CN208985090U - 一种fpga加速卡 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种FPGA加速卡，具体包括：基板；至少两个FPGA模块，所述至少两个FPGA模块与所述基板连接；至少两个FPGA散热器；以及空气管道；其中，每个FPGA模块对应一个FPGA散热器，所述FPGA散热器与所述FPGA模块接触连接；所述FPGA散热器依次排列在所述空气管道内；从所述空气管道的进风端至出风端，所述FPGA散热器的散热齿数量依次递增。本申请实施例中，所述FPGA散热器对于对应的FPGA模块的散热效果较好，所述FPGA加速卡的整体散热效果相应较好，这样，就可以提高所述FPGA加速卡的稳定性以及使用寿命。

Description

一种FPGA加速卡

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种FPGA加速卡。

背景技术

现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)加速卡被越来越多的应用于基因组学研究、实时视频处理，大数据分析与搜索。随着FPGA加速卡的应用需求越来越广泛，FPGA加速卡上往往需要支持更多的逻辑单元，支持更多的内存数量以及更大的带宽的网络通信，因此，FPGA加速卡的单机密度也越来越高。

FPGA加速卡的单机密度在提高的同时，也带来了严重的散热问题。例如，在FPGA加速卡上设有至少两个FPGA模块的情况下，由于至少两个FPGA模块的功耗相应较大、密度较高，因此，这些FPGA模块的散热效果往往也较差。并且，这些FPGA模块很容易影响到后端的光模块的散热，导致FPGA加速卡的整体散热效果较差，进而影响FPGA加速卡的稳定性以及使用寿命。

实用新型内容

鉴于上述问题，提出了本实用新型实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种FPGA加速卡。

为了解决上述问题，本实用新型实施例公开了一种FPGA加速卡，包括：

基板；

至少两个FPGA模块，所述至少两个FPGA模块与所述基板连接；

至少两个FPGA散热器；以及

空气管道；

其中，每个FPGA模块对应一个FPGA散热器，所述FPGA散热器与所述FPGA模块接触连接；

所述FPGA散热器依次排列在所述空气管道内；

从所述空气管道的进风端至出风端，所述FPGA散热器的散热齿数量递增。

本实用新型实施例包括以下优点：

本申请实施例所述的FPGA加速卡中，由于所述FPGA散热器依次排列在所述空气管道内；从所述空气管道的进风端至出风端，所述FPGA散热器的散热齿数量递增。也就是说，靠近空气管道进风端的FPGA散热器的散热齿较少，该FPGA散热器的进风截面的面积相应较大，这样，就可以增大进入该FPGA散热器的进风量，使得靠近空气管道进风端的FPGA散热器对于对应的FPGA模块的散热效果较好。而且，由于靠近所述空气管道的出风端的FPGA散热器的散热齿较多，该FPGA散热器的散热面积较大，这样，就可以使得该FPGA散热器对于对应的FPGA模块的散热效果较好。本申请实施例中，所述FPGA散热器对于对应的FPGA模块的散热效果较好，所述FPGA加速卡的整体散热效果相应较好，这样，就可以提高所述FPGA加速卡的稳定性以及使用寿命。

附图说明

图1是申请实施例的一种FPGA加速卡的结构示意图；

图2是本申请实施例的一种FPGA散热器的结构示意图；

图3是本申请实施例的另一种FPGA散热器的结构示意图；

图4是本申请实施例的一种外壳的结构示意图；

图5是申请实施例的另一种FPGA加速卡的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本申请实施例的一种FPGA加速卡的结构示意图，本申请实施例提供的FPGA加速卡100可以包括：

基板10；

至少两个FPGA模块11，至少两个FPGA模块11与基板10连接；

至少两个FPGA散热器12；以及

空气管道13；

其中，每个FPGA模块11对应一个FPGA散热器12，FPGA散热器12与FPGA模块11接触连接；

FPGA散热器12依次排列在空气管道13内；

从空气管道13的进风端131至出风端132，FPGA散热器12的散热齿数量递增。

图1所示的FPGA加速卡中，由于FPGA散热器12依次排列在空气管道13内；从空气管道13的进风端131至出风端132，FPGA散热器12的散热齿数量递增。也就是说，靠近空气管道进风端131的FPGA散热器12的散热齿较少，靠近空气管道出风端132的FPGA散热器12的散热齿较多。

