DE102021105997B4

DE102021105997B4 - Kühlung des compute-node-tabletts

Info

Publication number: DE102021105997B4
Application number: DE102021105997.6A
Authority: DE
Inventors: Harvey J. Lunsman; Ernesto Ferrer; Tahir Cader; Steven Dean
Original assignee: Hewlett Packard Enterprise Development LP
Current assignee: Hewlett Packard Enterprise Development LP
Priority date: 2020-04-28
Filing date: 2021-03-11
Publication date: 2024-05-08
Anticipated expiration: 2041-03-12
Also published as: US11157050B1; CN113573542A; DE102021105997A1; CN113573542B; US20210333846A1

Abstract

Beispielimplementierungen beziehen sich auf ein Verfahren und ein System zum Kühlen eines Rechenknoten-Tabletts, das eine Platine, eine Vielzahl von ersten und zweiten Geräten, eine Kühlungsbaugruppe und eine Stützstrukturbaugruppe enthält. Die Kühlbaugruppe umfasst einen Zufuhrabschnitt, einen Rücklaufabschnitt und einen Zwischenabschnitt, der mit dem Zufuhr- und dem Rücklaufabschnitt verbunden ist. Der Versorgungsabschnitt umfasst eine erste Leitung, die sich entlang eines Umfangs der Platine erstreckt und einen thermischen Kontakt mit den ersten Vorrichtungen bildet. Der Zwischenabschnitt umfasst eine Vielzahl von Kühlplatten und eine Vielzahl von zweiten Leitungen, die den thermischen Kontakt mit den zweiten Geräten bilden. Die zweiten Leitungen verlaufen parallel zueinander. Der Rücklaufabschnitt umfasst einen dritten Kanal, der sich parallel zu einem Teil des ersten Kanals erstreckt. Die Stützstruktur umschließt die Platine und bildet den thermischen Kontakt mit einem Teil der Platine, einer Vielzahl von dritten Vorrichtungen und der Kühlanordnung.

Description

HINTERGRUND
Eine Platine (Leiterplatte), die in einem Server-Tray oder einem Compute-Node-Tray eines Computersystems, wie z. B. einem flüssigkeitsgekühlten Rack, enthalten ist, kann während des Betriebs eine große Menge an Wärme erzeugen. Insbesondere kann die Wärme von einer Vielzahl von Geräten abgegeben werden, die auf der Platine angeordnet sind. Die Vielzahl von Geräten kann elektronische Geräte umfassen, die elektrisch mit gedruckten Schaltungen auf der Platine verbunden sind und von der Platine getragen werden. Die Vielzahl von Vorrichtungen kann auch Teile der Platine selbst umfassen. Eine Kühlmittelverteilungseinheit (Coolant Distribution Unit, CDU) ist strömungstechnisch mit dem flüssigkeitsgekühlten Rack gekoppelt, um ein Kühlmittel zum Compute-Node-Tray zu zirkulieren, um die Wärme von der Vielzahl von Geräten zu absorbieren und dadurch das Compute-Node-Tray zu kühlen. US 2008 / 0 163 631 A1 stellt Verfahren zum Konfigurieren einer Kühlunterbaugruppe für ein Elektroniksystem bereit, d. h. zum Einrichten eines Kühlmittel führenden Rohrlayouts zum Verbinden mehrerer flüssigkeitsgekühlter Kühlplatten in Reihen-Fluidverbindung zum Kühlen mehrerer wärmeerzeugender elektronischer Komponenten eines Elektroniksystems. Die elektronischen Komponenten sollen fest in eine vorkonfigurierte Hauptplatine gesteckt werden, und das Rohrlayout umfasst mindestens ein starres Kühlmittel führendes Rohr. Zunächst wird eine vereinfachte Analyse durchgeführt, um die Belastung des/der starren Rohre(s) zu bewerten und zu bestimmen, ob der Verlust der Betätigungslast an den elektronischen Komponenten einen akzeptablen Schwellenwert überschreitet, und wenn dies der Fall ist, wird mindestens ein Rohr mit hoher Belastung identifiziert und neu konfiguriert. Danach wird eine Analyse durchgeführt, um zu bestimmen, ob bei verfügbarer Betätigungslast an der Kühlunterbaugruppe die elektrische Verbindungslast zwischen den elektronischen Komponenten und der unterstützenden Hauptplatine über einem akzeptablen Mindestniveau liegt. Wenn dies der Fall ist, wird das kühlmittelführende Rohrlayout als endgültiges Design gewählt. Gemäß US 2015 / 0 138 723 A1 kann ein Verfahren zum Kühlen von zwei oder mehr wärmeliefernden Oberflächen unter Verwendung einer Kühlvorrichtung mit zwei oder mehr fluidverbundenen Wärmesenkenmodulen in einer Reihenkonfiguration das Bereitstellen eines Stroms eines einphasigen flüssigen Kühlmittels zu einem ersten Wärmesenkenmodul umfassen, das auf einer ersten Wärme montiert ist -Bereitstellung von Oberfläche. Das Verfahren kann das Projizieren der Strömung des einphasigen flüssigen Kühlmittels gegen die erste wärmeliefernde Oberfläche innerhalb des ersten Kühlkörpermoduls und das Bewirken einer Phasenänderung eines ersten Teils des flüssigen Kühlmittels und dadurch das Bilden einer zweiphasigen sprudelnden Strömung mit einer ersten Qualität umfassen . Das Verfahren kann das Transportieren der zweiphasigen sprudelnden Strömung zu einem zweiten Kühlkörpermodul und das Projizieren der zweiphasigen sprudelnden Strömung gegen eine zweite wärmeliefernde Oberfläche innerhalb des zweiten Kühlkörpermoduls und das Bewirken einer Phasenänderung eines zweiten Teils des Kühlmittels umfassen Bildung einer zweiphasigen sprudelnden Strömung mit einer zweiten Qualität, die größer ist als die erste Qualität. In US 2012 / 0 281 358 A1 werden flüssigkeitsgekühlte elektronische Systeme bereitgestellt, die eine elektronische Baugruppe mit einer Elektronikkarte und einem Sockel mit einer Verriegelung an einem Ende umfassen. Die Verriegelung erleichtert das Sichern der Karte im Sockel oder das Entfernen der Karte aus dem Sockel. An dem einen Ende des Sockels ist eine flüssigkeitsgekühlte Kaltschiene angeordnet, und ein Wärmeverteiler koppelt die Elektronikkarte mit der Kaltschiene. Der Wärmeverteiler umfasst erste und zweite Wärmeübertragungsplatten, die mit ersten und zweiten Oberflächen auf gegenüberliegenden Seiten der Karte gekoppelt sind, und wärmeleitende Verlängerungen, die sich von Endkanten der Platten erstrecken, die die jeweiligen Übertragungsplatten mit der flüssigkeitsgekühlten kalten Schiene koppeln. Die wärmeleitfähigen Verlängerungen sind an den Seiten der Verriegelung angeordnet, und die Karte kann unter Verwendung der Verriegelung innerhalb des Sockels befestigt oder daraus entfernt werden, ohne die Kälteschiene oder den Wärmeverteiler zu entfernen. In US 2011 / 0 056 674 A1 werden ein Kühlsystem und ein Verfahren zum Erleichtern des Kühlens mehrerer flüssigkeitsgekühlter Elektronikgestelle bereitgestellt. Das Kühlsystem umfasst einen Hauptsystemkühlmittelversorgungskreislauf mit mehreren Systemkühlmittelversorgungszweigleitungen zum Erleichtern der Zufuhr von gekühltem Systemkühlmittel zu den Elektronikgestellen und einen Hauptsystemkühlmittelrückführkreislauf mit mehreren Systemkühlmittelrückführzweigleitungen zum Erleichtern der Rückführung von erschöpftem Systemkühlmittel aus den Elektronik-Racks. Im Betrieb zirkuliert gekühltes Systemkühlmittel durch den Kühlmittelversorgungskreislauf und verbrauchtes Systemkühlmittel zirkuliert durch den Kühlmittelrückführungskreislauf. Mehrere modulare Kühleinheiten sind mit dem Kühlmittelversorgungskreislauf und dem Kühlmittelrückführungskreislauf gekoppelt. Jede modulare Kühleinheit umfasst einen Wärmetauscher, um das Kühlen eines Teils des verbrauchten Kühlmittels zu erleichtern, das durch den Hauptsystem-Kühlmittelrückführkreislauf zirkuliert, um als gekühltes Systemkühlmittel zu dem Hauptsystem-Kühlmittelversorgungskreislauf zurückgeführt zu werden. Ausgehend von dem hier zitierten Stand der Technik war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Compute-Node-Tray sowie ein Verfahren zum Kühlen eines Compute-Node-Trays bereitzustellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Compute-Node-Tray nach Anspruch 1 und das Verfahren nach Anspruch 14.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Verschiedene Beispiele werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die folgenden Abbildungen beschrieben.

zeigt eine schematische Darstellung einer Kühlungsbaugruppe eines Compute-Node-Trays.
zeigt ein schematisches Diagramm einer Stützstruktur, die die Kühlbaugruppe von umfasst.
zeigt ein schematisches Diagramm einer Platine und einer Vielzahl von Geräten eines Compute-Node-Trays.
zeigt ein schematisches Diagramm eines ersten Compute-Node-Trays mit der Platine, der Vielzahl von Geräten, der Kühlungsbaugruppe und der Stützstrukturbaugruppe der .
zeigt ein schematisches Diagramm eines zweiten Compute-Node-Trays.
zeigt eine perspektivische Ansicht eines zusammengebauten Compute-Node-Trays mit dem ersten und zweiten Compute-Node-Tray von .
zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Kühlmittelverteilungseinheit und eines flüssigkeitsgekühlten Racks mit einer Vielzahl von Compute-Node-Trays.
zeigt ein schematisches Diagramm einer Kühlbaugruppe und einer Vielzahl von Geräten aus .
zeigt ein Blockdiagramm einer vorgeschalteten Kühlplatte und einer nachgeschalteten Kühlplatte einer Kühlbaugruppe.
ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Kühlung eines Compute-Node-Trays darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende detaillierte Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen. Wo immer es möglich ist, werden in den Zeichnungen und der folgenden Beschreibung die gleichen Referenznummern verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Teile zu verweisen. Es ist jedoch ausdrücklich zu verstehen, dass die Zeichnungen nur der Veranschaulichung und Beschreibung dienen. Obwohl in diesem Dokument mehrere Beispiele beschrieben werden, sind Änderungen, Anpassungen und andere Implementierungen möglich. Dementsprechend schränkt die folgende detaillierte Beschreibung die offengelegten Beispiele nicht ein. Stattdessen kann der richtige Umfang der offengelegten Beispiele durch die beigefügten Ansprüche definiert werden.
