CN116782584A

CN116782584A - 具有集成泵的外部托盘软管

Info

Publication number: CN116782584A
Application number: CN202211306970.5A
Authority: CN
Inventors: J·P·弗兰茨; T·卡德
Original assignee: Hewlett Packard Enterprise Development LP
Current assignee: Hewlett Packard Enterprise Development LP
Priority date: 2022-03-18
Filing date: 2022-10-25
Publication date: 2023-09-19
Also published as: DE102022127045A1; US20240102490A1; US11879481B2; US20230296111A1

Abstract

本公开涉及具有集成泵的外部托盘软管。本申请中描述的一个方面提供一种装置，该装置包括具有用于冷却计算设备的集成增压泵的外部托盘软管。增压泵可以提高朝向服务器托盘上的计算设备泵送的冷却剂流体的流体流量和流体压力。增压泵包括围绕具有孔的增压泵壳体安装的定子。定子包括用于支承线圈绕组的一个或多个C形层压堆叠。通电的线圈绕组产生变化的磁场，该变化的磁场使壳体孔内的叶轮旋转以沿着增压泵的壳体孔泵送流体。该装置包括：监控模块，该监控模块监控传感器组，以获得关于流体温度、流体压力和设备温度中的一个或多个的信息；以及控制模块，该控制模块基于从传感器组获得的信息来调整增压泵的性能。

Description

具有集成泵的外部托盘软管

相关申请的交叉引用

本申请与发明人John P.Franz和Tahir Cader于2018年12月10日提交的题为“AXIAL FLOW PUMP WITH REDUCED HEIGHT DIMENSION”的第16/215,498号美国申请相关；并且进一步与发明人John P.Franz和Tahir Cader于2019年9月23日提交的题为“SWIVEL-CAPABLE LOW-PRESSURE-DROP HOSE BARB FITTINGS”的第16/579,254号美国申请相关，这两个美国申请通过引用以其整体并入本文中。

背景技术

本公开总体上涉及用于计算机系统中的处理单元的冷却系统领域。在运行期间，处理单元产生热量，并且当所产生的热量超过制造商指定的正常温度范围时，计算设备(或处理单元)的运行可能会受到影响。因此，为了将计算设备的温度维持在正常温度范围内，不同类型的冷却系统被提供用来冷却计算设备。一些计算机系统包括冷却剂分配单元(CDU)，该冷却剂分配单元将冷却剂流体输送到液冷式计算设备(例如，中央处理单元(CPU))以冷却计算设备，从而有助于计算设备的正常运行。

附图说明

图1A示出了根据本申请的一个方面的示例性微型轴流增压泵的展开视图。

图1B示出了根据本申请的一个方面的示例性微型轴流增压泵的概略尺寸。

图2示出了根据本申请的一个方面的图1A所示的微型轴流泵的层压堆叠的立体图。

图3A示出了根据本申请的一个方面的集成到外部托盘软管组件中并附接到服务器托盘的示例性微型轴流增压泵。

图3B示出了根据本申请的一个方面的集成到具有保护套管的外部托盘软管组件中的示例性微型轴流增压泵。

图3C示出了根据本申请的一个方面的集成到外部托盘软管组件中并连接到服务器的机架的示例性微型轴流增压泵。

图4示出了根据本申请的一个方面的安装在服务器托盘内的示例性微型轴流增压泵。

图5A示出了具有和不具有根据本申请的一个方面的微型轴流增压泵的系统的流体压力与流体流速的关系图。

图5B示出了展示如何使用根据本申请的一个方面的微型轴流增压泵在具有混合流体压降的单个机箱中部署服务器的柱状图。

图6示出了展示根据本申请的一个方面的控制微型轴流增压泵的流体流速的示例性过程的流程图。

图7示出了根据本申请的一个方面的帮助控制微型轴流增压泵的流体流速的示例性计算机系统。

在这些附图中，相同的附图标记标识相同的附图元素。

具体实施方式

以下描述被呈现以使得本领域的任何技术人员能够制造和使用示例，并且在特定应用及其要求的上下文中被提供。对所公开示例的各种修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本文限定的一般原理可以应用于其它示例和应用。因此，本公开的范围不限于所示示例，而旨在根据与本文公开的原理和特征一致的最大范围。

随着计算机技术的快速发展和计算密集型应用(例如，基于人工智能(AI)的应用)的增长，在计算机系统中混合部署中央处理单元(CPU)和图形处理单元(GPU)有所增加。GPU有助于涉及并行计算或加速计算的计算密集型工作负载。

进一步地，CPU和GPU消耗的功率量快速增加。例如，在一些计算系统或服务器中，CPU的功耗可能超过约500W，而GPU的功耗可能超过约700W。此外，由于高带宽存储器(HBM)系统与CPU和GPU管芯共同封装，因此所产生的热量的量可能导致温度接近50摄氏度，并且可能容易超过制造商指定的设备机箱温度(通常低于60摄氏度)。为了防止计算设备在接近或超过设备机箱温度的温度下损坏，应用了若干冷却机构，例如一个或多个气冷机构和一个或多个液冷机构。一些设备制造商经常支持液冷冷板解决方案来用于他们的设备。冷板技术的缺点之一是它们通常是基于鳍片的，并且与计算机技术的增长相比发展缓慢。因此，冷却解决方案供应商通过迫使更多液体通过冷板(即，增大通过冷板的液体流速)来改进在计算设备上引起的冷却效应以满足设备规格。

