CN2783401Y - 刀锋型服务器的散热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种刀锋型服务器的散热系统，用以对刀锋型服务器上的发热元件进行散热处理，包括：导热件，紧密贴合于发热元件的顶端，并具有容装至少一导热管一端的孔室，以使发热元件的热量传导至导热管；导热管内填充有工作流体，利用液、气双态的转换，快速地将热量传导至导热管。导热管另一端埋设于导热垫中，用以将热能传导至导热垫；导热垫设于刀锋型服务器的一侧，借由刀锋型服务器的重量而使导热垫紧密靠合在机架模块上的导热座，从而使刀锋型服务器的热量得以快速地传导至机架模块上，再经由冷却系统而迅速地将热量导出。

Description

刀锋型服务器的散热系统

技术领域

本实用新型涉及一种散热系统，应用于刀锋型服务器，特别是涉及一种可对至少一刀锋型服务器进行散热处理的刀锋型服务器的散热系统。

背景技术

目前科技的进步日进千里，计算机相关的应用不再是少数国家级研究单位以及知名的大型企业才能拥有，事实上现今的计算机价格已经非常低廉，几乎是社会大众都能够负担的价格。

一般而言，计算机的等级区分依据应用程度，可分为个人计算机(PersonalComputer)、服务器工作站(Server Work Station)以及超级计算机(SuperComputer)。个人计算机通常使用一到两个处理器，处理一般企业的行政事务或多媒体相关娱乐。要处理其它运算繁复的工作，如3D计算机绘图运算时，工作站仍是许多业者的最爱，且因应现今的网络需求，一般业界皆选择配置2台到4台处理器，甚至多达8台或16台多处理器的服务器计算机系统。至于一些针对特定用途，如核弹仿真、气象用途、基因工程等需要超高运算效能的应用，通常会采用几十台甚至数百台、数千台处理器(或次计算机系统)串接起来的超级计算机(Super Computer)。

产业界的做法是把多部PC串接起来，使其效能相当于一部高效能工作站甚至服务器，但价格却低廉许多而仍具相当竞争力；但若只是用现行的PC架构元件，串接后的体积空间恐怕会过大，且散热及电源供应等问题，也变得相当复杂。因此产业界除了设法将服务器的大小设计成1U(1.75英寸)或2U(3.5英寸)的高度外，并设计成可堆栈及串连的机架式服务器(Rack Mount Server)外，并推出了单板工业计算机的设计。此设计将一部服务器主机板的尺寸大幅缩小，并配置CPU(Central Processor Unit，中央处理单元)、芯片组、内存与硬盘一应俱全。每块服务器主机板其实就是一个独立运作、可抽换的计算机系统，再将其整合于机台上，这种可抽换服务器主机板子卡的服务器，被称为刀锋型服务器(Blade Server)。

与传统单机服务器相比，刀锋型服务器最大的优点就在于节省空间，尤其在空间成本居高不下的地区，对需要集中建置大量服务器的业者，如提供主机租用服务的资料中心来说，更能达到节省成本的目的。

随着半导体制造的进步，目前中央处理器(Central Processing Unit)等芯片组，已由微米等级进展至纳米等级，其内部所含的晶体管数量也高达上亿台，所以芯片组运作时将产生极高的热量，因此，服务器主机在生产设计时必须考虑散热问题。关于刀锋型服务器主机的散热机制目前业界提出多种做法，如美国专利公开第US20030042004号等案可以看出，一般解决散热问题大多在发热元件的顶端配置散热鳍片(Heat fins)以及利用数量不等的风扇协助发散热量。因此，刀锋型服务器的设计空间就会受限于散热鳍片及风扇等大型元件；此外，由于刀锋型服务器并不是被设计来单独作业，而是将数片(台)服务器以彼此紧邻并排的方式装配在机架上，因此当机架上的数台服务器共同运作时，内部发热元件所产生热量将会十分惊人。如此中央处理器等发热元件的运作时钟脉冲将会被迫降低，以换得操作温度的降低，然而此举将使刀锋型服务器的优势运算性能，并不能够得到充分的利用。