Die hier verwendete Terminologie dient nur zur Beschreibung von Ausführungsbeispielen und ist nicht als einschränkend zu verstehen. Die hier verwendeten Singularformen „ein“, „eine“ und „die“ schließen auch die Pluralformen ein, sofern aus dem Kontext nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Der hier verwendete Begriff „Mehrzahl“ ist definiert als zwei oder mehr als zwei. Der Begriff „ein weiteres“, wie hier verwendet, ist definiert als mindestens ein zweites oder mehr. Der Begriff „gekoppelt“, wie hierin verwendet, ist definiert als verbunden, entweder direkt ohne dazwischenliegende Elemente oder indirekt mit mindestens einem dazwischenliegenden Element, sofern nicht anders angegeben. Zwei Elemente können mechanisch, elektrisch oder kommunikativ über einen Kommunikationskanal, -pfad, - netzwerk oder -system gekoppelt sein. Der Begriff „und/oder“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf alle möglichen Kombinationen von einem oder mehreren der aufgeführten Elemente und umfasst diese. Es versteht sich auch, dass, obwohl die Begriffe „erstes“, „zweites“, „drittes“ usw. hier verwendet werden können, um verschiedene Elemente zu beschreiben, diese Elemente nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden sollten, da diese Begriffe nur verwendet werden, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden, es sei denn, es wird etwas anderes angegeben oder der Kontext zeigt etwas anderes an. Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff „beinhaltet“, dass er beinhaltet, aber nicht beschränkt ist, der Begriff „einschließlich“ bedeutet, dass er beinhaltet, aber nicht beschränkt ist. Der Begriff „basierend auf“ bedeutet zumindest teilweise basierend auf. Der Begriff „Kühlplatte“ bezieht sich auf einen hohlen Metallblock mit inneren Durchlässen, durch die ein Kühlmittel gepresst wird, wodurch Wärme absorbiert wird, die von einem elektronischen Gerät, an dem es montiert ist, auf den Block übertragen wird. Der Begriff „Kühlblock“ bezieht sich auf einen massiven Metallblock, der die Wärme absorbiert, die durch das elektronische Gerät, an dem er montiert ist, auf den Block übertragen wird. Der Begriff „stromaufwärts gelegene Kühlplatte“ oder „stromaufwärts gelegene Verarbeitungsressource“ bezieht sich auf ein Bauteil, das sich näher an einem Strom des Kühlmittels in einer Kühlbaugruppe befindet. Der Begriff „nachgeschaltete Kühlplatte“ oder „nachgeschaltete Verarbeitungsressource“ bezieht sich auf eine Komponente, die sich weiter entfernt von der Strömung des Kühlmittels in der Kühleinheit befindet.
Die vorliegende Offenlegung beschreibt Beispielimplementierungen eines Verfahrens und eines Systems zur Kühlung eines Compute-Node-Trays, das in einem flüssigkeitsgekühlten Rack installiert ist. In bestimmten Beispielen ist der Compute-Node-Tray ein Twinned-Compute-Node-Tray. In einigen Beispielen umfasst der Compute-Node-Tray eine Kühlungsbaugruppe und eine Stützstrukturbaugruppe, die gemeinsam zur Absorption von Wärme von einer Platine und einer Vielzahl von auf der Platine angeordneten Geräten verwendet werden und dadurch den Compute-Node-Tray kühlen. In solchen Beispielen kann die Kühlbaugruppe zunächst ein Kühlmittel in einen seriellen Strömungspfad leiten, um Wärme von der Platine und einer Vielzahl von ersten Geräten, die auf der Platine des Compute-Node-Trays angeordnet sind, zu absorbieren. Die Kühlbaugruppe kann später das Kühlmittel in eine Vielzahl von parallelen Strömungswegen leiten, um die Wärme von der Platine und einer Vielzahl von zweiten Geräten, die auf der Platine angeordnet sind, zu absorbieren. Ferner umschließt die Stützstrukturanordnung die Platine und bildet einen thermischen Kontakt mit einem Teil der Platine, einer Vielzahl von dritten Bauelementen und der Kühlanordnung. Die Stützstruktur stützt die Platine und absorbiert die Wärme von dem Teil der Platine, der Vielzahl dritter Bauelemente und überträgt die absorbierte Wärme an die Kühleinheit. Zusätzlich kann die Kühlbaugruppe das Kühlmittel in einen Erweiterungsraum des Compute-Node-Trays leiten, um eine Vielzahl von vierten Geräten zu kühlen, die im Compute-Node-Tray angeordnet sind.
Zur Erläuterung werden bestimmte Beispiele unter Bezugnahme auf die in den dargestellten Komponenten beschrieben. Die Funktionalität der dargestellten Komponenten kann sich jedoch überschneiden und kann in einer geringeren oder größeren Anzahl von Elementen und Komponenten vorhanden sein. Ferner kann die gesamte oder ein Teil der Funktionalität der dargestellten Elemente nebeneinander bestehen oder auf mehrere geografisch verteilte Standorte verteilt sein. Darüber hinaus können die offengelegten Beispiele in verschiedenen Umgebungen implementiert werden und sind nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt. Ferner ist die in Verbindung mit beschriebene Abfolge von Vorgängen ein Beispiel und nicht als einschränkend gedacht. Es können zusätzliche oder weniger Vorgänge oder Kombinationen von Vorgängen verwendet werden oder variieren, ohne dass der Umfang der offengelegten Beispiele verlassen wird. Daher stellt die vorliegende Offenbarung lediglich mögliche Beispiele für Implementierungen dar, und es können viele Variationen und Modifikationen an den beschriebenen Beispielen vorgenommen werden. Solche Modifikationen und Variationen sollen in den Anwendungsbereich dieser Offenbarung aufgenommen werden und sind durch die folgenden Ansprüche geschützt.
Typischerweise kann ein Rack eine Vielzahl von Compute-Node-Fächern enthalten, wobei jedes Compute-Node-Fach eine Platine (d. h. eine Leiterplatte) und eine Vielzahl von Geräten (d. h. elektronische Komponenten) haben kann, die auf der Platine angeordnet sind. Während des Betriebs kann die Vielzahl der Geräte eine große Wärmemenge erzeugen, die von der Wärmeabgabe von Teilen der Platine selbst begleitet wird. Daher kann das Rack zusätzlich ein Kühlsystem enthalten, um die Wärme von der Platine und der Vielzahl von Geräten zu absorbieren und dadurch das Compute-Node-Tray zu kühlen. Ein solches Kühlsystem, z. B. ein Luftkühlsystem, kann einen oder mehrere Lüfter enthalten, um Luft über jedes Compute-Node-Fach zu zirkulieren, um die Wärme von der Platine und der Vielzahl von Geräten zu absorbieren. Die Lüfter im Luftkühlsystem können jedoch viel Strom verbrauchen, Geräusche erzeugen und über einen bestimmten Zeitraum relativ heiße Luft (Vorwärmung) erzeugen. Außerdem werden aufgrund der Vorerwärmung der Luft durch die ersten Geräte, die auf der Platine gekühlt werden, die nachfolgenden Geräte heißer, so dass das Luftkühlsystem die Temperatur über ähnliche Geräte unter der Vielzahl von Geräten, die auf der Platine des Compute-Node-Trays verteilt sind, nicht aufrechterhalten kann. Ein anderes solches Kühlsystem, z. B. ein Tauchkühlsystem, das das Eintauchen des gesamten Racks mit der Vielzahl von Rechenknoten in ein Bad aus einem dielektrischen Fluid zur Absorption der Wärme von der Vielzahl von Geräten umfasst. Das dielektrische Fluid kann jedoch im Laufe der Zeit Degradationserscheinungen aufweisen. Außerdem kann die mit der dielektrischen Flüssigkeit gefüllte Compute-Node-Tray schwer zu warten und teuer im Unterhalt sein. Ein anderes solches Kühlsystem, z. B. ein Flüssigkeitskühlsystem, kann eine vollständig parallelisierte Strömung zu jedem der mehreren Geräte des Compute-Node-Trays umfassen, um die Wärme von jedem Gerät zu absorbieren. Es sei hier angemerkt, dass sich der Begriff „vollständig parallelisierter Fluss“ auf eine separate Leitungsanordnung zur Zufuhr von Kühlmittel für jedes elektronische Gerät der Platine beziehen kann, um die Wärme von dem jeweiligen elektronischen Gerät zu absorbieren. Eine solche vollständig parallelisierte Strömung kann im Wesentlichen das Problem der Aufrechterhaltung von Temperaturen ähnlicher Geräte der Vielzahl von Geräten lösen, indem das Kühlmittel mit derselben Einlasstemperatur für jedes der Vielzahl von Geräten bereitgestellt wird. Berücksichtigt man jedoch die Charakteristik der Durchflussrate in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlmittels, kann die vollständig parallelisierte Durchflusskonstruktion ein größeres Volumen des Kühlmittels erfordern, um die gleiche thermische Leistung zu erzielen. Darüber hinaus kann die Aufrechterhaltung eines Strömungsgleichgewichts des Kühlmittels in der vollständig parallelisierten Strömungskonstruktion schwierig sein. Daher kann das Flüssigkeitskühlsystem mit vollparallelem Durchflussdesign eine wesentlich höhere Durchflussrate erfordern, um das Kühlmittel innerhalb des Flüssigkeitskühlsystems zirkulieren zu lassen, und es ist ein größeres Flüssigkeitsvolumen in jeder Kühlplatte des Flüssigkeitskühlsystems erforderlich, und es ist teurer in der Herstellung und Wartung.
Eine technische Lösung für die vorgenannten Probleme kann ein Compute-Node-Tray mit einer Flüssigkeitskühlungsbaugruppe und einer Stützstrukturbaugruppe umfassen, die gemeinsam Wärme von einer Platine und einer Vielzahl von Geräten absorbieren und dadurch das Compute-Node-Tray kühlen können. In einigen Beispielen umfasst die Kühlbaugruppe einen Zufuhrabschnitt, einen Rücklaufabschnitt und einen Zwischenabschnitt, der mit dem Zufuhr- und dem Rücklaufabschnitt verbunden ist. Der Zuführungsabschnitt umfasst eine erste Leitung, die sich entlang eines Umfangs einer Platine erstreckt und einen thermischen Kontakt mit einer Mehrzahl von ersten Geräten der Platine bildet. Weiterhin enthält der Zwischenabschnitt eine Vielzahl von Kühlplatten und eine Vielzahl von zweiten Leitungen, die den thermischen Kontakt mit einer Vielzahl von zweiten Bauteilen der Platine bilden. Die Mehrzahl der zweiten Leitungen erstreckt sich parallel zueinander. In ähnlicher Weise umfasst der Rücklaufabschnitt eine dritte Leitung, die sich parallel zu einem Teil der ersten Leitung erstreckt. In solchen Beispielen ist die Kühlbaugruppe so ausgelegt, dass sie zunächst ein Kühlmittel in einem seriellen Strömungsweg zirkulieren lässt, um Wärme von der Vielzahl der ersten Bauelemente zu absorbieren, und später das Kühlmittel in parallelen Strömungswegen zirkulieren lässt, um die Wärme von der Vielzahl der zweiten Bauelemente zu absorbieren. Es kann hier angemerkt werden, dass jede der Mehrzahl der ersten Vorrichtungen eine Vorrichtung mit geringer Leistung ist, wobei die Leistungsaufnahme der Vorrichtung mit geringer Leistung weniger als 12 W betragen kann. In einigen Beispielen kann eine Vielzahl von Low-Power-Vorrichtungen eine oder mehrere einer Vielzahl von Dual-In-Line-Speichermodulen (DIMMs) oder eine Vielzahl von Spannungsreglern umfassen. In ähnlicher Weise ist jede der mehreren zweiten Vorrichtungen eine Vorrichtung mit hoher Leistung, wobei die Leistungsaufnahme der Vorrichtung mit hoher Leistung größer als 12 W sein kann. In einigen Beispielen kann eine Vielzahl von Hochleistungsgeräten eine oder mehrere von einer Vielzahl von Verarbeitungsressourcen oder einer Vielzahl von Fabric Mezzanine-Karten umfassen. Da das im seriellen Pfad fließende Kühlmittel dazu verwendet wird, zunächst die Vielzahl von Geräten mit geringer Leistung zu kühlen (d. h. ohne Verwendung von Kühlmittel, das durch die Aufnahme von Wärme von den Geräten mit hoher Leistung vorgewärmt wurde), kann die Kühlbaugruppe die Temperatur aller Geräte mit geringer Leistung innerhalb eines bestimmten Bereichs voneinander halten. Da das in den parallelen Strömungspfaden fließende Kühlmittel nach der Kühlung über den seriellen Pfad zur Kühlung der mehreren Hochleistungsgeräte verwendet wird, kann die Kühlvorrichtung die Temperatur aller Hochleistungsgeräte innerhalb eines bestimmten Bereichs halten. Daher kann die Kühlbaugruppe mit der Kombination aus seriellen und parallelen Strömungspfaden die erforderliche Kühlmitteldurchflussrate im Vergleich zur erforderlichen Kühlmitteldurchflussrate bei vollständig parallelisiertem Strömungsdesign für die Kühlung des Compute-Node-Trays relativ verringern. Da das Design der Kühlbaugruppe die erforderliche Kühlmitteldurchflussrate relativ verringern kann, kann eine Kühlverteilungseinheit (Cooling Distribution Unit, CDU), die für die Versorgung der Kühlbaugruppe mit Kühlmittel verwendet wird, zur Kühlung einer größeren Anzahl von flüssigkeitsgekühlten Racks verwendet werden. Mit anderen Worten: Die Kühlbaugruppe mit der oben beschriebenen seriellen und parallelen Kühlung kann eine geringere Durchflussrate ermöglichen, um ein höheres Verhältnis von CDU zu Rack zu haben, wodurch Kosten gespart und die Leistungsauslastung (PUE, ein Maß für die Energieeffizienz eines Rechenzentrums) verringert werden kann, und auch der Druckabfall im Vergleich zu dem Flüssigkeitskühlsystem, das auf der Grundlage der vollständig parallelisierten Durchflusspfade ausgelegt ist, relativ verringert wird.
