KR101854153B1 - 서버컴퓨터 - Google Patents

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KR101854153B1
KR101854153B1 KR1020170142300A KR20170142300A KR101854153B1 KR 101854153 B1 KR101854153 B1 KR 101854153B1 KR 1020170142300 A KR1020170142300 A KR 1020170142300A KR 20170142300 A KR20170142300 A KR 20170142300A KR 101854153 B1 KR101854153 B1 KR 101854153B1
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thermoelectric element
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김성표
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(주)아이브리지닷컴
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 서버컴퓨터는 케이스, 상기 케이스에 내장되는 메인보드 및 상기 메인보드의 일측에 연결되어 데이터를 연산하는 그래픽카드를 포함하고, 상기 메인보드는, 상기 그래픽카드로부터 발생되는 공기가 상기 메인보드의 타측으로 유도되도록 하는 개구부가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 서버컴퓨터는 그래픽카드의 온도를 측정하는 측정단계, 측정온도와 한계온도를 비교하는 비교단계, 상기 측정온도에 따라 열전소자의 작동을 제어하는 제어단계 및 상기 열전소자의 작동으로 상기 그래픽카드 주위의 공기를 냉각시키는 냉각단계를 포함할 수 있다.

Description

서버컴퓨터{SERVER COMPUTER}
본 발명은 서버컴퓨터에 관한 것이다.
인터넷이 활성화되고 컴퓨터의 사용이 증가함으로써 서버컴퓨터의 규모도 점차 대형화되고 있다.
서버컴퓨터 내부에 설치된 장비는 온도와 습도에 민감하므로 일정 기준으로 유지할 수 있는 시설이 기본적으로 필요하다. 이러한 시설로는 냉각시설과 전력공급시설이 있으며, 시설의 위치나 설계는 에너지 소비전력을 줄이는데 중요한 요인이 되고 있다.
현재 서버컴퓨터 내부에 설치된 장비를 냉각시키기 위한 다양한 방식이 도입되고는 있으나, 여전히 냉각시키는 시간이 오래 걸려 소모되는 에너지의 양이 많으며, 소음이 심하다는 문제점이 있다.
상기와 같은 기술적 배경을 바탕으로 안출된 것으로, 본 발명은 에너지사용량 및 소음발생을 좀 더 줄인 서버컴퓨터를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 서버컴퓨터는 케이스, 상기 케이스에 내장되는 메인보드 및 상기 메인보드의 일측에 연결되어 데이터를 연산하는 그래픽카드를 포함하고, 상기 메인보드는, 상기 그래픽카드로부터 발생되는 공기가 상기 메인보드의 타측으로 유도되도록 하는 개구부가 형성될 수 있다.
상기 메인보드는, 상기 개구부에 삽입되어 연결되는 열전소자를 포함할 수 있다.
상기 열전소자는, 상기 그래픽카드와 이격간격을 두고 교호적으로 위치할 수 있다.
상기 그래픽카드 또는 상기 열전소자에 연결되어 상기 그래픽카드의 온도에 따라, 상기 열전소자의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 그래픽카드에 연결되어 온도를 측정하는 온도감지센서를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 온도감지센서로부터 전달된 정보를 화면에 출력하는 정보출력부 및 상기 정보를 DB로 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 온도감지센서와 연결되어 상기 온도감지센서로부터 측정된 상기 그래픽카드의 온도를 설정온도로 조절할 수 있다.
상기 케이스는, 상기 메인보드에 연결되어, 상기 메인보드의 일측과 타측을 나누는 끼움부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 서버컴퓨터는 그래픽카드의 온도를 측정하는 측정단계, 측정온도와 한계온도를 비교하는 비교단계, 상기 측정온도에 따라 열전소자의 작동을 제어하는 제어단계 및 상기 열전소자의 작동으로 상기 그래픽카드 주위의 공기를 냉각시키는 냉각단계를 포함할 수 있다.
상기 측정단계는, 상기 측정단계로부터 얻은 정보를 화면에 출력하는 정보출력단계 및 상기 정보를 DB로 저장하는 저장단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 서버컴퓨터는 에너지사용량 및 소음발생을 좀 더 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서버컴퓨터의 내부를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 메인보드에 열전소자를 결합시킨 도면이다.