图2是本申请实施例的一种FPGA散热器的结构示意图。图2所示的FPGA散热器为靠近空气管道进风端131的FPGA散热器。由于图2所示的FPGA散热器12中，散热齿121的数量较少，FPGA散热器12的进风截面的面积相应较大。这样，就可以增大进入该FPGA散热器的进风量，使得靠近空气管道进风端131的FPGA散热器12对于对应的FPGA模块11的散热效果较好。

图3是本申请实施例的另一种FPGA散热器的结构示意图。图3所示的FPGA散热器为靠近空气管道出风端132的FPGA散热器。由于图3所示的FPGA散热器12中，散热齿121的数量较多，FPGA散热器12的散热面积较大，这样，就可以使得靠近空气管道出风端132的FPGA散热器对于对应的FPGA模块11的散热效果较好。

本申请实施例中，由于从空气管道12的进风端131至出风端132，FPGA散热器12的散热齿121数量可以递增，这样，不仅可以使得靠近空气管道进风端131的FPGA散热器的进风量较多，对应的FPGA模块11的散热效果较好。而且，从空气管道12的进风端131至出风端132，FPGA散热器12的散热齿121数量递增，可以使得FPGA散热器12散热面积依次增大，散热能力依次增强。

在实际应用中，在所述FPGA加速卡的散热过程中，冷空气可以从空气管道13的进风端131进入，经过空气管道13后，变成热空气从空气管道13的出风端132排出。因此，在实际应用中，从空气管道12的进风端131至出风端132，温度往往成递增的变化趋势。

本申请实施例中，由于从空气管道12的进风端131至出风端132，FPGA散热器12散热面积依次增大，散热能力依次增强，因此，在从空气管道12的进风端131至出风端132，温度递增的情况下，由于FPGA散热器12散热面积依次增大，散热能力依次增强，可以使得FPGA散热器12对于对应的FPGA模块11的散热效果较好。

在实际应用中，由于FPGA散热器12对于对应的FPGA模块11的散热效果较好，所述FPGA加速卡的整体散热效果相应较好，这样，就可以提高所述FPGA加速卡的稳定性以及使用寿命。

可以理解的是，图1所示的FPGA加速卡中，仅示出了FPGA模块11以及对应的FPGA散热器12的数量皆为2个的情况，而在实际应用中，FPGA模块11以及对应的FPGA散热器12的数量还可以为其他的值，例如，3个、5个或者6个等其他数量。本发申请实施例对于FPGA模块11以及对应的FPGA散热器12的数量不做具体限定。

可选地，为了使得依次排列的FPGA散热器12对于对应的FPGA模块11的散热效果较好，在依次排列的FPGA散热器12中，相邻的FPGA散热器12的散热齿121数量可以成预设比例。

在实际应用中，所述预设比例可以根据实际情况进行设定，具体地，可以通过仿真以及实际测试获得。

例如，在FPGA加速卡中，在FPGA散热器12以及对应的FPGA模块11的数量皆为2个的情况，可以通过仿真以及实际测试获得，这两个FPGA散热器12的散热齿121数量之间的比例为14:23时，这两个FPGA散热器12对于对应的FPGA模块11的散热效果最优。

可以理解的是，在实际应用中，所述预设比例的具体值可以根据实际情况进行设定，本申请对于所述预设比例的具体值不做限定。

可选地，所述FPGA加速卡还可以包括冷却回路，所述冷却回路分别连接至少两个FPGA散热器12中相邻的FPGA散热器12，以便于相邻的FPGA散热器12之间进行热量交换，加快FPGA散热器12的散热速度，提高FPGA散热器12对于对应的FPGA模块11的散热效果。