Darüber hinaus kann die Stützstrukturbaugruppe, die verwendet wird, um die Platine zu umschließen, die Platine stützen und zusätzlich einen Wärmeleitpfad mit einem Teil der Platine, einer Vielzahl dritter Geräte und der Kühlbaugruppe bilden, um die Wärme von dem Teil der Platine und der Vielzahl dritter Geräte zu absorbieren und die absorbierte Wärme an die Kühlbaugruppe zu übertragen. Auf diese Weise kann die Stützstrukturbaugruppe die Hotspots der Platine und die Geräte, die nicht von der Kühlbaugruppe gekühlt werden, ohne weitere spezielle Kühllösungen effektiv kühlen.
ist eine schematische Darstellung einer Kühlbaugruppe 102 eines Compute-Node-Trays 100 (wie in gezeigt) gemäß einigen Beispielen der vorliegenden Offenbarung. Es sei darauf hingewiesen, dass der Begriff „Kühlanordnung“ hier auch als „erste Kühlanordnung“ bezeichnet werden kann. In einigen Beispielen kann die Kühlbaugruppe 102 Wärme von einer Platine 106 (wie in dargestellt) und einer Vielzahl von Geräten 108 (wie in dargestellt), die auf der Platine 106 angeordnet sind, absorbieren, um das Compute-Node-Tray 100 zu kühlen. In einigen Beispielen umfasst die Kühlbaugruppe 102 einen Versorgungsabschnitt 114, einen Rückführungsabschnitt 116 und einen Zwischenabschnitt 118, der mit dem Versorgungs- bzw. Rückführungsabschnitt 114, 116 gekoppelt ist.
Der Versorgungsabschnitt 114 umfasst eine erste Leitung 120 mit einer Einlassöffnung 122 und einer Vielzahl von Auslassöffnungen 124. In einigen Beispielen erstreckt sich die erste Leitung 120 entlang der radialen und axialen Richtungen 101, 103, um eine quadratische oder rechteckige schleifenartige Struktur zu bilden. Ferner befindet sich die Einlassöffnung 122 an einem unteren Abschnitt der Kühleinheit 102 und ist mit einer Kühlmitteleinlassöffnung 126 einer Kühlmittelverteilungseinheit (CDU) 402 (wie in gezeigt) verbunden.
Der Zwischenabschnitt 118 umfasst eine Vielzahl von zweiten Leitungen 128 und eine Vielzahl von Kühlplatten 130. Die Mehrzahl der zweiten Leitungen 128 ist voneinander beabstandet und erstreckt sich parallel zueinander. In einigen Beispielen erstreckt sich jedes Rohr der Vielzahl von zweiten Leitungen 128 entlang der radialen Richtung 101 und hat eine Einlassöffnung 132 und eine Auslassöffnung 134. Die Einlassöffnung 132 ist mit einer entsprechenden Auslassöffnung 124 des ersten Rohrs 120 gekoppelt. In einigen Beispielen kann die Mehrzahl der zweiten Leitungen 128 als ein erster Satz von Rohren 128A und ein zweiter Satz von Rohren 128B kategorisiert werden. In solchen Beispielen ist der zweite Satz von Rohren 128B zwischen dem ersten Satz von Rohren 128A angeordnet. In einem Beispiel ist jedes Rohr des ersten Satzes von Rohren 128A ein flexibles Rohr. Es kann hier angemerkt werden, dass die flexible Röhre eine einfache Wartung einzelner Verarbeitungsressourcen 108B1 (wie in gezeigt) ermöglichen kann, ohne einen anderen Aspekt der Vielzahl von Kühlplatten 130 zu stören.
In ähnlicher Weise kann die Vielzahl von Kühlplatten 130 in einen ersten Satz von Kühlplatten 130A und einen zweiten Satz von Kühlplatten 130B eingeteilt werden. In solchen Beispielen hat der erste Satz von Kühlplatten 130A eine stromaufwärtige Kühlplatte 130A1 und eine stromabwärtige Kühlplatte 130A2. In ähnlicher Weise hat der zweite Satz von Kühlplatten 130B eine stromaufwärts gelegene Kühlplatte 130B1 und eine stromabwärts gelegene Kühlplatte 130B2. Die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Kühlplatten 130A1, 130A2 des ersten Kühlplattensatzes 130A sind in einer seriellen Durchflusskonfiguration angeordnet. In ähnlicher Weise sind die stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Kühlplatten 130B1, 130B2 des zweiten Satzes von Kühlplatten 130B in einer seriellen Durchflusskonfiguration angeordnet.
Der erste Satz von Rohren 128A umfasst ein erstes Rohr 128A1, das die stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Kühlplatten 130A1, 130A2 des ersten Satzes von Kühlplatten 130A verbindet. In ähnlicher Weise enthält der erste Röhrensatz 128A eine zweite Röhre 128A2, die die stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Kühlplatten 130B1, 130B2 des zweiten Kühlplattensatzes 130B verbindet. Im dargestellten Beispiel sind die beiden Röhren 128A1, 128A2 des ersten Röhrensatzes 128A so aufgeteilt, dass sie drei Segmente aufweisen (nicht beschriftet). Beispielsweise ist ein erstes Segment des ersten Rohrs 128A1 mit der ersten Leitung 120 und der stromaufwärts gelegenen Kühlplatte 130A1 verbunden, ein zweites Segment des ersten Rohrs 128A1 ist mit den stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Kühlplatten 130A1, 130A2 verbunden, und ein drittes Segment des ersten Rohrs 128A1 ist mit der stromabwärts gelegenen Kühlplatte 130A2 und einer dritten Leitung 136 des Rücklaufabschnitts 116 verbunden. In ähnlicher Weise ist ein erstes Segment des zweiten Rohrs 128A2 mit der ersten Leitung 120 und der stromaufwärts gelegenen Kühlplatte 130B1 verbunden, ein zweites Segment des zweiten Rohrs 128A2 ist mit den stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Kühlplatten 130B1, 130B2 verbunden, und ein drittes Segment des zweiten Rohrs 128A2 ist mit der stromabwärts gelegenen Kühlplatte 130B2 und der dritten Leitung 136 verbunden. In einigen Beispielen haben die stromaufwärts gelegenen Kühlplatten 130A1, 130B1 einen ersten thermischen Widerstand und die stromabwärts gelegenen Kühlplatten 130A2, 130B2 einen zweiten thermischen Widerstand. In einigen Beispielen ist der erste Wärmewiderstand größer als der zweite Wärmewiderstand. Der Wärmewiderstand der stromaufwärts gelegenen Kühlplatten 130A1, 130B1 und der stromabwärts gelegenen Kühlplatten 130A2, 130B2 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf ausführlicher erläutert. Des Weiteren ist jede Röhre des zweiten Satzes von Röhren 128B auf einem Cold Block 130C in der Mitte der Platine angeordnet und hat einen serpentinenförmigen Strömungsweg. Der zweite Satz von Rohren 128B mit dem serpentinenförmigen Strömungsweg kann die thermische Kontaktfläche mit dem Mid-Board-Kühlblock 130C vergrößern, wodurch die Absorption von Wärme von der Vielzahl der zweiten Vorrichtungen 108B erhöht wird. Im dargestellten Beispiel hat die Kühleinheit 102 vier Nummern von zweiten Leitungen 128 und fünf Nummern von Kühlplatten 130.
Wie oben beschrieben, umfasst der Rücklaufabschnitt 116 die dritte Leitung 136 mit einer Vielzahl von Einlassöffnungen 138 und einer Auslassöffnung 140. In einigen Beispielen erstreckt sich die dritte Leitung 136 entlang der axialen Richtung 103. Jede der mehreren Einlassöffnungen 138 ist mit einer entsprechenden Auslassöffnung 134 der mehreren zweiten Leitungen 128 verbunden. Ferner befindet sich die Auslassöffnung 140 an einem oberen Abschnitt der Kühleinheit 102 und ist mit einem Kühlmittelauslass 142 der CDU 402 verbunden. Es kann hier angemerkt werden, dass die Einlass- und Auslassöffnungen 122 bzw. 140 entlang einer ersten Umfangsseite 144 der Kühleinheit 102 angeordnet sind. Die erste Leitung 120 und die dritte Leitung 136 umfassen ferner Zwischenendabschnitte 166, 168, die jeweils entlang einer zweiten Umfangsseite 164 der Kühleinheit 102 angeordnet sind. In einigen Beispielen umfasst der Zwischenendabschnitt 166 einen ersten O-Ring-Anschluss 176 und ein erstes Ventil 178, das lösbar mit dem ersten O-Ring-Anschluss 176 verbunden ist. In ähnlicher Weise umfasst der Zwischenendabschnitt 168 einen zweiten O-Ring-Anschluss 180 und ein zweites Ventil 182, das lösbar mit dem zweiten O-Ring 180 verbunden ist.
In einigen Beispielen hat die erste Leitung 120 einen kürzesten Versorgungsweg zur ersten Röhre 128A1 des ersten Satzes von Röhren 128A, und die dritte Leitung 136 hat einen längsten Rückweg von der ersten Röhre 128A1. In ähnlicher Weise hat die erste Leitung 120 einen längsten Versorgungsweg zur zweiten Röhre 128A2 des ersten Satzes von Röhren 128A, und die dritte Leitung 136 hat einen kürzesten Rückweg von der zweiten Röhre 128A2.
ist eine schematische Darstellung einer Stützstrukturbaugruppe 104, die die Kühlbaugruppe 102 des Compute-Node-Trays 100 (wie in gezeigt) umfasst, gemäß einigen Beispielen der vorliegenden Offenbarung. Es kann hier angemerkt werden, dass der Begriff „Stützstrukturbaugruppe“ hier auch als „erste Unterbaugruppe“ bezeichnet werden kann.