以上是市售产品或现有技术长久以来悬而未决的问题，应设法予以排除。

发明内容

鉴于此，本实用新型公开了一种刀锋型服务器的散热系统，除提供良好散热性能外，还具有可在同一机架中增加刀锋服务器的数量、减少刀锋型服务器整体成本，以及不受处理器时钟脉冲的限制等优势。

依据本实用新型所公开的刀锋型服务器的散热系统，是针对刀锋型服务器上的发热元件，进行散热处理。本实用新型主要包括刀锋型服务器、机架模块以及冷却系统。刀锋型服务器包括发热元件、导热件、导热管以及导热垫。导热件以紧密贴合的关系配置于发热元件的顶端，并具有容纳至少一个导热管一端的腔室，致使发热元件的热量可经由导热件而传导至导热管。导热管填充有工作流体，利用液、气双态的转换，快速地将导热件热量传导至导热管另一端。导热管另一端则埋设于导热垫中，呈现回路形态，以获得最大面积，快速地将导热管另一端的热量传导至导热垫中。导热垫设于刀锋型服务器的一侧，借由刀锋型服务器的重量而使导热垫紧密靠合于机架模块的导热座；机架模块包括插槽及导热座，插槽以利于刀锋型服务器插拔，并协助刀锋服务器准确定位，方便刀锋型服务器的导热垫可以紧密靠合于机架模块上的导热座，导热座内含工作流体，可以将导热垫所携带热量经由导热座传导至工作流体；冷却系统包括泵及散热排，泵可以加压导热座的工作流体，迫使工作流体流向散热排，散热排则设有多重弯道，可以滞留含有热量的工作流体，使工作流体可以借由散热排将热传导至大气中。

本实用新型所公开的刀锋型服务器的散热系统，将刀锋型服务器上发热元件运作时所产生的高热，传导至导热管，再利用设于机架模块上的冷却系统统一进行散热处理；相比于现有技术各刀锋型服务器各自独立配置的散热装置，本实用新型据以实施之后，将使得刀锋型服务器的整体体积大为缩小且为轻薄，并具有降低生产成本，易于检修替换处理等优势。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为本实用新型刀锋型服务器的散热系统的分解示意图。

图2为本实用新型刀锋型服务器的散热系统的组合示意图。

图3为本实用新型刀锋型服务器的散热系统的刀锋型服务器配置于机架的组装示意图。

图4为本实用新型刀锋型服务器的散热系统的使用示意图。

图5为本实用新型刀锋型服务器的散热系统的另一使用示意图。

其中，附图标记：

10-刀锋型服务器

11-发热元件

12-导热件

121-孔室

13-导热管

14-导热垫

20-机架模块

21-容置空间

22-导热座

30-冷却系统

31-泵

32-散热排

具体实施方式

先前刀锋型服务器因独立设置散热系统的设计，致使体积较为庞大，散热效果不明显，且生产成本偏高的缺陷，将被本实用新型予以排除。依据本实用新型所公开的刀锋型服务器的散热系统，请参照图1至图5来辅以说明。