具体地，所述冷却回路可以包括至少两根冷却管路，所述冷却管路分别连接相邻的FPGA散热器12，所述冷却管路内装有冷却液。所述冷却管路中，至少有两根冷却管路内的冷却液的流向相反，以形成闭环的冷却回路，便于相邻的FPGA散热器12之间进行热量交换。

可选地，所述FPGA加速卡还可以包括：外壳，所述外壳可以包覆于至少两个FPGA散热器12外。

图4是本申请实施例的一种外壳的结构示意图。图4所示的外壳上可以设置有相对的第一导风结构41和第二导风结构42。在实际应用中，第一导风结构41、第二导风结构42可以位于至少两个FPGA散热器12中相邻的两个FPGA散热器12之间。

在实际应用中，第一导风结构41、第二导风结构42可以用于将相邻的两个FPGA散热器12中，靠近空气管道进风端131的FPGA散热器12出来的风，导向靠近空气管道出风端132的FPGA散热器12，增大进入靠近空气管道出风端132的FPGA散热器12的风量，提高靠近空气管道出风端132的FPGA散热器12的散热效果。

本申请实施例中，第一导风结构41、第二导风结构42可以朝向靠近空气管道出风端132的FPGA散热器12设置，以将风导入靠近空气管道出风端132的FPGA散热器12。

例如，相邻的两个FPGA散热器中，FPGA散热器A靠近空气管道进风端131，FPGA散热器B靠近空气管道出风端132。则图4所示的外壳中，第一导风结构41、第二导风结构42可以朝向靠近空气管道出风端132的FPGA散热器B设置，以将风导入靠近空气管道出风端132的FPGA散热器B。

本申请实施例中，相邻的两个FPGA散热器12中，靠近空气管道的FPGA散热器12的宽度为第一宽度；第一导风结构41和第二导风结构42之间的距离可以与所述第一宽度匹配。在实际应用中，由于第一导风结构41和第二导风结构42之间的距离与所述第一宽度匹配，可以使得第一导风结构41和第二导风结构42导入靠近空气管道出风端132的FPGA散热器12内的风、能够均匀地通过该FPGA散热器，提高靠近空气管道出风端132的FPGA散热器12的散热效果。

在实际应用中，第一导风结构41和第二导风结构42之间的距离与所述第一宽度匹配的具体示例如下：第一导风结构41和第二导风结构42之间的距离可以与所述第一宽度相等，也可以略大于或者略小于所述第一宽度。本申请对于所述第一导风结构41和第二导风结构42之间的距离、以及所述第一宽度的具体值不做限定。

在本申请的一种可选实施例中，所述FPGA加速卡还可以包括：光模块14以及与光模块14连接的光模块散热器15，其中，光模块散热器15向光模块14施加的指定方向的压力可以满足第一预设值，以提高光模块散热器15与光模块14之间的接触可靠性，提高光模块散热器15对于光模块14的散热效果。

在实际应用中，所述指定方向可以为光模块14安装在光模块散热器15内的情况下，在光模块14与光模块散热器15之间的安装接触面上，从光模块散热器15指向光模块14的方向。

例如，若光模块14安装在光模块散热器15内时，光模块14与光模块散热器15之间的安装接触面为光模块14的顶部，在该安装接触面上，从光模块散热器15指向光模块14的方向为从上方指向下方的方向，则所述指定方向为从上方指向下方的方向。

可以理解的是，在实际应用中，所述指定方向可以根据光模块14与光模块散热器15之间的具体安装方向确定，本申请对于所述指定方向的具体方向不做限定。

本申请实施例中，在光模块散热器15向光模块14施加的指定方向的压力满足第一预设值的情况下，可以使得光模块散热器15与光模块14之间在多种安装场合下保持接触可靠性，提高光模块散热器15对于光模块14的散热效果。

例如，在光模块散热器15在基板10上向下安装、或者向上安装等多种安装场合下，由于光模块散热器15向光模块14施加的指定方向的压力满足第一预设值，可以使得光模块散热器15与光模块14之间保持接触可靠性，提高光模块散热器15对于光模块14的散热效果。