In einigen Beispielen umfasst die Tragstrukturbaugruppe 104 eine Vielzahl von Rahmen 104A, 104B, 104C, 104D, die beispielsweise jeweils aus einer Blechkomponente bestehen. In solchen Beispielen sind die Rahmen 104A, 104C voneinander beabstandet und parallel zueinander angeordnet. In ähnlicher Weise sind die Rahmen 104B, 104D voneinander beabstandet und parallel zueinander angeordnet. Die Rahmen 104A, 104B, 104C, 104D sind in der Reihenfolge aneinander gekoppelt, so dass sie eine quadratische oder rechteckige Struktur bilden. Beispielsweise ist der Rahmen 104A mit Abschnitten der Rahmen 104B, 104D gekoppelt, die sich im Wesentlichen innerhalb eines jeweiligen ersten Endes 146, 148 der Rahmen 104B, 104D befinden, so dass sich die Rahmen 104B, 104D erstrecken, um die Kühlmittelauslassöffnung 142 und die Kühlmitteleinlassöffnung 126 der CDU 402 zu stützen. In ähnlicher Weise ist der Rahmen 104C mit Abschnitten der Rahmen 104B, 104D gekoppelt, die sich im Wesentlichen innerhalb eines jeweiligen zweiten Endes 150, 152 der Rahmen 104B, 104D befinden, um dort einen Erstreckungsraum 154 zwischen den Abschnitten der Rahmen 104B, 104D zu definieren. Mit anderen Worten, der Erstreckungsraum 154 ist an der zweiten Umfangsseite 164 der Kühlanordnung 102 definiert. Ferner sind die Rahmen 104A, 104B, 104C, 104D in thermischem Kontakt mit der ersten Leitung 120 und der dritten Leitung 136 angeordnet, um einen Wärmeleitpfad mit der Kühleinheit 102 zu bilden. Des Weiteren bilden die Rahmen 104A, 104B, 104C, 104D auch einen Wärmeleitpfad mit der Platine 106.
Die Tragwerksbaugruppe 104 kann zusätzlich eine dazwischenliegende Tragwerksbaugruppe 104E, 104F enthalten, die z. B. jeweils aus einem Blechbauteil besteht. In solchen Beispielen sind die Rahmen 104E, 104F voneinander beabstandet und parallel zueinander angeordnet. Die Rahmen 104E, 104F sind jeweils mit den Rahmen 104B, 104D gekoppelt. Ferner sind die Rahmen 104E, 104F entlang einer Länge des Midboard-Kühlblocks 130C angeordnet und bilden einen thermischen Kontakt mit dem Midboard-Kühlblock 130C.
Im dargestellten Beispiel von kann die Kühleinheit 102 zusätzlich eine Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten 156 enthalten, z. B. eine Vielzahl von Wärmerohren und eine Vielzahl von DIMM-Kühlblöcken 160 (Dual In-Line Memory Module), die mit der ersten Leitung 120 verbunden sind. In solchen Beispielen ist die Mehrzahl von Wärmeübertragungsplatten 156 in offenen Räumen 158 angeordnet, die sich jeweils neben dem ersten und zweiten Satz von Kühlplatten 130A, 130B befinden. Ferner kann die Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten 156 über einen jeweiligen DIMM-Kühlblock der Vielzahl von DIMM-Kühlblöcken 160 einen Wärmekontakt mit einem Teil der ersten Leitung 120 bilden.
Die Kühlbaugruppe 102 kann ferner eine Vielzahl von Spannungsregler (VR)-Kühlblöcken 161 enthalten, die mit der ersten Leitung 120 gekoppelt sind, um einen thermischen Kontakt mit der ersten Leitung 120 zu bilden. In einigen Ausführungsformen kann die Vielzahl von VR-Kühlblöcken 161 einen oder mehrere der VR-Kühlblöcke 161 für eine Vielzahl von DIMMs 108A1 (wie in gezeigt) oder eine Vielzahl von Verarbeitungsressourcen 108B1 (wie in gezeigt) umfassen.
ist ein schematisches Diagramm einer Platine (Leiterplatte) 106 und einer Vielzahl von Geräten 108 des Compute-Node-Trays 100 (wie in gezeigt), gemäß einigen Beispielen der vorliegenden Offenbarung. In einigen Beispielen ist die Vielzahl von Geräten 108 auf der Platine 106 angeordnet. Zum Beispiel kann jedes der mehreren Geräte 108 ein elektronisches Gerät umfassen, das elektrisch mit gedruckten Schaltungen (nicht dargestellt) der Platine 106 verbunden ist und von der Platine 106 getragen wird.
In einigen Beispielen kann die Platine 106 ein rechteckiges oder quadratisches Halbleiterbauteil sein, das einen Umfang 170 hat, der die Begrenzung der Platine 106 definiert. Die Mehrzahl der Bauelemente 108 ist innerhalb des Umfangs 170 der Platine 106 angeordnet. In einigen Beispielen kann die Mehrzahl von Bauelementen 108 als eine Mehrzahl von ersten Bauelementen 108A, eine Mehrzahl von zweiten Bauelementen 108B und eine Mehrzahl von dritten Bauelementen 108C kategorisiert werden. In solchen Beispielen kann die Mehrzahl der ersten Vorrichtungen 108A eine Mehrzahl von Dual-In-Line-Speichermodulen (DIMMs) 108A1 (es sei hier angemerkt, dass in nur Steckplätze zur Aufnahme der DIMMs dargestellt sind) und eine Mehrzahl von Spannungsreglern (VRs) 108A2 von einem oder mehreren einer Mehrzahl von DIMMs 108A1 oder einer Mehrzahl von Verarbeitungsressourcen 108B1 umfassen. In ähnlicher Weise kann die Mehrzahl der zweiten Geräte 108B eine oder mehrere der Mehrzahl von Verarbeitungsressourcen 108B1 oder eine Mehrzahl von Fabric Mezzanine Cards 108B2 (wie in gezeigt) umfassen. Ferner kann die Mehrzahl der dritten Vorrichtungen 108C Widerstände, Kondensatoren, Induktoren, integrierte Schaltungen oder Batterien umfassen. In einigen Beispielen kann die Vielzahl von Verarbeitungsressourcen 108B1 als ein erster Satz von Verarbeitungsressourcen 109B1 und ein zweiter Satz von Verarbeitungsressourcen 109B2 kategorisiert werden. In solchen Beispielen umfasst der erste Satz von Verarbeitungsressourcen 109B1 eine vorgelagerte Verarbeitungsressource 109B11 und eine nachgelagerte Verarbeitungsressource 109B12. In ähnlicher Weise umfasst der zweite Satz von Ressourcen 109B2 eine stromaufwärts gelegene Verarbeitungsressource 109B21 und eine stromabwärts gelegene Verarbeitungsressource 109B22.
Wie oben beschrieben, kann jede der mehreren ersten Vorrichtungen 108A eine Vorrichtung mit geringem Stromverbrauch sein, wobei die Leistungsaufnahme der Vorrichtung mit geringem Stromverbrauch beispielsweise weniger als 12 W betragen kann. In ähnlicher Weise ist jede der mehreren zweiten Vorrichtungen 108B eine Vorrichtung mit hoher Leistung, wobei die Leistungsaufnahme der Vorrichtung mit hoher Leistung z. B. größer als 12 W sein kann. In dem dargestellten Beispiel enthält die Platine 106 32 Steckplätze zur Aufnahme der mehreren DIMMS 108A1 und 4 Steckplätze zur Aufnahme der mehreren Verarbeitungsressourcen 108B1, 12 Steckplatzpaare zur Aufnahme der mehreren Fabric-Mezzanine-Karten 108B2.
ist ein schematisches Diagramm eines Compute-Node-Trays 100, das die Kühlungsbaugruppe 102, die Stützstrukturbaugruppe 104, die Platine 106 und die mehreren Geräte 108 der gemäß einigen Beispielen der vorliegenden Offenbarung enthält. Es kann hier angemerkt werden, dass der Begriff „Compute-Node-Tray“ hier auch als „erstes Compute-Node-Tray“ bezeichnet werden kann.
Des Weiteren ist die Vielzahl von Vorrichtungen 108 auf der Platine 106 so angeordnet, dass jede der Vielzahl von Vorrichtungen 108 elektrisch mit gedruckten Schaltungen der Platine 106 verbunden ist und von der Platine 106 getragen wird. Des Weiteren ist die Kühlungsbaugruppe 102 ebenfalls auf der Platine 106 angeordnet, um einen thermischen Kontakt mit der Vielzahl der Bauelemente 108 herzustellen. Die Stützstrukturbaugruppe 104 umschließt die Platine 106 entlang des Umfangs 170 (wie in gezeigt) der Platine 106, ist an der Platine 106 befestigt und bildet einen thermischen Kontakt mit einem Abschnitt 106A der Platine 106, der Mehrzahl von Vorrichtungen 108, z. B. einer Mehrzahl von dritten Vorrichtungen 108C, und der Kühlbaugruppe 102.
In einigen Beispielen erstreckt sich die erste Leitung 120 der Kühleinheit 102 entlang des Umfangs 170 (wie in dargestellt) der Platine 106 und bildet den thermischen Kontakt mit der Mehrzahl der ersten Bauelemente 108A. Beispielsweise bildet die erste Leitung 120 den thermischen Kontakt mit der Mehrzahl der DIMMs 108A1 über die Mehrzahl der DIMM-Kühlblöcke 160. In ähnlicher Weise bildet die erste Leitung 120 den thermischen Kontakt mit der Vielzahl von VRs 108A2 einer oder mehrerer der Vielzahl von Verarbeitungsressourcen 108B1 (wie in gezeigt) und der Vielzahl von DIMMs 108A1 über die Vielzahl von VR-Kaltblöcken 161.
Die Mehrzahl der zweiten Rohre 128 der Kühleinheit 102 erstreckt sich parallel zueinander, und jedes zweite Rohr 128 ist mit dem ersten bzw. dritten Rohr 120, 136 verbunden. Der erste Satz von Rohren 128A der Vielzahl von ersten Leitungen 128 bildet den thermischen Kontakt mit der Platine 106. Zusätzlich bilden die stromaufwärts gelegenen Kühlplatten 130A1, 130B1 den thermischen Kontakt mit den stromaufwärts gelegenen Verarbeitungsressourcen 109B11 bzw. 109B21 (wie in gezeigt). In ähnlicher Weise bilden die nachgeschalteten Kühlplatten 130A2, 130B2 den thermischen Kontakt mit den nachgeschalteten Verarbeitungsressourcen 109B12 bzw. 109B22 (wie in gezeigt). Der Mid-Board-Kühlblock 130C bildet den thermischen Kontakt mit der Platine 106, und der zweite Satz von Rohren 128B bildet den thermischen Kontakt mit der Vielzahl von Gewebe-Mezzanine-Karten 108B2 und dem Mid-Board-Kühlblock 130C. Mit anderen Worten, der zweite Satz von Rohren 128B ist zwischen dem Mid-Board-Kühlblock 130C und der Vielzahl von Gewebe-Mezzanine-Karten 108B2 angeordnet. Die dritte Leitung 136 erstreckt sich parallel zu einem Abschnitt der ersten Leitung 120 entlang der axialen Richtung 103. Im dargestellten Beispiel bilden die erste und die dritte Leitung 120 bzw. 136 der Kühleinheit 102 den thermischen Kontakt mit der Trägerstruktureinheit 104. Zum Beispiel bildet die erste Leitung 120 den thermischen Kontakt mit den Rahmen 104A-104D und die dritte Leitung 136 bildet den thermischen Kontakt mit dem Rahmen 104B der Tragstrukturbaugruppe 104.