冷却剂分配单元(CDU)用于向液冷服务器输送冷却剂流体，并且传统上这些冷却剂分配单元可以支持四个机柜；并且机柜与CDU的比例通常为4:1(一个机柜可以相当于两个服务器机架)。增大计算设备的液体流速可能导致服务器(例如，针对高性能计算(HPC)系统部署的服务器)的总流速增大，这可能将机柜与CDU的比例降低到3:1或进一步降低到2:1。机柜与CDU的较小比例指示一个CDU可以支持较少数量的机柜，并且可能需要部署额外的CDU，这可能增加液冷解决方案的成本。此外，部署额外的CDU可能导致使用更多占地空间、用户的保修成本增加、维护成本增加等。

此外，随着向增加的异构计算的过渡，其中CPU和GPU服务器可以混合在单个机箱中，流体流速和流体压力在不同的服务器上的下降可能不同。现有的液冷解决方案可能不太适合这种异构计算系统。这是因为CDU可能在不同的服务器之间不均匀地分配流体流量。例如，与服务器机箱中的其它服务器相比，具有高阻抗的刀片服务器可能导致较高的压降和流体流速。

本申请的一些方面通过应用增大流体流速而不降低机柜与CDU的比例的装置和机制来解决上述问题。小型的微型轴流增压泵可以集成到外部软管组件中，该外部软管组件将每个托盘连接到机架流体分配系统。微型轴流增压泵可以提高需要性能改进的一些托盘上的流量和压力。此外，集成有软管的泵可以易于维护和更换，而不需要执行从机柜移除服务器的耗时的维护事件。微型轴流增压泵可以可选地安装在服务器托盘上。由于其尺寸小，微型轴流增压泵占据空间较少，并且可以部署在许多空间受限的应用中。两种实施方案(即，集成到外部托盘软管中的增压泵和安装在服务器托盘金属板容积内的增压泵)都可以提高需要增强性能的特定托盘上的流体流速和流体压力。微型轴流增压泵可以允许在给定的服务器机箱中并在机架规模上混合具有不同压降(或阻抗)的不同托盘。因此，系统可以平衡给定机箱中不同服务器之间的流体流量分配。换言之，系统可以确保服务器有特定流体流速，使得该流体流速与和服务器机箱中的其它服务器相关联的流体流速相匹配。

术语“液体”和“流体”在本申请中可互换使用。

术语“服务器”是指高密度服务器计算机，该高密度服务器计算机的设计被优化以减小物理尺寸和功耗。

术语“机架”或“服务器机架”指可以容纳IT设备的机柜状结构。

术语“机箱”或“服务器机箱”可以指一个或多个服务器可以组装在其中的金属框架。

微型轴流增压泵

图1A示出了根据本申请的一个方面的示例性微型轴流增压泵的展开视图。应注意，下文描述的微型轴流增压泵仅用于说明目的。在本发明系统中，可以使用不同类型的微型轴流泵。如图1A所示的微型轴流增压泵100可以经由软管倒钩接头连接到冷却回路。微型轴流增压泵100可以包括入口倒钩接头102，该入口倒钩接头可以附接到软管，从而允许冷却剂流体流向泵。微型轴流泵100还可以包括出口倒钩接头104，该出口倒钩接头可以附接到另一软管，以允许冷却剂流体流出泵。入口倒钩接头102和出口倒钩接头104可以提供扩大的冷却剂流动通道，允许使用具有增大的直径的软管，减少压降和腐蚀(使用塑料软管倒钩接头)，并有助于提高液冷系统的效率和寿命。微型轴流增压泵100还可以包括出口倒钩插件106、孔128、入口壳体结构130和出口壳体结构108。当连接在一起时，入口壳体结构130和出口壳体结构108可以形成具有孔128的流体密封壳体。微型轴流增压泵100还可以包括偏置弹簧110、帽112、磁体(内部)114、叶轮116、轴118、线圈框架120、层压体122、铜绕组124、定子132和印刷电路组件(PCA)126。电机控制电路可以定位在PCA 126上，其可以安装在泵100的入口部分或出口部分上。PCA 126可以基于使用情况或应用以多种方式连接到总控制系统。

叶轮116和磁体114可以是装配在一起的独立部件，使得它们围绕沿着轴118的纵向轴线相对于彼此旋转固定。叶轮116可以安装在轴118上，以实现增强的支承和平衡、具有较少振动的较高的速度性能和较长的寿命。叶轮116可以可选地由塑料或金属材料制成。定子132可以围绕泵壳体安装，并且可以包括线圈装置，即线圈绕组124，其可以适于施加通过壳体(例如，入口壳体结构130和出口壳体结构108)的变化的磁场，以围绕纵向轴线驱动磁体114。定子132可以包括层压体122，其可以具有C形堆叠，例如两个堆叠，并且每个层压堆叠可以在线圈框架120中具有线圈绕组124。这种布置可以为每个层压堆叠限定两个极，在C形区段的每一端具有一个极。

线圈绕组124可以围绕C形层压堆叠的中间区段缠绕。每个层压堆叠的极齿可以定位在孔的间隔开的或相邻的分区处，并且提供彼此相反的磁极。因此，可以围绕孔布置至少四个磁极。然而，每个层压堆叠的主体及其相关联的线圈绕组124可以定位在孔的任何一侧，使得孔周围的壳体占泵的高度尺寸的大部分。这种布置允许在泵的高度尺寸的同时增大泵的过流截面。