可选地，所述第一预设值可以为5牛顿，在实际应用中，在光模块散热器15向光模块14施加的指定方向的压力为5牛顿的情况下，可以使得光模块散热器15与光模块14之间保持可靠接触，提高光模块散热器15对于光模块14的散热效果。

可以理解的是，在具体的应用中，本领域技术人员还可以根据实际情况设定所述第一预设值的具体值，例如，将所述第一预设值设置成略大于或者略小于5牛顿的值皆可。本申请对于所述第一预设值的具体值不做限定。

如图1所示，所述FPGA加速卡还可以包括：第二固定弹片16；其中，第二固定弹片16分别连接光模块散热器15和基板10，用于向光模块散热器15施加所述指定方向的压力，使得光模块散热器15向光模块14施加的所述指定方向的压力满足所述第一预设值。

在实际应用中，第二固定弹片16可以向光模块散热器15施加所述指定方向的压力，通过力的传导作用，使得光模块散热器15向光模块14施加的所述指定方向的压力满足所述第一预设值，提高光模块散热器15与光模块14之间的接触可靠性，提高光模块散热器15对于光模块14的散热效果。

图5是申请实施例的另一种FPGA加速卡的结构示意图，所述FPGA加速卡还可以包括：第一固定弹片17以及弹力加强结构18；其中，第一固定弹片17、弹力加强结构18分别连接光模块散热器15和基板10，用于向光模块散热器15施加所述指定方向的压力，使得光模块散热器15向光模块14施加的所述指定方向的压力满足所述第一预设值。

在实际应用中，第一固定弹片17、弹力加强结构18可以配合使用，向光模块散热器15施加所述指定方向的压力，通过力的传导作用，使得光模块散热器15向光模块14施加的所述指定方向的压力满足所述第一预设值，提高光模块散热器15与光模块14之间的接触可靠性，提高光模块散热器15对于光模块14的散热效果。

在实际应用中，弹力加强结构18可以为弹簧、加强弹片等结构。弹力加强结构18的数量以及安装位置可以根据实际情况进行设定，弹力加强结构18的数量与第一固定弹片17保持一致或者有差异皆可，弹力加强结构18的安装位置靠近第一固定弹片17或者与第一固定弹片17交错设置皆可，本申请对于弹力加强结构18的具体类型、数量以及安装位置不做具体限定。比如图5中的弹力加强结构18设置方式，可以在光模块散热器15四角设置四个相同的弹力加强结构18，装置倒置时，四个弹簧承重均匀，使光模块散热器15不会某一部分与其余部分不处于同一水平面，该水平面与重力方向垂直。

在本申请的另一种可选实施例中，光模块14和光模块散热器15的表面平整度可以一致，以使得光模块14和光模块散热器15的接触面的平整度较为匹配，增大光模块14与光模块散热器15的有效接触面积，提高光模块散热器15对于光模块14的散热效果。

在实际应用中，光模块14与光模块散热器15之间的接触面积越大，光膜模块散热器15对于光模块14的散热效果越好。本申请实施例中，由于光模块14和光模块散热器15的表面平整度一致，可以使得光模块14与光模块散热器15的接触面的平整度较为匹配，增大光模块14与光模块散热器15的有效接触面积，提高光模块散热器15对于光模块14的散热效果。

可选地，光模块14和光模块散热器15的表面平整度可以均满足第二预设值。在实际应用中，在光模块14和光模块散热器15的表面平整度均满足所述第二预设值的情况下，可以使得光模块14和光模块散热器15的表面平整度较好，这样，可以进一步增大光模块14与光模块散热器15的有效接触面积，提高光模块散热器15对于光模块14的散热效果。

在实际应用中，所述第二预设值可以为0.025，在光模块14和光模块散热器15的表面平整度均为0.025的情况下，不仅可以使得光模块14和光模块散热器15的表面平整度较好，增大光模块14与光模块散热器15的有效接触面积，提高光模块散热器15对于光模块14的散热效果。同时，还可以使得光模块14、光模块散热器15的表面具有较好的加工性能。