Wie oben beschrieben, umfasst die Compute-Node-Tray 100 den Erweiterungsraum 154, der durch die Stützstrukturbaugruppe 104 an der zweiten Umfangsseite 164 der Kühlbaugruppe 102 definiert ist. In solchen Beispielen umfasst die Kühlbaugruppe 102 ferner einen Seitenrahmen 172, der in dem Erweiterungsraum 154 angeordnet und mit der Stützstrukturbaugruppe 104 gekoppelt ist. In einem oder mehreren Beispielen kann der Seitenrahmen 172 eine Vielzahl von vierten Vorrichtungen 108D des Compute-Node-Trays 100 tragen. In einigen Beispielen kann die Vielzahl der vierten Geräte 108D eine OCP-Karte (Open Compute Project) und einen nichtflüchtigen Speicher, wie z. B. ein Festkörperspeichergerät, umfassen. Des Weiteren kann die Kühleinheit 102 einen Bypass-Abschnitt 184 enthalten, der an der zweiten peripheren Seite 164 positioniert ist. In solchen Beispielen umfasst der Bypass-Abschnitt 184 eine vierte Leitung 186, die in dem Erweiterungsraum 154 angeordnet ist und sich zwischen dem ersten und zweiten O-Ring-Anschluss 176 bzw. 180 erstreckt. Die vierte Leitung 186 ist parallel zu der Vielzahl der zweiten Leitungen 128 angeordnet. In einigen Beispielen erstreckt sich die vierte Leitung 186 zwischen der ersten und der dritten Leitung 120, 136 und bildet den thermischen Kontakt mit jeder der Mehrzahl von vierten Vorrichtungen 108D. In einigen Beispielen kann die erste Leitung 120 zusätzlich den thermischen Kontakt mit einer anderen ersten Vorrichtung 108 bilden, z. B. einer Briseplatte 174, die auf dem Seitenrahmen 172 angeordnet ist. Beispielsweise bildet die erste Leitung 120 den thermischen Kontakt mit der Luftleitplatte 174 durch ein Wärmerohr 157, das sich von der Luftleitplatte 174 erstreckt. In einigen Beispielen kann das Wärmerohr 157 ein flexibles Wärmerohr sein.
ist eine schematische Darstellung eines zweiten Compute-Node-Trays 200 gemäß einigen Beispielen der vorliegenden Offenbarung. Das zweite Compute-Node-Tray 200 kann eine Kühlungsbaugruppe 202, eine Stützstrukturbaugruppe 204, die Platine 206 und die mehreren Geräte 208 umfassen. Es kann hier angemerkt werden, dass die Kühlbaugruppe 202 im Wesentlichen der Kühlbaugruppe 102 ähnelt, die in den Ausführungsformen von beschrieben ist. In ähnlicher Weise ähnelt die Tragstrukturbaugruppe 204 im Wesentlichen der Tragstrukturbaugruppe 104, die in den Ausführungsformen von beschrieben ist. Die Platine 206 ähnelt im Wesentlichen der Platine 106, die in den Ausführungsformen von beschrieben ist, und die Vielzahl von Geräten 208 ähnelt im Wesentlichen der Vielzahl von Geräten 108, die in den Ausführungsformen von beschrieben sind.
Wie oben beschrieben, kann die erste Tragwerksbaugruppe 108 von hier als „erste Unterbaugruppe“ bezeichnet werden. In ähnlicher Weise kann die „Tragwerksbaugruppe“ von hier als „zweite Unterbaugruppe“ bezeichnet werden. In solchen Beispielen können die erste und die zweite Unterstrukturbaugruppe 108, 208 gemeinsam als „Stützstrukturbaugruppe“ bezeichnet werden. In ähnlicher Weise kann das zweite Compute-Node-Tray 200 hier als eine Zwillings- oder Nachbildung des ersten Compute-Node-Trays 100 bezeichnet werden.
Im dargestellten Beispiel ist ein Erweiterungsraum 254 des zweiten Compute-Node-Trays 200 an einer ersten Umfangsseite 244 der Kühleinheit 202 definiert, anders als im ersten Rechenknoten 100, wo der Erweiterungsraum 154 an der zweiten Umfangsseite 164 der Kühleinheit 102 definiert ist. In ähnlicher Weise sind ein Einlassanschluss 222 einer ersten Leitung 120 und ein Auslassanschluss 240 einer dritten Leitung 236 entlang einer zweiten Umfangsseite 264 der Kühleinheit 202 positioniert, anders als in dem ersten Compute-Node-Tray 100, wo der Einlassanschluss 122 und der Auslassanschluss 140 entlang der ersten Umfangsseite 144 der Kühleinheit 102 positioniert sind.
Die Vielzahl von Vorrichtungen 208 ist auf der Platine 206 so angeordnet, dass jede der Vielzahl von Vorrichtungen 208 elektrisch mit einer gedruckten Schaltung der Platine 206 verbunden ist und von der Platine 206 getragen wird. Des Weiteren ist die Kühlungsbaugruppe 202 auf der Platine 206 angeordnet, um einen thermischen Kontakt mit der Vielzahl von Vorrichtungen 208 zu bilden. Zum Beispiel bildet eine erste Leitung 220 einen thermischen Kontakt mit einer Vielzahl von ersten Vorrichtungen 208A. Es kann hier angemerkt werden, dass nur eine Vielzahl von ersten Vorrichtungen 208A illustriert und nicht eine Vielzahl von zweiten Vorrichtungen 208 illustriert, und eine solche Illustration sollte nicht als eine Einschränkung der vorliegenden Offenbarung ausgelegt werden. Zum Beispiel bildet die erste Leitung 220 einen thermischen Kontakt mit der Platine 206, einer Vielzahl von DIMM-Kühlblöcken (Dual In-Line Memory Module) 260 und einer Vielzahl von VR-Kühlblöcken (Voltage Regulator) 261. Wie oben in der Ausführungsform von beschrieben, steht die Vielzahl der DIMM-Kühlblöcke 260 in thermischem Kontakt mit einer Vielzahl von DIMMs 208A1 und die Vielzahl der VR-Kühlblöcke 261 steht in thermischem Kontakt mit der Vielzahl von DIMMs 208A1 und einer Vielzahl von Verarbeitungsressourcen (in nicht dargestellt).
In ähnlicher Weise bilden eine Vielzahl von zweiten Leitungen 228 und eine Vielzahl von Kühlplatten 230 den thermischen Kontakt mit der Vielzahl von zweiten Geräten 208B. Zum Beispiel bildet ein erster Satz von Rohren 228A der Vielzahl von zweiten Leitungen 228 den thermischen Kontakt mit der Platine 206. In ähnlicher Weise bildet ein zweiter Satz von Rohren 228B aus der Vielzahl der zweiten Leitungen 228 den thermischen Kontakt mit einem Cold Block 230C in der Mitte der Platine und einer Vielzahl von Gewebe-Mezzanine-Karten (in nicht dargestellt). Weiterhin bildet ein erster Satz von Kühlplatten 230A der Vielzahl von Kühlplatten 230 den thermischen Kontakt mit einem ersten Satz von Verarbeitungsressourcen der Vielzahl von Verarbeitungsressourcen (in nicht dargestellt) und ein zweiter Satz von Kühlplatten 230B der Vielzahl von Kühlplatten 230 bildet den thermischen Kontakt mit einem zweiten Satz von Verarbeitungsressourcen der Vielzahl von Verarbeitungsressourcen (in nicht dargestellt).
Des Weiteren umgibt die Stützstrukturbaugruppe 204 die Platine 206, ist an der Platine 206 befestigt und bildet einen thermischen Kontakt mit einem Abschnitt 206A der Platine 206, einer Vielzahl von dritten Vorrichtungen 208C und der Kühlbaugruppe 202. Beispielsweise bildet die Stützstrukturbaugruppe 204 den thermischen Kontakt mit einer ersten Leitung 220 und einer dritten Leitung 236 der Kühleinheit 202.
ist eine perspektivische Ansicht eines zusammengebauten Compute-Node-Trays 300, z. B. eines Twinned-Compute-Node-Trays, in Übereinstimmung mit einigen Beispielen der vorliegenden Offenbarung. Es sei hier angemerkt, dass das Compute-Node-Tray 300 hier auch als zusammengesetztes Compute-Node-Tray 300 bezeichnet werden kann. Das Compute-Node-Tray 300 umfasst ein erstes Compute-Node-Tray 100 von und ein zweites Compute-Node-Tray 200 von . In einigen Beispielen umfasst das Compute-Node-Tray 300 eine Platine, zum Beispiel eine Twinned-Platine 106, 206, eine Kühlungsbaugruppe, zum Beispiel eine Twinned-Kühlungsbaugruppe 102, 202, und eine Stützstrukturbaugruppe, zum Beispiel einen Satz von Unterstrukturbaugruppen 104, 204. Es kann hier angemerkt werden, dass das Compute-Node-Tray 300 über das Twinning hinaus gebildet werden kann, d.h. das Compute-Node-Tray 300 kann drei oder mehr parallele Compute-Node-Trays umfassen, wobei alle parallelen Compute-Node-Trays zu einem gemeinsamen Einlass und Auslass der CDU 402 abgestützt sein können (wie in gezeigt).
Es kann hier angemerkt werden, dass das Compute-Node-Tray 300 durch Anordnen des ersten Compute-Node-Trays 100 und des zweiten Compute-Node-Trays 200 übereinander gebildet wird. In solchen Beispielen können die Erstreckungsräume 154, 254 der Twinned-Cooling-Baugruppe 102, 202 einander zugewandt sein, und die Einlässe 122, 222 der ersten Leitungen und die Auslässe 140, 240 der dritten Leitungen sind entlang einer gleichen Seite des Compute-Node-Trays 300 angeordnet. Ferner ist jede Kühleinheit der Twinned-Cooling-Baugruppe 102, 202 auf einer entsprechenden Platine des Twinned-Boards 106, 206 angeordnet. In ähnlicher Weise umfasst jede Unterbaugruppe 104, 204 eine entsprechende Platine der Twinned-Platine 106, 206.
ist eine perspektivische Ansicht eines Teils eines flüssigkeitsgekühlten Racks 400 und einer Kühlmittelverteilungseinheit 402 (CDU), gemäß einigen Beispielen der vorliegenden Offenbarung. Das flüssigkeitsgekühlte Gestell 400 umfasst eine Vielzahl von Gestellreihen 406 und eine Vielzahl von Chassis 404, die entlang der radialen Richtung 101 in der Vielzahl von Gestellreihen 406 übereinander angeordnet sind. In einigen Beispielen kann jedes Chassis 404 eine Vielzahl von Schlitzen 408 aufweisen, die entlang der axialen Richtung 103 nebeneinander angeordnet sind. Im dargestellten Beispiel umfasst das flüssigkeitsgekühlte Rack 400 vier Chassis 404 und jedes Chassis 404 umfasst acht Schlitze 408.