此外，线圈绕组124可以是伸长的，并且线圈绕组124的轴线可以限定平行于纵向轴线(请参考图2所示的项目224)的轴线平面。线圈绕组124的伸长特性可以有助于使磁链变大，并且可以使泵的功率增大而不增加泵的高度。图1B示出了根据本申请的一个方面的示例性微型轴流增压泵的概略尺寸。在图1B所示的示例中，图1B(a)呈现了与并排放置的两个9V电池144的大小相比的微型轴流增压泵140的顶视图。图1B(b)示出了具有概略尺寸的微型轴流增压泵140的立体图。在这个示例中，微型轴流增压泵140可以约15mm高、44mm长(沿着流体流动的方向)和52mm宽。微型轴流增压泵的紧凑特性可以有助于其在许多不同的空间受限的应用中的使用，从而增加了微型轴流增压泵的使用情况或应用的数量。应注意，图1B所呈现的尺寸仅用于说明目的。也可以使用其它尺寸的微型轴流泵。

图2示出了根据本申请的一个方面的图1A所示的微型轴流增压泵的层压堆叠的立体图。如图2所图示，微型轴流增压泵200可以包括定子220。在一个实施例中，定子220可以在壳体结构之外，并且包括线圈装置，以产生通过孔的可变磁场，从而与磁体相互作用。此外，可变磁场可以驱动磁体和叶轮围绕纵向轴线224旋转，这进而可以沿着壳体孔(参见图1A所示的孔128)驱动流体。定子220可以包括两个层压堆叠，即222a和222b，它们可以是C形的并且垂直于微型轴流增压泵200的纵向轴线224。纵向轴线224也可以表示磁体套管叶轮组件(参见图1A所示的叶轮116)的旋转轴线。层压堆叠222a和222b可以限定大体立方体形式的定子，该定子的宽度可以大于高度。每个层压堆叠(222a和222b)可以进一步包括两个部分226a-226b和228a-228b。每个层压堆叠部分(226a-226b、228a-228b)的每个板可以是基本相同的，从而实现基本相同的层压堆叠部分(226a-226b、228a-228b)和基本相同的层压堆叠222a-222b。层压堆叠部分(226a-226b、228a-228b)可以用配对突出部238装配在一起，线圈绕组232围绕配对突出部放置。这种布置可以将线圈产生的磁通引导到极齿区域236。

当层压堆叠部分(226a-226b、228a-228b)如图2所示组装时，它们可以支承线圈装置230，该线圈装置可以包括一个或多个线圈绕组232。每个线圈绕组232可以可选地安装在线筒(图2未示出)上和/或被缠绕以将绕组保持在适当位置。层压堆叠222a上的线圈绕组未在图2中示出以便展示层压板中的切口234，该切口可以用于接收和容纳每个层压堆叠部分(226a-226b、228a-228b)中的绕组。线圈绕组232可以围绕C形层压堆叠(222a和222b)的腰部或中间区段缠绕。在运行期间，电流可以给每个线圈绕组通电，并且被通电的线圈绕组可以在相应的层压堆叠部分(226a-226b、228a-228b)中产生旋转磁场，该旋转磁场进而可以在每个层压堆叠的齿区域236处产生磁极。通常，极齿区域236可以以所产生的磁通可以朝向泵的转子的圆柱形永磁体集中的方式配置。在图2所示的示例中，齿区域236可以具有面向转子的凹面，从而提高泵的效率。可以由线圈中的交流电流产生的旋转磁场可以引起圆柱形永磁体围绕纵向轴线224旋转。固定到永磁体的叶轮可以旋转并沿着壳体孔驱动流体。

层压堆叠部分(226a-226b、228a-228b)的线圈区域240可以是层压体的垂直于纵向轴线224的区域。线圈区域240可以在其穿过和围绕层压体的通道中被线圈绕组232占据。

此外，每个层压堆叠部分(226a-226b、228a-228b)的突出部238可以穿透每个线圈绕组232，并将线圈232产生的磁通与齿区域236连接。应注意，图2所图示的突出部238具有立方体形状。也可以使用其它形状，如圆柱形或具有椭圆形截面的形状。通过使每个绕组232中的电流方向交替，可以使每个极齿236的极性(N/S)交替。线圈232在层压堆叠220中产生的磁场可以与永磁体套管的磁场相互作用，以驱动磁体套管和所连接的叶轮套管。因此，叶轮可以围绕纵向轴线224旋转，并且因此将叶轮套管的孔中的流体从微型轴流增压泵的流体入口102驱动到流体出口104(在图1A中示出)。一个层压堆叠222a的磁极可以布置成与层压堆叠222b的相应磁极相反。每个磁路可以由围绕C形层压堆叠(222a和222b)的由突出部238限定的腰部的相应线圈232驱动。

线圈232中交流电流的控制可以通过控制板(PCA)234(图1A所示的PCA 126)来实现。旋转速度可以通过改变施加在线圈232两端的电压和交变频率来调整。例如，微型轴流增压泵可以被配置成以每平方英寸2磅的压力差(psid)和20rpm至30000rpm范围内的旋转速度运行。当使用脉宽调制(PWM)来控制泵时，PWM频率通常高于50Khz，以确保在一个换向周期内发生足够数量的AC周期，以便在电流未达到稳定(DC)状态的情况下调节电流。此外，泵的DC电压供应可以具有0V至12V的范围。也可以使用其它电压范围和频率。驱动控制的参数可以根据应用以不同方式确定，例如流体温度、消耗的功率和/或装置(计算设备)产生的通过从微型轴流增压泵泵送的冷却剂冷却的热量。

本申请的一些方面提供了微型轴流泵的一个或多个用例，其以增压器方式解决了服务器或计算托盘压降的差异。通常，机柜或机架可以包括一个或多个服务器(或计算托盘)；并且一个或多个机柜可以代表集群。在部署的集群中，CDU可能需要满足CDU支持的4机柜集群(即，机柜与CDU的比例为4:1)中具有最高压降的服务器。当CDU遇到压降增大时，其提供更多冷却剂流量的能力朝向正在被冷却的计算设备而降低，从而减少了CDU可以支持的机柜的数量。通常，最高压降的服务器占给定机柜或集群中部署的服务器的百分比较小。当CDU可以支持的机柜数量较少时(例如，机柜与CDU的比例是2:1而不是4:1)，可能需要部署更多的CDU来支持给定数量的机柜，这可能会增加成本，并且还可能导致占用较多占地空间、增加维护以及增加用户的保修成本等。

