CN201392500Y - 一种调速散热服务器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种服务器，具体涉及一种调速散热服务器。该服务器包括CPU、硬盘、内存、系统调速风扇，还包括温度传感器和MCU。所述系统调速风扇为PWM系统调速风扇。MCU、温度传感器集成在背板上，温度传感器的探头从背板引出；温度传感器有三个探头，所述三个探头分别位于CPU和CPU散热器之间、硬盘表面和内存表面；实施本实用新型的技术方案后，由于系统能根据服务器温度自行调节系统风扇的转速，能达到节能和降噪声的双重性能提升，而且不需要手动操作，简单方便。用PWM控制器对系统风扇进行调速，抗噪能力强。

Description

一种调速散热服务器
技术领域
本实用新型涉及一种服务器，具体涉及一种调速散热服务器。
背景技术
随着经济的发展和人们工作、娱乐对电脑的依赖，电脑已越来越普及，家用电脑已走进千家万户，人们在购买电脑时，系统风扇的性能是一个很重要的选择指标。
下面是几个影响风扇散热效果的几个指标：
1.风扇功率
风扇功率是影响风扇散热效果的一个很重要的条件，功率越大通常风扇的风力也越强劲，散热的效果也越好。而风扇的功率与风扇的转速又是直接联系在一起的，也就是说风扇的转速越高，风扇也就越强劲有力。但如果功率过大，不但不能起到很好的冷却效果，反而可能会加重计算机的工作负荷，从而会产生恶性循环，最终缩短了风扇的寿命。
2.风扇转速
风扇的转速与风扇的功率是密不可分的，转速的大小直接影响到风扇功率的大小。通常认为，在一定的范围内，风扇的转速越高，它向服务器传送的进风量就越大，服务器获得的冷却效果就会越好。但是一旦风扇的转速超过它的额定值，那么风扇在长时间超负荷之下工作时，本身也会产生热量，时间越长，产生的热量也就越大，此时风扇不但不能起到很好的冷却效果，而且会产生很强的噪音，时间长了会缩短风扇寿命；还有，较高的运转速度需要较大的功率来提供“动力源”，而高动力源又是从主板和电源中的高功率中获得的，主板和电源在超负荷功率下就会经常引起系统的不稳定。
3.风扇噪声
衡量风扇质量高低的另外一个外在表现是噪音大小。如果风扇噪音很大，将极大影响用户操作电脑的心情。噪音大小通常与风扇的功率有关，通常功率越大，转速也就越快，此时一个负面影响也就表现出来了，那就是噪声。
服务器上系统风扇的转速一般在出厂的时候已经调到最快。目前市场上销售的有很多系统风扇产品的调速器，比如串接一个可调电阻，通过调速器，用户可以根据室温的高低以及自己对噪音标准的忍耐程度来对风扇转速进行调整，但这种调速器需要用户手动调节，使用起来不方便且难控制。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术对系统风扇调速复杂且难控制缺陷，提供一种自动调整系统风扇转速的服务器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种调速散热服务器，包括CPU、硬盘、内存、系统调速风扇，还包括：
用于检测所述CPU、硬盘、内存温度的温度传感器；
可根据所述温度传感器的检测结果，对所述系统调速风扇发出速度调整控制信号的MCU。
在本实用新型的调速散热服务器中，所述系统调速风扇为PWM系统调速风扇。
在本实用新型的调速散热服务器中，所述MCU、温度传感器集成在背板上，温度传感器的探头从背板引出。
在本实用新型的调速散热服务器中，温度传感器有三个探头，所述三个探头分别位于CPU和CPU散热器之间、硬盘表面和内存表面。
实施本实用新型的技术方案，具有以下优点：
1.由于系统能根据服务器的温度自行调节系统风扇的转速，能达到节能和降噪音双重提升，而且不需要手动操作，使用方便；
2.在用PWM控制器对系统风扇进行调速，MCU到被控系统信号都是数字形式的，无需进行数模转换，因此抗噪性能强；
3.MCU和温度传感器集成背板上，调速散热服务器则可将MCU统一一到一款型号，实现跨平台调速；同时，由于使用主板集成调速，要在各种情况下保证CPU均能正常散热，其风扇的转速远高于实际需要的转速，使风扇的功耗和噪音较大，而使用背板集成调速，可使调速散热服务器根据实际情况设置最佳转速，实现散热、功耗和噪音的最佳平衡；
4.从背板引出三个温度传感器的探头，不单单可以测CPU的温度，还可以测硬盘和内存的温度，因为现阶段服务器里已不只有CPU一个散热大户，在某种情况下，其它的部件散热比CPU更困难，采用三个探头分别探测CPU、硬盘和内存的温度，综合分析三个温度的指标，可同时满足多个部件的散热要求。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型调速散热服务器逻辑结构框图；
图2是本实用新型调速散热服务器调速的流程图。
具体实施方式
图1示出了本实用新型调速散热服务器的逻辑结构框图，本实用新型调速散热服务器包括CPU、硬盘、内存、可调速系统风扇，还包括温度传感器和MCU，所述MCU分别与温度传感器和系统调速风扇电连接传感器。
温度传感器，三个探头分别用以实时动态监控CPU、硬盘、内存的运行温度，并把所测的温度信息数据传送给MCU处理；
系统调速风扇，为服务器降温，使服务器工作在良好的状态下，以延长使用寿命；
MCU，用以收集并处理传感器采集到的温度数据，向系统调速风扇发送速度控制指令。