Das flüssigkeitsgekühlte Rack 400 umfasst außerdem eine Vielzahl von Compute-Node-Trays 410. Es kann hier angemerkt werden, dass jedes der mehreren Compute-Node-Trays 410 ein Twinned-Compute-Node-Tray 300 sein kann, wie in der Ausführungsform von beschrieben. In solchen Beispielen kann jedes der mehreren Compute-Node-Trays 410 in einen beliebigen der acht Schlitze 408 des jeweiligen Gehäuses 404 gleiten. Ferner kann die CDU 402 einen Einlassverteiler 411A aufweisen, der mit einem Kühlmitteleinlassanschluss 126 (wie in gezeigt) zu jeder Kühlbaugruppe der Mehrzahl von Compute-Node-Trays 410 gekoppelt ist. In ähnlicher Weise kann die CDU 402 einen Auslassverteiler 411B aufweisen, der mit einem Kühlmittelauslassanschluss 142 jeder Kühlbaugruppe der Vielzahl von Compute-Node-Tray 410 gekoppelt ist. In solchen Beispielen lässt die CDU 402 ein Kühlmittel zu jeder Kühlbaugruppe der Vielzahl von Compute-Node-Trays 410 zirkulieren, um Wärme von einer Vielzahl von Geräten 108 und einer Platine 106 zu absorbieren und dadurch jedes Compute-Node-Tray 400 zu kühlen. Beispielsweise kann das Kühlmittel von einer Einlassöffnung 122, 222 einer jeweiligen ersten Leitung 120, 220 (wie in den dargestellt) zu einer jeweiligen Auslassöffnung 140, 240 einer dritten Leitung 136, 236 (wie in den dargestellt) über eine Vielzahl von jeweiligen zweiten Leitungen 128, 228 (wie in den dargestellt) fließen. Das Kühlmittel wird nach der Absorption der Wärme von der Mehrzahl der Geräte 108 und der Platine 106 über den Auslassverteiler 411 B zur CDU 402 zirkuliert. In einigen Beispielen kann das erwärmte Kühlmittel innerhalb der CDU 402 unter Verwendung von Wärmetauschern (nicht dargestellt) gekühlt werden, und das gekühlte Kühlmittel wird zu jeder Kühleinheit der mehreren Compute-Node-Trays 410 zurückgeführt.
ist eine schematische Darstellung einer Kühlungsbaugruppe 102 und einer Vielzahl von Geräten 108 eines Compute-Node-Trays 100 (wie in gezeigt) gemäß einigen Beispielen der vorliegenden Offenbarung. Es sollte hier angemerkt werden, dass die Ausführungsform von Komponenten, wie z. B. eine Stützstrukturbaugruppe 104 und eine Platine 106 des Compute-Node-Trays 100, zur einfacheren Veranschaulichung nicht zeigt, und eine solche Veranschaulichung sollte nicht als eine Einschränkung der vorliegenden Offenbarung ausgelegt werden.
Während des Betriebs empfängt die Kühleinheit 102 einen Strom von Kühlmittel 412 von einer Kühlmittelverteilungseinheit (CDU) 402 (wie in gezeigt) über einen Einlass 122 einer ersten Leitung 120. Beispielsweise kann die Kühleinheit 102 zunächst den Strom des Kühlmittels 412 in die erste Leitung 120 leiten, um Wärme von einer Vielzahl von ersten Bauteilen 108A der Platine 106 zu absorbieren und ein teilweise erwärmtes Kühlmittel 414 zu erzeugen. Wie oben beschrieben, erstreckt sich die erste Leitung 120 entlang eines Umfangs 170 (wie in dargestellt) der Platine 106 und bildet einen thermischen Kontakt mit der Vielzahl der ersten Bauelemente 108A.
In einem oder mehreren Beispielen kann der Strom des Kühlmittels 412 in der ersten Leitung 120 die Wärme von der Mehrzahl der ersten Geräte 108A, einschließlich einer Mehrzahl von Dual-In-Line-Speichermodulen (DIMMs) 108A1 (wie in gezeigt) und einer Mehrzahl von Spannungsreglern (VRs) 108A2 einer oder mehrerer einer Mehrzahl von Verarbeitungsressourcen 108B1 (wie in gezeigt) oder der Mehrzahl von DIMMs 108A1 absorbieren.
Die Kühlbaugruppe 102 leitet ferner einen Strom des teilweise erhitzten Kühlmittels 414 in eine Vielzahl von zweiten Leitungen 128 und eine Vielzahl von Kühlplatten 130, um die Wärme von einer Vielzahl von zweiten Bauteilen 108B der Platine 106 zu absorbieren und ein erhitztes Kühlmittel 416 zu erzeugen. Wie oben beschrieben, bilden die Mehrzahl der zweiten Leitungen 128 und die Mehrzahl der Kühlplatten 130 den thermischen Kontakt mit einer Mehrzahl der zweiten Vorrichtungen 108B.
Zum Beispiel wird das teilweise erwärmte Kühlmittel 414 in vier Portionen aufgeteilt. Ein erster Teil 414A fließt in einem ersten Rohr 128A1 eines ersten Satzes von Rohren 128A, ein zweiter Teil 414B fließt in einem zweiten Rohr 128A2 des ersten Satzes von Rohren 128A, und der dritte und vierte Teil 414C, 414D fließen in einem zweiten Satz von Rohren 128B. Der erste Abschnitt 414A des teilweise erwärmten Kühlmittels 414 fließt von der ersten Leitung 120 zur dritten Leitung 136 über eine stromaufwärts gelegene Kühlplatte 130A1 und eine stromabwärts gelegene Kühlplatte 130A2 und nimmt die Wärme von einer stromaufwärts gelegenen Verarbeitungsressource 109B11 und einer stromabwärts gelegenen Verarbeitungsressource 109B12 auf. In ähnlicher Weise fließt der zweite Teil 414B des teilweise erwärmten Kühlmittels 414 von der ersten Leitung 120 zur dritten Leitung 136 über eine stromaufwärts gelegene Kühlplatte 130B1 und eine stromabwärts gelegene Kühlplatte 130B2 und absorbiert die Wärme von einer stromaufwärts gelegenen Verarbeitungsressource 109B21 und einer stromabwärts gelegenen Verarbeitungsressource 109B22. Des Weiteren fließen der dritte und vierte Abschnitt 414C, 414D des teilweise erwärmten Kühlmittels 414 von der ersten Leitung 120 zur dritten Leitung 136 und absorbieren die Wärme vom Mid-Board-Kühlblock 130C und der Vielzahl von Gewebe-Mezzanine-Karten 108B2 (wie in gezeigt).
Zusätzlich absorbiert die Stützstrukturbaugruppe 104 (wie in gezeigt), die die Platine 106 umschließt, die Wärme von dem Abschnitt 106A der Platine 106 und der Vielzahl dritter Geräte 108C (wie in gezeigt) und überträgt die absorbierte Wärme an die Kühlbaugruppe 102, um die Kühlung des Compute-Node-Trays weiter zu unterstützen. Beispielsweise können die Rahmen 104A-104D der Stützstrukturbaugruppe 104 die Wärme von dem Abschnitt 106A der Platine 106 und der Mehrzahl der dritten Geräte 108C absorbieren und die absorbierte Wärme an die erste bzw. dritte Leitung 120, 136 übertragen. Es kann hier angemerkt werden, dass die von dem Abschnitt 106A der Platine 106 erzeugte Wärme als eine Joule-Wärme betrachtet werden kann. In solchen Beispielen kann die Stützstrukturanordnung 104 die Joulesche Wärme absorbieren und dadurch den Abschnitt 106A der Platine 106 kühlen. In ähnlicher Weise kann die Stützstruktur 104 weiterhin Wärme von der Vielzahl der dritten Vorrichtungen 108C absorbieren und dadurch diese dritten Vorrichtungen 108C kühlen. Wie oben beschrieben, kann die Stützstruktur 104 die absorbierte Wärme an die Kühleinheit 102 übertragen. Dementsprechend kann die Kühleinheit 102 das teilweise erwärmte Kühlmittel 414 oder das erwärmte Kühlmittel 416 unter Verwendung der übertragenen Wärme von der Stützstruktur 104 erzeugen. Später kann die dritte Leitung 136 das erwärmte Kühlmittel 416 aus der Kühleinheit 102 leiten.
Daher fließt gemäß einigen Beispielen der vorliegenden Offenbarung das Kühlmittel 412 in einem seriellen Strömungsweg, um die Wärme von der Vielzahl der ersten Vorrichtungen 108A zu absorbieren, bevor das teilweise erwärmte Kühlmittel 414 in einer Vielzahl von parallelen Strömungswegen fließt, um die Wärme von der Vielzahl der zweiten Vorrichtungen 108B zu absorbieren. Auf diese Weise ist die Kühlanordnung 102 in der Lage, die Temperatur aller ersten Vorrichtungen 108A innerhalb eines bestimmten Bereichs voneinander zu halten. Ferner können die stromaufwärts gelegenen Kühlplatten 130A1, 130B1 mit einem ersten Wärmewiderstand und die stromabwärts gelegenen Kühlplatten 130A2, 130B2 mit einem zweiten Wärmewiderstand, der sich vom ersten Wärmewiderstand unterscheidet, dazu beitragen, die Temperatur aller zweiten Vorrichtungen 108B innerhalb eines bestimmten Bereichs voneinander zu halten.
Ferner ist der erste Satz Rohre 128A nach dem Prinzip einer Tichelmann-Schleife ausgelegt. Insbesondere ist die Kühlbaugruppe 102 so ausgelegt, dass der erste Abschnitt 414A des teilweise erwärmten Kühlmittels 414, der in der ersten Röhre 128A1 fließt, einen kürzesten Vorlaufweg und einen längsten Rücklaufweg hat, während der zweite Abschnitt 414B des teilweise erwärmten Kühlmittels 414, der in der zweiten Röhre 128A2 fließt, einen längsten Vorlaufweg und einen kürzesten Rücklaufweg hat. Somit kann die Kühlanordnung 102, die nach den Prinzipien einer solchen Tichelman-Schleife ausgelegt ist, den Ausgleich des Flusses des Kühlmittels 412 zwischen zwei parallelen Rohren 128A1, 128A2 ermöglichen.