当前系统被设计成使用处理过的水作为冷却剂。使用处理过的水的系统的生物生长的大量实例迫使向基于丙二醇/水(基于PGW)的化学过渡，以在运输期间提供防冻保护的同时防止系统中的生物生长。改变为PGW混合物对冷却系统产生双重影响。第一，流体具有较高粘度，这降低了CDU的流量输出。第二，PGW(相对于处理过的水)的较差的热物理性质由于减少了热传递而对热性能具有负面影响，这迫使托盘需要更高的流速以实现期望的热性能。在本申请的一个方面中，由微型轴流增压泵提供的改善性能可以允许系统从基于处理过的水转换到基于PGW而不损失冷却性能。

随着向更加异构的计算解决方案的进展，当前系统遇到更多挑战。例如，计算机技术的最新发展和对快速计算的需求已经导致部署有高功率CPU、GPU、专用集成电路(ASIC)和开关芯片的组合的服务器部署。这些服务器中的一些服务器可能包括具有高功耗的高密度设计，这可能导致高阻抗，并且可能需要更高流速的冷却流体。这种高阻抗服务器上的压降可能是集群中大部分服务器的压降的约一倍半(或1.5倍)。如果不在单个服务器层级下对流量进行控制，则CDU被迫满足最坏情况的服务器流量，这意味着集群中大部分服务器将被过度供应。这种流体流量的不均匀分配可能导致计算设备的不适当冷却。

通常，上述问题通过部署更多或更大的CDU、更大的流速和/或更低的冷却剂温度来解决。关于IT机架与CDU的比例，当前系统可以通过为每个CDU部署更少的IT机架，或者为给定数量的机架添加额外的CDU来改变IT机架与每个CDU的比例。在服务器不一致的情况下，常见的解决方案是提高可用服务器的阻抗，以使其符合机箱中的最坏情况的服务器阻抗。例如，当机箱包括不一致的服务器(即，CPU和GPU服务器)的混合时，可以移除一些CPU服务器并用虚拟服务器替换，以使其与高阻抗GPU服务器的阻抗相匹配。这可能导致服务器插槽的使用低效以及IT设备的成本增加。

换言之，服务器机架中的不同托盘可能具有不同的压降和流量目标，这对于行级CDU来说在不造成极大浪费(即，满足最坏情况的托盘(即使针对机箱中的单个托盘而言)，而过度供应已满足性能标准的托盘)的情况下可能难以适应。由于缺乏空间和现有泵的尺寸限制，在服务器托盘金属板容积(服务器托盘的金属外壳内的空间)内部添加增压泵可能是困难的以及不具吸引力的。此外，在出现故障的情况下，维修和/或更换时间可能会干扰IT设备提供的服务。

本申请中描述的一些方面通过将小型泵集成在将每个服务器托盘连接到机架流体分配系统的外部软管组件内，解决了与高阻抗服务器上的压降相关联的问题。因此，为高压降服务器或服务器托盘中的每个部署微型轴流增压泵可以提高需要额外性能的托盘上的流量和压力。换言之，通过使用沿着通向单个服务器或托盘的冷却剂供应管线定位的这种微型轴流泵，系统可以在逐个服务器或逐个托盘的基础上对供冷量进行更精细的控制。此外，为了简化增压泵的部署，本申请的一个方面可以将泵并入到热插拔管中，该热插拔管在每一端都具有自密封流体快速断开装置；带阀的连接件；或者可以在维护事件期间减少或消除流体损失的机构。这种配置允许容易地使用泵，并且因此降低了维护成本。此外，将微型轴流增压泵放置在外部软管上可以节省服务器托盘中的空间，并且可以降低服务器托盘内的泵泄露的风险。

此外，使用内嵌式增压泵可以有助于在给定机箱中和在机架规模上混合具有不同压降(或阻抗)的服务器托盘。因此，微型轴流增压泵的部署可以满足用户对向异构计算过渡的日益增长的需求，该异构计算在服务器机箱中包括CPU和GPU服务器的组合。

在一个方面中，微型轴流增压泵可以充当CDU泵的增压泵。此外，由于微型轴流增压泵的尺寸小(例如，大约两个并排放置的9V电池的尺寸)，因此微型轴流增压泵可以具有各种空间受限的应用。

图3A示出了根据本申请的一个方面的集成到外部托盘软管组件中并附接到服务器托盘的微型轴流增压泵。在图3A所示的示例中，热插拔式微型轴流增压泵302联接到插塞308，该插塞附接到容纳在服务器托盘312中的服务器。增压泵302可以通过插入到服务器、服务器托盘312或服务器机架中的另一位置(例如，机架歧管)的连接器310、或者被设计成给增压泵302提供电力和控制的另一电源供电。外部托盘软管318可以包括第一流体联接器304，该第一流体联接器可以与增压泵电缆连接件一起插入到服务器的前部中。外部托盘软管318的另一端可以包括连接件或第二流体联接器316，该连接件或第二流体联接器可以附接到流体排出通道，例如机架歧管。

连接器310可以联接到服务器托盘的前部，以从电源与控制源接收电力和控制信号。可选地，当机架具有被集成以控制每个增压泵的歧管时，增压泵与连接器310的线缆连接可以在机架歧管处。支持各种传统连接，这些连接可以包括电力连接、接地连接、转速计、脉宽调制(PWM)模块等。