综上，本申请所述的FPGA加速卡至少包括以下优点：

本申请实施例所述的FPGA加速卡中，由于所述FPGA散热器依次排列在所述空气管道内；从所述空气管道的进风端至出风端，所述FPGA散热器的散热齿数量递增。也就是说，靠近空气管道进风端的FPGA散热器的散热齿较少，该FPGA散热器的进风截面的面积相应较大，这样，就可以增大进入该FPGA散热器的进风量，使得靠近空气管道进风端的FPGA散热器对于对应的FPGA模块的散热效果较好。而且，由于靠近所述空气管道的出风端的FPGA散热器的散热齿较多，该FPGA散热器的散热面积较大，这样，就可以使得该FPGA散热器对于对应的FPGA模块的散热效果较好。本申请实施例中，所述FPGA散热器对于对应的FPGA模块的散热效果较好，所述FPGA加速卡的整体散热效果相应较好，这样，就可以提高所述FPGA加速卡的稳定性以及使用寿命。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本实用新型所提供的一种FPGA加速卡，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (12)

1.一种FPGA加速卡，其特征在于，包括：

基板；

至少两个FPGA模块，所述至少两个FPGA模块与所述基板连接；

至少两个FPGA散热器；以及

空气管道；

其中，每个FPGA模块对应一个FPGA散热器，所述FPGA散热器与所述FPGA模块接触连接；

所述FPGA散热器依次排列在所述空气管道内；

从所述空气管道的进风端至出风端，所述FPGA散热器的散热齿数量递增。

2.根据权利要求1所述的FPGA加速卡，其特征在于，还包括：光模块以及与所述光模块连接的光模块散热器，所述光模块散热器向所述光模块施加的指定方向的压力满足第一预设值。

3.根据权利要求2所述的FPGA加速卡，其特征在于，还包括：第一固定弹片以及弹力加强结构；其中

所述第一固定弹片、所述弹力加强结构分别连接所述光模块散热器和所述基板，用于向所述光模块散热器施加所述指定方向的压力，使得所述光模块散热器向所述光模块施加的所述指定方向的压力满足所述第一预设值。

4.根据权利要求2所述的FPGA加速卡，其特征在于，还包括：第二固定弹片；其中

所述第二固定弹片分别连接所述光模块散热器和所述基板，用于向所述光模块散热器施加所述指定方向的压力，使得所述光模块散热器向所述光模块施加的所述指定方向的压力满足所述第一预设值。

5.根据权利要求2所述的FPGA加速卡，其特征在于，所述光模块和所述光模块散热器的表面平整度一致。

6.根据权利要求5所述的FPGA加速卡，其特征在于，所述光模块和所述光模块散热器的表面平整度均满足第二预设值。

7.根据权利要求1所述的FPGA加速卡，其特征在于，所述至少两个FPGA散热器中，相邻的FPGA散热器的散热齿数量成预设比例。

8.根据权利要求1所述的FPGA加速卡，其特征在于，还包括：冷却回路，所述冷却回路分别连接所述至少两个FPGA散热器中相邻的FPGA散热器。

9.根据权利要求1所述的FPGA加速卡，其特征在于，还包括：外壳，所述外壳包覆于所述至少两个FPGA散热器外；其中

所述外壳上设置有相对的第一导风结构和第二导风结构；

所述第一导风结构、所述第二导风结构位于所述至少两个FPGA散热器中相邻的两个FPGA散热器之间。

10.根据权利要求9所述的FPGA加速卡，其特征在于，所述相邻的两个FPGA散热器中，靠近所述空气管道出风端的FPGA散热器的宽度为第一宽度；

所述第一导风结构和所述第二导风结构之间的距离与所述第一宽度匹配。

11.根据权利要求2所述的FPGA加速卡，其特征在于，所述第一预设值为5牛顿。

12.根据权利要求6所述的FPGA加速卡，其特征在于，所述第二预设值为0.025。