Die Kühleinheit 102 kann später das erwärmte Kühlmittel 416 aus der dritten Leitung 136 über die Auslassöffnung 140 an die CDU 402 zurückführen. Wie oben beschrieben, erstreckt sich die dritte Leitung 136 parallel zu einem Teil der ersten Leitung 120. Somit kann die Kühleinheit 102 mit der Kombination aus seriellem und parallelem Strömungspfaddesign, wie oben beschrieben, die erforderliche Kühlmitteldurchflussrate im Vergleich zur erforderlichen Kühlmitteldurchflussrate im vollständig parallelisierten Strömungsdesign zur Kühlung des Compute-Node-Trays 100 relativ verringern. Da die Kühleinheit 102 in der Lage ist, die erforderliche Kühlmitteldurchflussrate relativ zu verringern, kann die CDU 402 außerdem zur Kühlung einer größeren Anzahl von flüssigkeitsgekühlten Racks 400 verwendet werden. Mit anderen Worten: Die Kühlungsbaugruppe 102 mit der oben beschriebenen seriellen und parallelen Kühlung kann eine geringere Durchflussrate ermöglichen, um ein höheres Verhältnis von CDU 402 zu Rack zu haben, wodurch Kosten gespart und die Energienutzungseffizienz (PUE, die ein Maß für die Energieeffizienz eines Rechenzentrums ist) gesenkt werden kann, und auch der Druckabfall in der Kühlflüssigkeit 412 im Vergleich zu dem Flüssigkeitskühlsystem, das auf der Grundlage der vollständig parallelisierten Durchflusspfade ausgelegt ist, relativ verringert wird.
ist ein Blockdiagramm einer stromaufwärts gelegenen Kühlplatte 130A1 und einer stromabwärts gelegenen Kühlplatte 130A2, die in einem seriellen Strömungsweg eines ersten Rohrs 128A1 einer Kühlanordnung 102 gemäß einigen Beispielen der vorliegenden Offenbarung verbunden sind. Es kann hier angemerkt werden, dass eine Schnittansicht der stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Kühlplatten 130A1, 130A2 darstellt. In einigen Beispielen umfasst die stromaufwärts gelegene Kühlplatte 130A1 ein erstes Gehäuse 188 und eine Vielzahl von Rippen 190 (in ist nur eine Rippe dargestellt), die innerhalb des ersten Gehäuses 188 angeordnet sind, so dass ein Spalt 192 an einem oberen Abschnitt des ersten Gehäuses 188 gebildet wird. Die stromabwärtige Kühlplatte 130A2 umfasst ein zweites Gehäuse 194 und eine Vielzahl von Rippen 196 (in ist nur eine Rippe dargestellt), die innerhalb des zweiten Gehäuses 194 angeordnet sind, so dass an einem oberen Abschnitt des zweiten Gehäuses 194 ein Spalt 198 gebildet wird. Die stromabwärts gelegene Kühlplatte 130A2 umfasst außerdem eine Dichtung 199, die in den Spalt 198 eingesetzt ist.
Während des Betriebs fließt der erste Teil 414A des teilweise erwärmten Kühlmittels 414 in der stromaufwärts gelegenen Kühlplatte 130A1 und anschließend in der stromabwärts gelegenen Kühlplatte 130A2. In solchen Beispielen fließt der erste Teil 414A zwischen den Rippen der Vielzahl von Rippen 190 und in den Spalt 192. Da der erste Abschnitt 414A durch den Spalt 192 fließt, kann der erste Abschnitt 414A teilweise die Wärme von der stromaufwärts gelegenen Kühlplatte 130A1 absorbieren, die in thermischem Kontakt mit einer stromaufwärts gelegenen Verarbeitungsressource 109B11 steht (wie in gezeigt). Der erste Abschnitt 414A fließt jedoch nur zwischen den Rippen der Vielzahl von Rippen196 in der nachgeschalteten Kühlplatte 130A2. Somit kann der erste Abschnitt 414A im Wesentlichen die Wärme von der nachgeschalteten Kühlplatte 130A2 absorbieren, die in thermischem Kontakt mit einer nachgeschalteten Verarbeitungsressource 109B12 steht (wie in gezeigt). Somit kann die vorgenannte Konstruktion der Kühleinheit 102 es ermöglichen, unterschiedliche Wärmewiderstände gegenüber der stromaufwärts gelegenen Kühlplatte 130A1 und der stromabwärts gelegenen Kühlplatte 130A2 zu haben, und kann der Kühleinheit 102 helfen, die Temperatur zwischen den zweiten Vorrichtungen 108B innerhalb eines bestimmten Bereichs voneinander zu halten.
ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 500 zum Kühlen eines Compute-Node-Trays eines flüssigkeitsgekühlten Racks gemäß einigen Beispielen der vorliegenden Offenlegung darstellt. Es sollte hier angemerkt werden, dass das Verfahren 500 in Verbindung mit den Ausführungsformen von beschrieben wird.
Das Verfahren 500 beginnt bei Block 502 und setzt sich bis Block 504 fort. In Block 504 umfasst das Verfahren 500 die Zufuhr eines Kühlmittels von einer Kühlmittelverteilungseinheit (Coolant Distribution Unit, CDU) in eine Kühlbaugruppe, die auf einer Platine des Compute-Node-Trays angeordnet ist, wie in den Ausführungsformen von beschrieben. Die Kühlbaugruppe umfasst einen Zufuhrabschnitt, einen Rücklaufabschnitt und einen Zwischenabschnitt, der mit dem Zufuhr- und dem Rücklaufabschnitt verbunden ist.
Das Verfahren 500 wird in Block 506 fortgesetzt. In Block 506 umfasst das Verfahren 500 das Leiten eines Stroms des Kühlmittels in eine erste Leitung des Versorgungsabschnitts, um Wärme von einer Vielzahl von ersten Bauelementen der Platine zu absorbieren und ein teilweise erwärmtes Kühlmittel zu erzeugen. Die erste Leitung erstreckt sich entlang eines Umfangs der Platine und bildet einen thermischen Kontakt mit der Vielzahl der ersten Bauelemente. In einigen Beispielen umfasst der Schritt des Leitens der Kühlmittelströmung in der ersten Leitung das Leiten des Kühlmittels in einem seriellen Strömungsweg, um die Wärme von der Mehrzahl der ersten Bauelemente zu absorbieren.
Das Verfahren 500 geht weiter zu Block 508. In Block 508 umfasst das Verfahren 500 das Leiten eines Stroms des teilweise erhitzten Kühlmittels in eine Vielzahl von zweiten Leitungen und eine Vielzahl von Kühlplatten des Zwischenabschnitts, um die Wärme von einer Vielzahl von zweiten Vorrichtungen der Platine zu absorbieren und ein erhitztes Kühlmittel zu erzeugen. Die Vielzahl von Kühlplatten und die zweiten Leitungen bilden den thermischen Kontakt mit einer Vielzahl von zweiten Bauteilen. Die Mehrzahl der zweiten Leitungen erstreckt sich parallel zueinander. In einigen Beispielen umfasst der Schritt des Leitens der Strömung des teilweise erhitzten Kühlmittels in die mehreren zweiten Leitungen das Leiten des teilweise erhitzten Kühlmittels in mehrere parallele Strömungswege, um die Wärme von den mehreren zweiten Vorrichtungen zu absorbieren. Ferner umfasst der Schritt des Leitens des teilweise erwärmten Kühlmittels das Leiten der Strömung des teilweise erwärmten Kühlmittels von einer stromaufwärts gelegenen Kühlplatte zu einer stromabwärts gelegenen Kühlplatte einer Vielzahl von Kühlplatten, um eine im Wesentlichen gleiche Temperatur zwischen einer stromaufwärts gelegenen Verarbeitungsressource und einer stromabwärts gelegenen Verarbeitungsressource der Vielzahl von zweiten Vorrichtungen aufrechtzuerhalten.
Das Verfahren 500 geht weiter zu Block 510. In Schritt 510 umfasst das Verfahren die Rückführung des erwärmten Kühlmittels aus der Kühlanordnung in die CDU über eine dritte Leitung des Rücklaufabschnitts. Die dritte Leitung erstreckt sich parallel zu einem Teil der ersten Leitung.
Das Verfahren 500 geht weiter zu Block 512. In Block 512 umfasst das Verfahren das Umschließen der Platine mithilfe einer Stützstrukturbaugruppe des Compute-Node-Trays, um einen thermischen Kontakt mit einem Teil der Platine, einer Vielzahl dritter Geräte und der Kühlbaugruppe herzustellen. In solchen Beispielen kann die Stützstrukturbaugruppe die Wärme von dem Teil der Platine und der Vielzahl dritter Geräte absorbieren und die absorbierte Wärme an die Kühlbaugruppe übertragen, um das Compute-Node-Tray zu kühlen.
In einigen Beispielen kann das Verfahren 500 außerdem einen Schritt zum Ausgleichen des Kühlmittelflusses zwischen zwei parallelen Leitungen der mehreren zweiten Leitungen umfassen, indem der Fluss des teilweise erhitzten Kühlmittels von der ersten Leitung zur dritten Leitung basierend auf den Prinzipien einer Tichelmann-Schleife geleitet wird. In einigen Beispielen kann das Verfahren 500 außerdem einen Schritt umfassen, bei dem ein Teil des teilweise erwärmten Kühlmittels von der ersten Leitung über eine vierte Leitung eines Bypass-Abschnitts zur dritten Leitung geleitet wird, um die Wärme von einer Vielzahl von vierten Geräten des Compute-Node-Trays zu absorbieren und einen Teil des erwärmten Kühlmittels zu erzeugen. Das Verfahren 500 endet in Block 514.
Verschiedene Merkmale, wie sie in den hier beschriebenen Beispielen dargestellt sind, können ein Compute-Node-Tray mit einer Kühlungsbaugruppe und einer Stützstrukturbaugruppe umfassen, die gemeinsam Wärme von einer Platine und einer Vielzahl von Geräten absorbieren und dadurch das Compute-Node-Tray kühlen können. In einigen Beispielen ist das Compute-Node-Tray ein Twinned-Compute-Node-Tray. In solchen Beispielen kann durch die Verwendung der kombinierten mechanischen und thermischen Struktur die Anzahl der Befestigungselemente und der Aufwand für den Zusammenbau des Compute-Node-Trays reduziert werden. Darüber hinaus kann der Compute-Node-Tray mit dem Serien- und Parallelflussdesign die erforderliche Durchflussrate im Vergleich zum vorherigen Design relativ verringern. So kann die geringere erforderliche Durchflussrate dazu führen, dass eine Kühlverteilungseinheit (Cooling Distribution Unit, CDU) verwendet werden kann, um mehr flüssigkeitsgekühlte Racks zu kühlen.
In der vorstehenden Beschreibung sind zahlreiche Details aufgeführt, um ein Verständnis des hier offengelegten Gegenstands zu ermöglichen. Die Implementierung kann jedoch auch ohne einige oder alle dieser Details durchgeführt werden. Andere Implementierungen können Modifikationen, Kombinationen und Variationen der oben beschriebenen Details umfassen. Es ist beabsichtigt, dass die folgenden Ansprüche solche Modifikationen und Variationen abdecken.

Claims

Ein Compute-Node-Tray, umfassend: eine Platine; eine Vielzahl von ersten Vorrichtungen und eine Vielzahl von zweiten Vorrichtungen, die auf der Platine angeordnet sind; eine auf der Platine angeordnete Kühlbaugruppe, die einen Vorlaufabschnitt, einen Rücklaufabschnitt und einen mit dem Vorlauf- und dem Rücklaufabschnitt verbundenen Zwischenabschnitt umfasst, wobei der Zuführungsabschnitt eine erste Leitung umfasst, die sich entlang eines Umfangs der Platine erstreckt und einen thermischen Kontakt mit der Vielzahl von ersten Vorrichtungen bildet, wobei der Zwischenabschnitt eine Vielzahl von Kühlplatten und eine Vielzahl von zweiten Leitungen umfasst, die einen thermischen Kontakt mit der Vielzahl von zweiten Vorrichtungen bilden, wobei sich die Vielzahl von zweiten Leitungen parallel zueinander erstreckt, und wobei der Rückführungsabschnitt eine dritte Leitung umfasst, die sich parallel zu einem Abschnitt der ersten Leitung erstreckt; und eine Stützstrukturbaugruppe, die die Platine umschließt und einen thermischen Kontakt mit einem Teil der Platine, einer Vielzahl von dritten Vorrichtungen und der Kühlbaugruppe bildet.