可以由柔性管材制成的外部托盘软管318可以具有约半英寸的外直径。也可以使用其它尺寸。第一流体联接器304可以连接在服务器的前部，并且第二流体联接器316可以连接到流体排出通道，例如机架歧管。图3B示出了布线314如何处于保护套管306中，该保护套管可以接合并固定到软管以防止损坏。在一个实施例中，保护套管306可以是网状管或热缩管。也可以使用其它材料。

图3C示出了根据本申请的一个方面的集成到外部托盘软管组件中并连接到服务器的机架的微型轴流增压泵。在这个示例中，外部托盘软管组件(由318、304、316共同表示)可以通过软管连接件联接到服务器的机架334。通常，机架334中的服务器可以具有两个软管连接件，即，供应联接器332和返回联接器330。流体联接器304可以联接到供应联接器332，以将流体供应到流体网络中来冷却服务器机架334内的服务器托盘上的计算设备。

图4示出了根据本申请的一个方面的安装在服务器托盘内的微型轴流增压泵。图4所示的示例描绘了微型轴流增压泵的另一使用情况。增压泵可以安装在服务器托盘402内，这意味着增压泵安装在服务器托盘402的内部。增压泵在服务器托盘402内占据小的占地空间，并且可以向高阻抗服务器提供期望流速。例如，微型轴流增压泵可以占据约2.09in³，并且可以提供约0.697W/in³的功率密度(即，泵功耗除以泵容积)，增压泵可以支持开环液冷解决方案和/或闭环液冷解决方案两者。此外，增压泵的紧凑特性可以有助于其在空间受限的环境中使用。换言之，微型轴流增压泵可以可选地安装在服务器托盘的内部。

在一个示例中，安装在服务器托盘内的两个或更多微型轴流增压泵可以串联或并联联接，以允许调整泵压力和/或流量规格。例如，增压泵可以并联布置以增大流速而不增大压降，或者泵可以串联运行以增大压降和流速两者。对于串联运行与并联运行两者，泵可以布置成使其相应叶轮在相反方向上旋转，以减少泵上游流体的涡流效应。

在一个方面中，可以提供复合泵，该复合泵可以包括串联的两个增压泵，其中，第一泵的流体出口连接到第二泵的流体入口。两个增压泵的这种串联连接可以增大与单个泵相关联的压力。每个泵的叶轮可以被配置成相对于彼此在相反方向上旋转。这种配置可以使下游叶轮能够减轻由上游叶轮引起的冷却剂流体的旋转，因此可以提高复合泵的效率。在图4所示的泵的另外布置中，包括并联连接的两个泵404和406的复合泵中的每个泵的流体入口可以通过T形联接器403相互连接，并且共同连接到流体入口408(箭头410指示流体流动的方向)。每个泵的流体出口可以连接到服务器416的两个流体入口。从服务器416流出的冷却剂流体可以被引导到出口418。在这种布置中，泵404和406并联连接，并且可以增大流体流速。此外，这种并联布置可以通过分体式管道配置提供并联的流体流动路径412和414。分体式管道配置可以有助于朝向服务器416的平衡的流体流动路径。

在一个方面中，多个泵可以封装在约15mm高的小封装技术式(SFF)硬盘驱动器外壳中。这种封装可以提供泵封装的热插拔能力。在泵封装内，诸如T形联接器的不同接头可以用来连接泵以提供并联或串联的流动路径，这可能是性能和弹性所需要的。

图5A示出了具有和不具有根据本申请的一个方面的微型轴流增压泵的系统的流体压力与流体流速的关系图。微型轴流增压泵在增压能力方面的性能可以用示例性设置来测量，该示例性设置可以包括与微型轴流增压泵串联的CDU或辅助泵。辅助泵的作用类似于集群或服务器机架中的CDU的作用。在图5A所示的示例中，曲线图500示出了以磅每平方英寸(psi)为单位的压力与以加仑每分钟(gpm)为单位的流速的图示。曲线504指示在使用没有微型轴流增压泵的CDU系统并且仅包括CDU系统泵时的压力与流速值的关系。曲线506指示在使用10.3W微型轴流增压泵的情况下压力与流速值的关系，并且曲线502指示在CDU系统包括作为增压泵的微型轴流泵时压力与流速值的关系。由于辅助泵和微型轴流增压泵串联运行，因此它们各自的压头(head)是累加的，如图5A所示，即，曲线504和506的对应值相加得到曲线502。图5A所示的示例指示微型轴流增压泵可以有效地用作CDU系统中的增压泵。

在一个示例性使用情况中，微型轴流增压泵可以用在独立的机架中，该机架可以包括两个机箱(例如，每个机箱八个服务器)、机架内CDU、用于流体分配的机架歧管(或流体排出通道)、用于功率转换的整流器、开关等。机架可以支持用于供应流体和排出流体的管道，这些管道将每个服务器连接到机架歧管，这些机架歧管可以连接到机架内CDU。这种流体分配布置可以易于用如图3B所示的热插拔泵和管代替常规的流体供应管。当在独立机架或机柜中的每个可用服务器上部署热插拔泵时，微型轴流增压泵可以提高CDU泵的性能。在微型轴流增压泵不运行的情况下，流速可能较低，例如为约16.7gpm。在微型轴流增压泵以约16700rpm运行的情况下，流速可以增大，例如可以增大到约18gpm，与没有增压泵的系统相比，对于CDU而言提高了约1.3gpm。因此，微型轴流增压泵可以有效地提高流速并降低CDU泵感知的系统阻抗，例如，可以使CDU泵的流速提高约7.7％。