使用本实用新型调速散热服务器时，分别位于CPU表面、硬盘表面和内存表面的温度传感器的三个探头可以实时动态监测CPU、硬盘、内存的运行温度，然后将此温度信息传输至与之相连的MCU，MCU记录并分析数据信息，向系统调速风扇发出控制命令，系统调速风扇中的PWM控制器通过发出不同的占空比的数字脉冲来控制系统风扇电机的电流或电压，从而控制系统风扇的转速。
图2示出了本实用新型调速散热服务器调速的流程。
1、温度传感器测温
温度传感器的种类日益繁多，数字温度传感器更因适用于各种微处理器接口组成的自动温度控制系统，具有可以克服模拟传感器与微处理器接口时需要信号调理电路和A/D转换器的弊端等优点。
数字温度传感器由四个主要部分组成：精密温度传感器、模数转换器、接口和数据寄存器。数字温度传感器通过片内寄存器可以进行高、低温门限的设置，当温度超过门限值时，过漏级开路指示器将输出有效信号。另外，通过接口对数字温度传感器进行读写操作，可允许多片温度传感器挂接在同一个串行总线上。通过片内精密温度传感器对CPU温度进行实时测量，并将结果转化为数字量存入到数据寄存器中。
下面以数字温度传感器中的模数转换器为10位，分辨率为0.25时，说明被测温度和输出二进制数据的关系。
表1为当温度分辨率为0.25℃时，被测温度和输出数据的对应关系。
  CPU(℃)   输出二进制数据
  128   01 1111 1111
  ...   ...
  55   00 1101 1100
  50   00 1100 1000
  48   00 1100 0000
  46   00 1011 1000
  44   00 1011 0000
  42   00 1010 1000
  ...   ...
  0   00 0000 0000
表1
2、MCU处理数据
通过对MCU程序的编写，针对不同的温度，可调整系统风扇的转速。
表2是从稳定到CPU超标的临界值划分区域，并针对每个区域设定系统散热风扇转速以及CPU散热风扇根据温度调整的基值，并计算相应状态下的噪音和功耗。
  CPU(℃)   55+  50-55   48-50   46-48   44-46   42-44   42-
  转速(krmp)   11  10   9   8   7   6   5
  噪音(dB)   45  43   41   39   36   33   30
  功耗(W)   4.8  4.5   4.2   3.9   3.6   3.3   3.0
表2
另外，考虑到服务器里硬盘和内存的发热，当硬盘表面温度和内存表面温度大于某一阀值时，可使风扇转数提高一个档次，如此循环反复，直到其温度处在阀值之下。例如，取硬盘表面阀值温度为45度，取内存表面阀值温度为90度。
当硬盘温度不大于45度，且内存温度不大于90度时，MCU通过PWM控制器调整风扇的转速如表2所示。
当硬盘温度和内存温度至少有一个大于阀值温度时，MCU通过PWM控制器调整风扇的转速相应的提高一个档次。例如，CPU温度在48度和50度之间，MCU通过PWM控制器调整风扇的转速为10krmp，然后温度传感器检测硬盘温度或内存温度是否都在阀值以下，若不是，MCU通过PWM控制器继续调整风扇的转速相应的提高一个档次，为11krmp，直到两者温度都处在阀值之下。
可以根据不同的服务器和不同的系统风扇性能，通过对MCU程序的修改，调整不同区域设定系统散热风扇转速以及CPU散热风扇根据温度调整的基值。
3、系统调速风扇调整风扇转速
脉冲宽度调制PWM(Pulse Width Modulation)是根据MCU的数字信号输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，是一种对模拟信号电平进行数字编码的有效方法。它通过高分辨率计数器的使用、方波的占空来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候，因此可以通过调整输入脉冲信号的占空比来调整风扇的转速，例如，输入信号是连续的正向脉冲，即占空比为100％，风扇就满幅值转动；占空比为80％，风扇就以满幅值转速的80％的速度转动；占空比为30％，风扇就以满幅值转速的30％的速度转动。
在本实施例中，可按CPU的温度等级对PWM控制器设置如表3所示的占空比。
  风扇转速(krmp) 11 10 9 8 7 6 5
  PWM的占空比 100％ 91％ 82％ 73％ 64％ 55％ 45％
表3
PWM控制器从处理器到被控系统信号都是数字形式的，无需进行数模转换。由于让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小，噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时，也才能对数字信号产生影响，所以使用PWM控制器来对系统风扇转速调节抗噪性能强。

Claims (4)

1、一种调速散热服务器，包括CPU、硬盘、内存、系统调速风扇，其特征在于，还包括：
用于检测所述CPU、硬盘、内存温度的温度传感器；
可根据所述温度传感器的检测结果，对所述系统调速风扇发出速度调整控制信号的MCU。
2、根据权利要求1所述的调速散热服务器，其特征在于，所述系统调速风扇为PWM系统调速风扇。
3、根据权利要求1所述的调速散热服务器，其特征在于，所述MCU、温度传感器集成在背板上，温度传感器的探头从背板引出。
4、根据权利要求3所述的调速散热服务器，其特征在于，温度传感器有三个探头，所述三个探头分别位于CPU和CPU散热器之间、硬盘表面和内存表面。
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