Compute-Node-Tray nach Anspruch 1, wobei die erste Leitung ferner einen ersten O-Ring-Anschluss und ein erstes Ventil umfasst, das lösbar mit dem ersten O-Ring-Anschluss gekoppelt ist, wobei die dritte Leitung ferner einen zweiten O-Ring-Anschluss und ein zweites Ventil umfasst, das lösbar mit dem zweiten O-Ring-Anschluss gekoppelt ist, wobei die Kühlanordnung ferner einen Bypass-Abschnitt umfasst, der eine vierte Leitung umfasst, die sich zwischen dem ersten und dem zweiten O-Ring-Anschluss erstreckt und einen thermischen Kontakt mit einer Mehrzahl von vierten Vorrichtungen des Computerknoten-Tabletts bildet, und wobei die vierte Leitung parallel zu der Mehrzahl der zweiten Leitungen angeordnet ist.
Compute-Node-Tray nach Anspruch 2, wobei die Mehrzahl von zweiten Leitungen einen ersten Satz von Rohren und einen zweiten Satz von Rohren umfasst, wobei die Mehrzahl von Kühlplatten einen ersten Satz von Kühlplatten und einen zweiten Satz von Kühlplatten umfasst.
Compute-Node-Tray nach Anspruch 3, wobei jeder Satz von Kühlplatten des ersten und zweiten Satzes von Kühlplatten eine stromaufwärts gelegene Kühlplatte und eine stromabwärts gelegene Kühlplatte umfasst, wobei sich jedes Rohr des ersten Satzes von Rohren zwischen der ersten Leitung und der dritten Leitung über die stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Kühlplatten erstreckt.
Compute-Node-Tray nach Anspruch 4, wobei die stromaufwärts gelegene Kühlplatte einen ersten Wärmewiderstand aufweist und die stromabwärts gelegene Kühlplatte einen zweiten Wärmewiderstand aufweist, der sich von dem ersten Wärmewiderstand unterscheidet.
Compute-Node-Tray nach Anspruch 3, wobei jede Röhre des zweiten Satzes von Röhren einen serpentinenförmigen Strömungsweg aufweist.
Compute-Node-Tray nach Anspruch 3, wobei jedes Rohr des ersten Satzes von Rohren ein flexibles Rohr ist.
Compute-Node-Tray nach Anspruch 3, wobei die erste Leitung einen kürzesten Versorgungsweg zu einer ersten Röhre des ersten Satzes von Röhren und die dritte Leitung einen längsten Rückweg von der ersten Röhre hat, und wobei die erste Leitung einen längsten Versorgungsweg zu einer zweiten Röhre des ersten Satzes von Röhren und die dritte Leitung einen kürzesten Rückweg von der zweiten Röhre hat.
Compute-Node-Tray nach Anspruch 3, wobei die Mehrzahl der ersten Vorrichtungen eine oder mehrere einer Mehrzahl von Dual-In-Line-Speichermodulen (DIMMs) oder eine Mehrzahl von Spannungsreglern von mindestens einer einer Mehrzahl von Verarbeitungsressourcen oder der Mehrzahl von DIMMs umfasst, wobei die Mehrzahl der zweiten Vorrichtungen eine oder mehrere der Mehrzahl von Verarbeitungsressourcen oder eine Mehrzahl von Fabric Mezzanine Cards umfasst, wobei die Vielzahl dritter Vorrichtungen einen oder mehrere Widerstände, Kondensatoren, Induktoren, integrierte Schaltkreise oder Batterien umfasst, und wobei die Vielzahl vierter Vorrichtungen einen oder mehrere nichtflüchtige Speicherausdrücke oder eine OCP-Karte (Open Compute Project) umfasst.
Compute-Node-Tray nach Anspruch 1, wobei die Platine eine Zwillingsplatine ist, wobei die Kühlbaugruppe eine Zwillingskühlbaugruppe ist, wobei jede Kühlbaugruppe der Zwillingskühlbaugruppe auf einer entsprechenden Platine der Zwillingsplatine angeordnet ist, und wobei die Stützstrukturbaugruppe einen Satz von Unterstrukturbaugruppen umfasst, wobei jede Unterstrukturbaugruppe eine entsprechende Platine der Zwillingsplatine umschließt.
Compute-Node-Tray nach Anspruch 1, wobei ein Kühlmittel von einem Einlassanschluss der ersten Leitung zu einem Auslassanschluss der dritten Leitung über die mehreren zweiten Leitungen und die mehreren Kühlplatten geleitet wird, wobei das Kühlmittel Wärme von den mehreren ersten und zweiten Geräten absorbiert.
Compute-Node-Tray nach Anspruch 11, wobei das Kühlmittel in einem seriellen Strömungspfad fließt, um die Wärme von der Vielzahl der ersten Vorrichtungen zu absorbieren, bevor das Kühlmittel in einem parallelen Strömungspfad fließt, um die Wärme von der Vielzahl der zweiten Vorrichtungen zu absorbieren.
Compute-Node-Tray nach Anspruch 11, wobei die Stützstrukturanordnung die Wärme von der Platine und der Kühlanordnung absorbiert.
Verfahren zum Kühlen eines Compute-Node-Trays, umfassend: Zuführen eines Kühlmittels zu einer Kühlbaugruppe, die auf einer Platine des Compute-Node-Trays angeordnet ist, wobei die Kühlbaugruppe einen Zuführungsabschnitt, einen Rückführungsabschnitt und einen Zwischenabschnitt umfasst, der mit dem Zuführungs- und dem Rückführungsabschnitt verbunden ist; Leiten eines Flusses des Kühlmittels in einer ersten Leitung des Versorgungsabschnitts, um Wärme von einer Vielzahl von ersten Bauelementen der Platine zu absorbieren und ein teilweise erwärmtes Kühlmittel zu erzeugen, wobei sich die erste Leitung entlang eines Umfangs der Platine erstreckt und einen thermischen Kontakt mit der Vielzahl von ersten Bauelementen bildet; Leiten eines Stroms des teilweise erhitzten Kühlmittels in eine Mehrzahl von zweiten Leitungen und eine Mehrzahl von Kühlplatten des Zwischenabschnitts, um die Wärme von einer Mehrzahl von zweiten Vorrichtungen der Platine zu absorbieren und ein erhitztes Kühlmittel zu erzeugen, wobei die Mehrzahl von Kühlplatten und die zweiten Leitungen einen thermischen Kontakt mit der Mehrzahl von zweiten Vorrichtungen bilden, wobei die Mehrzahl von zweiten Leitungen sich parallel zueinander erstreckt; Rückführen des erwärmten Kühlmittels aus der Kühleinheit über eine dritte Leitung des Rücklaufabschnitts, wobei sich die dritte Leitung parallel zu einem Abschnitt der ersten Leitung erstreckt; und Umschließen der Platine unter Verwendung einer Stützstrukturbaugruppe des Compute-Node-Trays, um die Wärme von einem Abschnitt der Platine und einer Vielzahl dritter Vorrichtungen zu absorbieren und die Wärme an die Kühlbaugruppe zu übertragen, wobei die Stützstrukturbaugruppe einen thermischen Kontakt mit dem Abschnitt der Platine, der Vielzahl dritter Vorrichtungen und der Kühlbaugruppe bildet.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Leiten des Stroms des Kühlmittels in der ersten Leitung das Leiten des Kühlmittels in einem seriellen Strömungsweg umfasst, um die Wärme von der Vielzahl der ersten Vorrichtungen zu absorbieren, wobei das Leiten des Stroms des teilweise erhitzten Kühlmittels in der Vielzahl der zweiten Leitungen das Leiten des teilweise erhitzten Kühlmittels in einer Vielzahl von parallelen Strömungswegen umfasst, um die Wärme von der Vielzahl der zweiten Vorrichtungen zu absorbieren.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend das Ausgleichen der Strömung des Kühlmittels zwischen einem ersten Satz paralleler Rohre der mehreren zweiten Leitungen durch Leiten der Strömung des teilweise erhitzten Kühlmittels von der ersten Leitung zur dritten Leitung auf der Grundlage von Prinzipien einer Tichelmann-Schleife, wobei die erste Leitung einen kürzesten Versorgungsweg zu einer ersten Röhre des ersten Satzes von Röhren und die dritte Leitung einen längsten Rückweg von der ersten Röhre hat, und wobei die erste Leitung einen längsten Versorgungsweg zu einer zweiten Röhre des ersten Satzes von Röhren und die dritte Leitung einen kürzesten Rückweg von der zweiten Röhre hat.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Leiten des teilweise erwärmten Kühlmittels ferner das Leiten des Stroms des teilweise erwärmten Kühlmittels von einer stromaufwärts gelegenen Kühlplatte zu einer stromabwärts gelegenen Kühlplatte einer Mehrzahl von Kühlplatten umfasst, um eine im Wesentlichen gleiche Temperatur zwischen einer stromaufwärts gelegenen Vorrichtung und einer stromabwärts gelegenen Vorrichtung der Mehrzahl von zweiten Vorrichtungen aufrechtzuerhalten, wobei die stromaufwärts gelegene Kühlplatte einen ersten Wärmewiderstand aufweist und die stromabwärts gelegene Kühlplatte einen zweiten Wärmewiderstand aufweist, der sich von dem ersten Wärmewiderstand unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend das Leiten eines Teils des teilweise erhitzten Kühlmittels von der ersten Leitung zu der dritten Leitung über eine vierte Leitung eines Bypass-Abschnitts, um die Wärme von einer Vielzahl von vierten Vorrichtungen des Compute-Node-Trays zu absorbieren und einen Teil des erhitzten Kühlmittels zu generieren, wobei die erste Leitung eine erste O-Ring-Öffnung und ein erstes Ventil umfasst, das lösbar mit der ersten O-Ring-Öffnung gekoppelt ist, wobei die dritte Leitung eine zweite O-Ring-Öffnung und ein zweites Ventil umfasst, das lösbar mit der zweiten O-Ring-Öffnung gekoppelt ist, wobei die vierte Leitung sich zwischen der ersten und der zweiten O-Ring-Öffnung erstreckt und parallel zu der Vielzahl der zweiten Leitungen angeordnet ist, die den thermischen Kontakt mit der Vielzahl der vierten Vorrichtungen bilden.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Mehrzahl erster Vorrichtungen eine oder mehrere einer Mehrzahl von Dual-In-Line-Speichermodulen (DIMMs) oder eine Mehrzahl von Spannungsreglern von mindestens einer einer Mehrzahl von Verarbeitungsressourcen oder der Mehrzahl von DIMMs umfasst, wobei die Mehrzahl zweiter Vorrichtungen eine oder mehrere der Mehrzahl von Verarbeitungsressourcen oder einer Mehrzahl von Fabric Mezzanine Cards umfasst, wobei die Vielzahl dritter Vorrichtungen einen oder mehrere Widerstände, Kondensatoren, Induktoren, integrierte Schaltkreise oder Batterien umfasst, und wobei die Vielzahl vierter Vorrichtungen einen oder mehrere nichtflüchtige Speicherausdrücke oder eine OCP-Karte (Open Compute Project) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Platine eine Zwillingsplatine ist, wobei die Kühlbaugruppe eine Zwillings-Kühlbaugruppe ist, wobei jede Kühlbaugruppe der Zwillings-Kühlbaugruppe auf einer entsprechenden Platine der Zwillingsplatine angeordnet ist, und wobei die Stützstrukturbaugruppe einen Satz von Unterstrukturbaugruppen umfasst, wobei jede Unterstrukturbaugruppe eine entsprechende Platine der Zwillingsplatine umfasst.