在另一示例性使用情况中，微型轴流增压泵可以用于在单个机箱中部署混合压降(阻抗)的服务器。通常，机箱中的每个插槽可以容纳一个服务器。例如，具有八个服务器的机箱可以包括八个竖直插槽，每个插槽容纳单个服务器。在这种情况下，可以假设压降比标称服务器(被称为100％服务器)高的服务器(例如，增大到121％)可以放置在可以容纳八个服务器(或竖直刀片)的机箱的最左侧插槽1和最右侧插槽8中。当微型轴流增压泵被包括在高阻抗服务器(例如，与标称服务器相比具有121％的压降)中时，增压泵可以降低这个服务器的有效阻抗。因此，包括微型轴流增压泵可以通过降低121％服务器的阻抗来使高阻抗服务器或121％服务器像标称服务器或100％服务器一样运行。

在当前系统中，通常希望在机箱中部署阻抗较高的服务器，例如，异构计算系统可以包括混合在单个机箱中的CPU和GPU服务器。现有的液冷解决方案可能不太适合这种异构计算系统。这是因为CDU可能将流体流量不均匀地分配在不同的服务器上，并且为了平衡服务器上的流体分配，当前系统提高了所有其它服务器的阻抗，从而增大了对CDU的影响。

图5B示出了展示如何使用根据本申请的一个方面的微型轴流增压泵在具有混合流体压降的单个机箱中部署服务器的柱状图。例如，假设压降比标称服务器(被称为100％服务器)高的约150％服务器被放置在容纳八个服务器(或竖直刀片)的机箱的最左侧插槽1和最右侧插槽8中。在图520中，白色的柱指示在八个服务器的机箱中的插槽1和插槽8中的服务器上没有部署微型轴流增压泵的情况下，流体流量不均匀地分配在机箱中的八个服务器上。有图案的柱(即，具有斜线图案的柱)指示通过在服务器1和8上部署微型轴流泵，在机箱中的所有八个服务器上的流体流量分配可以近似均匀或平衡。522和524中所示的有图案的柱指示了微型轴流增压泵的部署如何在服务器一和八上提高流量并减轻CDU的负担。

将增压泵添加到外部软管组件并且外部软管组件经由流体快速断开装置(或在维护事件期间可以减少或消除流体损失的机构)附接到服务器托盘和机架歧管(或流体排出通道)可以增大流量并提高性能，而不占用数据中心的额外占地空间。此外，微型轴流增压泵可以在给定的机箱中并在机架规模上混合具有不同压降的不同托盘。由增压泵提供的性能的提高可以允许使用PGW代替基于处理过的水的流体。安装有软管的泵可以易于维修和更换。由于增压泵的紧凑特性，其可以在空间受限的环境中具有多种应用。例如，增压泵可以安装在服务器托盘金属板容积内，以提高流体流量和压力。

图6示出了展示根据本申请的一个方面的控制微型轴流增压泵的流体流速的示例性过程的流程图。参考图6中的流程图600，在运行期间，即当服务器机架、CDU和微型轴流增压泵通电(操作602)时，系统可以监控部署在服务器机架中的多个服务器(操作604)。例如，服务器机架可以包括流体压力传感器、设备温度传感器、流体温度传感器等。微型轴流增压泵可以联接到服务器，并向其提供冷却剂流体。在一些情况下，可以控制微型轴流增压泵的性能，以调整从流体网络的其余部分驱动的流体流的压力。例如，在一个方面中，可以包括专用硬件和/或软件并且位于服务器或服务器机架中的控制模块可以控制相应的微型轴流增压泵的行为。为了控制微型轴流增压泵的行为，这个控制模块可以被配置成监控多个传感器。

在一个实施例中，机架层级控制模块可以包括监控压力流量传感器的监控电路，并且可以确定传感器值是否超过传感器阈值(操作606)。相应地，系统可以调整微型轴流增压泵的流体压力(操作608)。例如，机架管理器内的控制模块可以监控压力流量传感器并分析它们的值。基于该分析，控制模块可以使微型轴流增压泵加速或减缓。例如，在包括八个服务器的服务器机箱中，第一插槽中的服务器可以是高阻抗服务器，并且连接到这个服务器的微型轴流增压泵可以提高朝向第一插槽中的计算设备的流体流动。当服务器层级的控制模块基于温度传感器识别出相应服务器的温度已达到正常范围时，控制模块可以使对应的微型轴流增压泵减缓。

在一个方面中，温度传感器和压力传感器可以位于服务器层级而不是机架层级。相应地，微型轴流增压泵的速度可以由服务器层级控制模块基于位于服务器层级的设备温度传感器(或压力传感器)来控制。

计算机系统

图7示出了根据本申请的一个方面的帮助控制微型轴流增压泵的流体流速的示例性计算机系统。在这个示例中，计算机系统700可以包括处理器702、存储器704和存储设备706。计算机系统700可以联接到外围输入/输出(I/O)用户设备718，例如，显示设备710、键盘714和定点设备716。存储设备706可以存储用于操作系统720的指令。计算机系统700可以经由一个或多个网络接口联接到网络730、一组传感器732和一个或多个微型轴流增压泵734。计算机系统700可以处于机架层级或者处于机架中的服务器层级。

计算机系统700可以配备有可以包括执行本公开中所描述的方法和/或过程的控制器逻辑模块722的ASIC或电路708。控制器逻辑模块722可以实施图6所示的过程，并且可以包括监控模块724、分析模块726和模块728。控制器逻辑模块722可以包括一个或多个硬件部件和/或软件部件(即，包括可由处理器执行以执行本申请所描述的过程的指令的软件部件)。相应模块也可以包括专用电路。

