路风险。
当计算设备是车载服务器时，由于车辆在行驶过程中会产生的三轴向随机振动，进而引发电路板11与柔性连接件2的接触不良，因此，如图1所示，可以通过连接组件4将电路板11与柔性连接件2相对固定，连接组件4可以包括：压板41和紧固件42。
紧固件42位于压板41未覆盖柔性连接件2的区域，且通过紧固件42将柔性连接件2固定在压板41与电路板11之间。为了安装方便这里的紧固件42可以选择为螺钉。通过上述方式实现柔性连接件2与电路板11的固定，以防止振动时柔性连接件2与电路板11的接触不良，造成传输降带宽或中断。
下面对本公开实施例的插件(例如显卡)的安装方法进行描述，该插件例如是上述计算设备的插件。
步骤1、在电路板11的一个或多个元器件表面粘贴导热片，例如，导热片可以粘贴在电感、金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOS)以及其他功耗较大的器件上，如图4a、4b和4c所示。图4b示出粘贴导热片后电路板11的第一面的结构，图4c示出粘贴导热片后电路板11的第二面的结构。
步骤2、在支撑板63表面粘贴第一绝缘垫62，使电路板11上的电路与支撑板绝缘，不会造成短路引起的故障，如图5a、5b所示。支撑板的该表面具有载柱，电路板11具有与载柱对应的通孔。第一绝缘垫例如可以是整体绝缘垫。
步骤3、粘贴有导热片的电路板11安装在粘贴有第一绝缘垫的支撑板上，如图6所示。
步骤4、在电路板11上安装第一散热器65，如图7所示。第一散热器65可以具有与载柱对应的通孔，可以使用紧固件(例如螺钉)穿过第一散热器65和电路板11的通孔与支撑板的载柱锁紧。
步骤5、在第一散热器65上粘贴第二绝缘垫64，以防止显卡的芯片或处理单元(例如图形处理器)满载运行时导出的热量传导到散热量较小的第一散热器65上，如图8所示。
步骤6、在显卡中的处理单元(或芯片)表面均匀涂抹导热硅脂后安装导热底座66，导热硅脂的均匀涂抹可以有效降低处理单元表面和导热底座接触面的热阻，如图9所示。
步骤7、将支撑板63固定在横梁7上(横梁安装在支架5上)，如图10所示。支架5用于将横梁7固定在计算设备机箱的底板和/或侧板上。
步骤8、安装支撑梁8，有凹孔面朝上，在支撑梁凹孔底部粘贴热管底端减振垫片，安装第一支撑架9。支撑梁凹孔对第二散热器67热管起着X方向和Y方向定位的作用，如图11所示。
步骤9、在第二散热器67的一个或多个面粘贴泡棉671，泡棉可以防止加固第二散热器67的支撑架和限位梁对第二散热器67的磨损。热管在第二散热器67底部凸出的部分(即热管封口位置)套热缩管(即套管673)，然后吹热风缩紧，如图12a、12b所示。
步骤10、导热底座66半凹圆柱面均匀涂抹导热硅脂后安装第二散热器67，第二散热器67部分热管位于导热底座66半凹圆柱面上，第二散热器67底部凸出的热管部分插入支撑梁8的凹孔，如图13所示。
步骤11、在第三散热器3底面凹陷圆柱表面均匀涂抹导热硅脂后压在第二散热器67的热管上，如图14所示。
步骤12、安装第二支撑架14以及限位梁12，使第二散热器67在X、Y、Z三轴向固定好，如图15所示。
步骤13、插接与主板连接的柔性连接件2，并用紧固件(例如螺钉)固定，如图16所示。
显然，本领域的技术人员可以对本公开实施例进行各种改动和变型而不脱离本公开的精神和范围。这样，倘若本公开的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (18)

1.一种计算设备，其中，包括：
机箱；
固定在机箱上的主板和支撑板；
设置在所述支撑板上的插件；
用于连接所述插件和所述主板的柔性连接件，用于对所述插件进行散热的散热组件。
2.根据权利要求1所述的计算设备，其中，所述插件包括电路板和位于所述电路板上的处理单元，所述电路板具有第一表面和与所述第一表面相对设置的第二表面；
所述散热组件包括：层叠设在所述电路板第一表面的导热片和第一绝缘垫。
3.根据权利要求2所述的计算设备，其中，所述处理单元为图形处理器。
4.根据权利要求2所述的计算设备，其中，
所述散热组件还包括：层叠设在所述电路板第二表面的第一散热器、第二绝缘垫和导热底座。
5.根据权利要求4所述的计算设备，其中，
所述第一散热器具有开口；
所述第一散热器的开口与位于所述电路板上的处理单元对应、且所述开口面积大于等于所述处理单元的面积。
6.根据权利要求4所述的计算设备，还包括：固定在机箱上的支撑梁；
其中，所述散热组件还包括：设置在支撑梁上的第二散热器。
7.根据权利要求6所述的计算设备，其中，所述第二散热器包括：本体和热管；
其中，所述热管的第一端插入所述本体且至少部分伸出所述本体外，所述热管的第一端套设有防止热管漏液的套管。
8.根据权利要求7所述的计算设备，其中，
所述热管的第二端延伸至所述本体外，所述热管的第二端延伸至所述本体外的部分与所述导热底座配合设置。
9.根据权利要求8所述的计算设备，其中，在所述热管的第二端延伸至所述本体外的部分背离所述导热底座的一侧安装有第三散热器。
10.根据权利要求7所述的计算设备，其中，所述支撑梁上设有凹孔，所述热管的第一端至少部分位于所述凹孔中。
11.一种计算设备的安装方法，包括
将插件设置在支撑板上；
将散热器组件设置在插件上，用于对所述插件进行散热；
将设有散热器组件和插件的支撑板安装到机箱上；
用柔性连接件连接所述插件和主板。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述插件包括电路板和位于所述电路板上的处理单元,所述电路板具有第一表面和与所述第一表面相对设置的第二表面；
所述散热组件包括：层叠设在所述电路板第一表面的导热片和第一绝缘垫。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，将散热器组件设置在插件上包括在所述电路板第二表面上层叠设置第一散热器、第二绝缘垫和导热底座。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一散热器具有开口；
其中，所述第一散热器的开口与位于所述电路板上的处理单元对应、且所述开口面积大于等于所述处理单元的面积。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，还包括：在所述机箱上固定支撑梁；
其中，将散热器组件设置在插件上还包括：在支撑梁上安装第二散热器。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第二散热器包括：本体和热管；
其中，所述热管的第一端插入所述本体且至少部分伸出所述本体外，所述热管的第一端套设有防止热管漏液的套管。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，
所述热管的第二端延伸至所述本体外，所述热管的第二端延伸至所述本体外的部分与所述导热底座配合设置。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，支撑梁上设有凹孔，所述热管的第一端至少部分位于所述凹孔中。
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