本实用新型的刀锋型服务器的散热系统包括多个刀锋型服务器10、机架模块20与冷却系统30，而刀锋型服务器10上配置有至少如中央处理器等类的发热元件11、导热件12、导热管13、导热垫14。其中导热件12紧密贴合在发热元件11的顶端，导热件12为热导系数较佳的散热体，内含有至少一孔室121，可容纳至少一导热管13一端。导热管13是由导热系数较佳的金属材质构成，并填充符合导热管13规格的工作流体(如水、冷媒等流体)。发热元件11运作时所产生的高热，即可经由导热件12而传导至导热管13一端，并借由液、气双态的转换，快速地将导热件12热量传导至导热管13另一端。导热管13另一端则埋设于导热垫14中，可呈现回路形态，以获得最大散热面积，而快速地将导热管13的热量传导至导热垫14中。导热垫14设于刀锋型服务器10的一侧，可借由刀锋型服务器10的重量而使导热垫14紧密靠合于机架模块20上，其导热垫14由导热系数较佳的金属材质构成。机架模块20上包括容置空间21及导热座22，容置空间21可供刀锋型服务器10安置，借由刀锋型服务器10的重量，可使导热垫14准确地紧密靠合于机架模块20的导热座22上，同时将导热垫14的热量传导至导热座22。导热座22内含致冷流体(譬如为水、冷媒等流体)，可吸收导热座22的热量，导热座22由一热传导系数较佳的金属材质构成，可选择与导热垫14相同的金属材质，这二者可形成较佳的热传导匹配。冷却系统30包含泵31及散热排32，泵31施压于导热座22的致冷流体，迫使致冷流体流向散热排32。散热排32为一多重弯曲管道，可以滞留由导热座22流出含有热量的致冷流体，借由散热排32与空气的接触，而使得工作流体快速降温，并再由泵31加压回流至导热座22。此外，也可增设风扇(图中未示)来加速排除散热排32的热量。

如图4所示，当刀锋型服务器10置入机架模块20的容置空间21时，由于刀锋型服务器10的重量，将使得机架模块20的导热座22与刀锋型服务器10上的导热垫14紧密靠合，而迅速将刀锋型服务器10所产生的高热传导至机架模块20，并同时借由冷却系统30循环运动，而快速地将热量传导至大气中。另如图5所示，可将数个机架模块20以堆栈的方式设置，利用单一的冷却系统30而一起进行散热处理。

本实用新型所提供的刀锋型服务器的散热系统，有别于现有技术各刀锋型服务器各自独立设置的散热设计，本实用新型将刀锋型服务器10的发热元件11运作时所产生的高热，借由导热管13内部的工作流体，将热量传导机架模块上，再利用冷却系统30而统一进行散热处理。本实用新型据以实施之后，除提供良好散热性能外，还具有可在同一机架中增加刀锋服务器10的数量、降低刀锋型服务器10的生产成本，以及不受发热元件11的规格种类的限制等等优势。

当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。

Claims (6)

1、一种刀锋型服务器的散热系统，其特征在于，包括：

一个以上的刀锋型服务器，搭载至少一发热元件；

一机架模块，用以承载所述刀锋型服务器；以及

一冷却系统，以对机架模块进行散热。

2、根据权利要求1所述的刀锋型服务器的散热系统，其特征在于，所述刀锋型服务器包括：

一导热件，以紧密贴合的关系配置于所述刀锋型服务器的所述发热元件的顶端；

一导热垫，设于所述刀锋型服务器的一侧；以及

一导热管，连接于所述导热件，并埋设于所述导热垫，且所述导热管流通有工作流体。

3、根据权利要求2所述的刀锋型服务器的散热系统，其特征在于，所述机架模块包括：

一容置空间，用以安置所述刀锋型服务器；以及

一导热座，容装有致冷流体，借由所述导热垫的重量而使所述导热垫可紧密靠合于所述导热座，以使所述导热垫的热量可传导至所述导热座，并被所述致冷流体所吸收。

4、根据权利要求3所述的刀锋型服务器的散热系统，其特征在于，所述冷却系统包括：

一散热排，连通于所述机架模块，以接收所述致冷流体；及

一泵，连接于所述散热排，以使流通于所述机架模块与所述散热排之间的致冷流体加速流动。

5、根据权利要求1所述的刀锋型服务器的散热系统，其特征在于，多个所述机架模块以堆栈方式设置，并以单一所述冷却系统进行散热处理。

6、根据权利要求1所述的刀锋型服务器的散热系统，其特征在于，所述冷却系统可增设一风扇，以加速热量排出。

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