监控模块722可以监控对应于一个或多个传感器732的信息或遥测数据，该一个或多个传感器可以包括流体压力传感器、设备温度传感器、流体温度传感器等。分析模块726可以分析关于传感器732的监控信息，并确定传感器值是否超过传感器阈值。基于此分析，控制模块728可以与微型轴流增压泵734通信，以控制或调整微型轴流增压泵734的速度。

本申请中描述的一个方面可以提供用于冷却计算设备的装置。该装置可以包括集成到外部托盘软管中的增压泵，该增压泵提高朝向服务器托盘上的计算设备泵送的冷却剂流体的流体流量和流体压力。增压泵包括围绕具有孔的增压泵壳体安装的定子。定子包括用于支承线圈绕组的一个或多个C形层压堆叠。通电的线圈绕组产生变化的磁场，该变化的磁场使壳体孔内的叶轮旋转以沿着壳体孔泵送流体。监控逻辑监控传感器组，以获得关于流体温度、流体压力和设备温度中的一个或多个的信息；并且控制逻辑基于从该传感器组获得的信息来调整增压泵的性能。

在这个方面的变型中，外部托盘软管组件的第一端经由第一流体联接器联接在服务器托盘处。外部托盘软管的第二端经由第二流体联接器联接到流体排出通道。第一流体联接器附接到外部托盘软管的第一端。第二流体联接器附接到外部托盘软管的第二端。

在这个方面的变型中，增压泵电联接到电源和控制源，该电源和该控制源向增压泵提供电力和控制。

在这个方面的变型中，外部托盘软管可以包括可插拔管，该可插拔管具有在增压泵出现故障的情形下减少维修和/或更换时间的机构。

在这个方面的其它变型中，该装置还可以包括：冷却剂分配单元，该冷却剂分配单元包括冷却剂分配单元泵，该冷却剂分配单元泵朝向服务器托盘上的计算设备泵送冷却剂流体；以及增压泵，该增压泵提高由冷却剂分配单元泵泵送的冷却剂流体的流体流量和流体压力。

在其它变型中，微型轴流增压器可以附接到机箱中的服务器，以确保流量与和机箱中的其它服务器相关联的流量相匹配，其中，该机箱中的服务器与该机箱中的其它服务器相比具有不同的流体压降。

在其它变型中，该装置还可以包括：分析逻辑，该分析逻辑基于从该传感器组获得的信息来确定增压泵的流体压力是否需要被调整；以及控制逻辑，该控制逻辑响应于确定增压泵的流体压力需要被调整而调整增压泵的流体压力。

在另一方面中，该装置可以包括安装在服务器托盘内的增压泵，该增压泵提高朝向服务器托盘上的计算设备泵送的冷却剂流体的流体流量和流体压力。增压泵包括围绕具有孔的增压泵壳体安装的定子。定子包括用于支承线圈绕组的一个或多个C形层压堆叠。通电的线圈绕组产生变化的磁场，该变化的磁场使壳体孔内的叶轮旋转以沿着壳体孔泵送流体。监控逻辑监控传感器组，以获得关于流体温度、流体压力和设备温度中的一个或多个的信息。控制逻辑基于从该传感器组获得的信息来调整增压泵的性能。

在这个方面的变型中，增压泵可以安装在服务器托盘内，并且联接到服务器托盘上的另一个泵，以向计算设备串行地泵送冷却剂流体。

在这个方面的变型中，安装在服务器托盘内的增压泵联接到服务器托盘上的另一个泵，以向计算设备并行地泵送冷却剂流体。

本申请中描述的一个方面可以提供用于提高流体流量和调整增压泵的性能的系统和方法。在运行期间，该系统可以在集成到外部托盘软管中的增压泵处接收来自冷却剂分配单元的冷却剂流体，其中，增压泵包括围绕具有孔的增压泵壳体安装的定子，其中，定子包括用于支承线圈绕组的一个或多个C形层压堆叠，并且其中，通电的线圈绕组产生变化的磁场，该变化的磁场使壳体孔内的叶轮旋转以沿着壳体孔泵送流体。该系统可以提高朝向服务器托盘上的要被冷却的计算设备泵送的冷却剂流体的流体流量和流体压力；以及基于与传感器组相关联的信息来调整增压泵的性能，其中，该信息包括流体温度、流体压力和设备温度中的一个或多个。

在具体实施方式部分中描述的方法和过程可以被实施为代码和/或数据，代码和/或数据可以被存储在如上所述的计算机可读存储介质中。当计算机系统读取并执行存储在计算机可读存储介质上的代码和/或数据时，该计算机系统执行被实施为数据结构和代码并被存储在计算机可读存储介质内的方法和过程。

此外，上述方法和过程可以被包括在硬件模块或装置中。硬件模块或装置可以包括但不限于ASIC芯片、现场可编程门阵列(FPGA)、在特定时间执行特定的软件模块或代码片段的专用或共享处理器、以及现在已知或以后开发的其它可编程逻辑设备。在启用硬件模块或装置时，这些硬件模块或装置执行包括在其中的方法和过程。

已经出于说明和描述的目的呈现了前述各方面的描述。描述并非旨在是穷举的或将本公开的范围限制为所公开的形式。相应地，对于本领域普通技术人员而言，许多的修改和变化将是显而易见的。

Claims

1.一种装置，包括：

集成到外部托盘软管中的增压泵，所述增压泵用于提高朝向服务器托盘上的计算设备泵送的冷却剂流体的流体流量和流体压力，其中，所述增压泵包括安装在具有孔的增压泵壳体上的定子，其中，所述定子包括用于支承线圈绕组的一个或多个C形层压堆叠，并且其中，通电的线圈绕组产生变化的磁场，所述变化的磁场使所述壳体孔内的叶轮旋转以沿着所述壳体孔泵送流体；

监控模块，所述监控模块用于监控传感器组，以获得关于流体温度、流体压力和计算设备温度中的一个或多个的信息；以及

控制模块，所述控制模块用于基于从所述传感器组获得的所述信息来调整所述增压泵的性能。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述外部托盘软管组件的第一端经由第一流体联接器联接在所述服务器托盘处；

其中，所述外部托盘软管的第二端经由第二流体联接器联接到流体排出通道；

其中，所述第一流体联接器附接到所述外部托盘软管的所述第一端；以及

其中，所述第二流体联接器附接到所述外部托盘软管的所述第二端。

3.如权利要求1所述的装置，其中，所述增压泵电联接到电源和所述控制模块，所述电源向所述增压泵提供电力。

4.如权利要求1所述的装置，其中，所述外部托盘软管包括可插拔管，所述可插拔管具有在所述增压泵出现故障的情形下减少维修或更换时间的机构。

5.如权利要求1所述的装置，还包括：

冷却剂分配单元，所述冷却剂分配单元包括冷却剂分配单元泵，所述冷却剂分配单元泵用于朝向所述服务器托盘上的所述计算设备泵送所述冷却剂流体；

其中，所述增压泵用于提高由所述冷却剂分配单元泵泵送的所述冷却剂流体的流体流量和流体压力。

6.如权利要求1所述的装置，其中，所述增压泵附接到机箱中的服务器，以确保流量与和所述机箱中的其它服务器相关联的流量相匹配；以及其中，所述机箱中的所述服务器相对于所述机箱中的所述其它服务器具有不同的流体压降。

7.如权利要求1所述的装置，还包括：

分析模块，所述分析模块用于基于从所述传感器组获得的所述信息确定所述增压泵的流体压力是否需要被调整；以及

所述控制模块，所述控制模块用于响应于确定所述增压泵的流体压力需要被调整而调整所述增压泵的流体压力。

8.一种装置，包括：

安装在服务器托盘内的增压泵，所述增压泵用于提高朝向服务器托盘上的计算设备泵送的冷却剂流体的流体流量和流体压力，其中，所述增压泵包括围绕具有孔的增压泵壳体安装的定子，其中，所述定子包括用于支承线圈绕组的一个或多个C形层压堆叠，并且其中，通电的线圈绕组产生变化的磁场，所述变化的磁场使所述壳体孔内的叶轮旋转以沿着所述壳体孔泵送流体；

9.如权利要求8所述的装置，其中，安装在所述服务器托盘内的所述增压泵串联联接到所述服务器托盘上的另一个泵，以向所述计算设备串行地泵送所述冷却剂流体。

10.如权利要求8所述的装置，其中，安装在所述服务器托盘内的所述增压泵并联联接到所述服务器托盘上的另一个泵，以向所述计算设备泵送冷却剂流体。

11.如权利要求8所述的装置，还包括：

分析模块，所述分析模块用于基于从所述传感器组获得的所述信息确定所述增压泵的流体压力是否需要被调整；

其中，所述控制逻辑用于响应于确定所述增压泵的流体压力需要被调整而调整所述增压泵的流体压力。

12.一种方法，包括：

在集成到外部托盘软管中的增压泵处接收来自冷却剂分配单元的冷却剂流体，其中，所述增压泵包括围绕具有孔的增压泵壳体安装的定子，其中，所述定子包括用于支承线圈绕组的一个或多个C形层压堆叠，并且其中，通电的线圈绕组产生变化的磁场，所述变化的磁场使所述壳体孔内的叶轮旋转以沿着所述壳体孔泵送流体；

通过所述增压泵来提高朝向服务器托盘上要被冷却的计算设备泵送的所述冷却剂流体的流体流量和流体压力；以及

基于与所述传感器组相关联的所述信息调整所述增压泵的性能，其中，所述信息包括流体温度、流体压力和设备温度中的一个或多个。

13.如权利要求12所述的方法，其中，安装在所述服务器托盘上的所述增压泵串联联接到所述服务器托盘上的另一个泵，以向所述计算设备串行地泵送所述冷却剂流体。

14.如权利要求12所述的方法，其中，安装在所述服务器托盘上的所述增压泵并联联接到所述服务器托盘上的另一个泵，以向所述计算设备泵送冷却剂流体。

15.如权利要求12所述的方法，其中，所述外部托盘软管的第一端经由第一流体联接器联接在所述服务器托盘处；

其中，所述第一流体联接器附接到所述外部托盘软管的所述第一端，以及

16.如权利要求12所述的方法，其中，所述外部托盘软管包括可插拔管，所述可插拔管具有用于在所述增压泵出现故障的情形下减少维修和/或更换时间的机构。

17.如权利要求12所述的方法，其中，所述增压泵附接到服务器机箱中的服务器，以确保流量与和所述机箱中的其它服务器相关联的流量相匹配，其中，所述机箱中的所述服务器相对于所述服务器机箱中的所述其它服务器具有不同的流体压降。

18.如权利要求12所述的方法，其中，基于与所述传感器组相关联的所述信息调整所述增压泵的性能还包括：

降低所述增压泵的速度。

19.如权利要求12所述的方法，其中，基于与所述传感器组相关联的所述信息调整所述增压泵的性能还包括：

提高所述增压泵的速度。

20.如权利要求12所述的方法，还包括：

通过所述增压泵来提高由冷却剂分配单元泵泵送的冷却剂流体的流体流量和流体压力，其中，所述冷却剂分配单元包括所述冷却剂分配单元泵以向所述服务器托盘上的所述计算设备泵送所述冷却剂流体。