도 3은 도 1에 나타낸 제어부의 구성을 나타낸 블록도다.
도 4는 도 2에 나타낸 열전소자로 인한 주위 공기의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1에 나타낸 케이스의 다른 실시예를 나타낸 분리사시도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 서버컴퓨터의 결합을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 5에 나타낸 끼움부의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 서버컴퓨터의 내부공기를 냉각하는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서버컴퓨터의 내부를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 나타낸 메인보드에 열전소자를 결합시킨 도면이며, 도 3은 도 1에 나타낸 제어부의 구성을 나타낸 블록도다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 서버컴퓨터(100)는 케이스(1), 케이스(1)에 내장된 메인보드(2), 메인보드(2)에 연결된 그래픽카드(10), 열전소자(20), 및 서브보드(30)을 포함할 수 있다.
케이스(1)는 환풍기(3) 및 배기홀(1a)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 환풍기(3)는 원형 또는 사각형일 수 있다. 환풍기(3)는 메인보드(2)에 연결되어 있는 그래픽카드(10)와 인접한 케이스(1)의 일측에 형성될 수 있다.
환풍기(3)는 시스템 고장과 같은 비상시에 외부공기를 바로 케이스(1) 내부로 유입시켜 케이스(1) 내부의 온도 상승을 방지할 수 있다.
배기홀(1a)은 케이스(1)에 타측 또는 상면에 형성될 수 있다. 예를 들면, 배기홀(1a)은 원형 또는 사각형일 수 있다. 배기홀(1a)은 메인보드(2)에 연결된 그래픽카드(10)의 급격한 온도상승으로 발생되는 고온의 공기를 외부로 배기할 수 있다.
메인보드(2)는 케이스(1)의 정중앙에 위치될 수 있다.
메인보드(2)는 일측에 전자회로와 연결된 슬롯(2a)이 복수개 형성되고, 이 위치에 데이터를 연산하는 그래픽카드(10)가 각각 연결될 수 있다. 예를 들면, 그래픽카드(10)는 메인보드(2)의 길이방향과 수직한 방향으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 그래픽카드(10)는 상면에 자체 환풍구를 포함할 수 있다.
메인보드(2)는 개구부(2b)가 형성될 수 있다.
개구부(2b)는 그래픽카드(10)와 또 다른 그래픽카드(10)의 사이공간에 형성될 수 있다. 예를 들면, 개구부(2b)는 그래픽카드(10)의 가로길이방향과 동일한 방향으로 형성될 수 있으며, 그래픽카드(10)의 가로길이보다 더 길거나 같을 수 있다. 고온의 공기는 팽창에 의해 위로 떠오르는 성질이 있다. 따라서, 그래픽카드(10)로부터 발생되는 고온의 공기는 개구부(2b)을 통해 메인보드(2)의 타측으로 유도되고, 케이스(1)에 형성된 배기홀(1a)을 통해 배기될 수 있다.
개구부(2b)에는 열전소자(20)가 삽입될 수 있다. 예를 들면, 열전소자(20)로 펠티어소자(Peltier module)를 사용할 수 있다.
열전소자(20)는 인가된 전압에 의해 흡열부 및 발열부가 각각 형성될 수 있다. 열전소자(20)의 흡열부를 메인보드(2)의 일측에 위치한 그래픽카드(10)와 또 다른 그래픽카드(10)의 사이공간에 위치되도록 하고, 열전소자(20)의 발열부를 메인보드(2)의 타측에 위치되도록 할 수 있다. 즉, 열전소자(20)의 발열부가 개구부(2b)에 삽입될 수 있다. 예를 들면, 발열부는 개구부(2b)에 억지끼움방식으로 삽입될 수 있다. 발열부의 폭 두께는 개구부(2b)의 폭 두께와 동일할 수 있다.
또한, 발열부는 개구부(2b)와 인접한 외주면에 탄성돌기(미도시)가 형성될 수 있다. 즉, 발열부는 개구부(2b)에 끼워지고, 탄성돌기에 의해 이탈이 방지될 수 있다.
상기에 언급하였듯 열전소자(20)는 개구부(2b)가 형성된 형태에 의해 그래픽카드(10)와 이격간격을 두고 위치될 수 있다. 예를 들면, 열전소자(20)는 그래픽카드(10)와 교호적으로 위치될 수 있다.
또 다른 예로, 열전소자(20)는 메인보드(2)의 양측면에 위치되어 그래픽카드(10)와 또 다른 그래픽카드(10)의 사이공간에 수직방향으로 설치될 수 있다. 즉, 메인보드(2)의 양측면에 브라켓(미도시)을 설치하고, 브라켓과 열전소자(20)를 나사결합으로 결합시킬 수 있다. 이때, 열전소자(20)의 흡열부를 그래픽카드(10)와 인접한 위치에 놓이도록 할 수 있다.
따라서, 열전소자(20)는 그래픽카드(10)로부터 발생되는 고온의 공기를 흡열하여 그래픽카드(10) 주위의 온도를 냉각시키는 역할을 할 수 있다. 열전소자(20)에 대한 더 자세한 내용은 후술하도록 한다.
서브보드(30)는 CPU, 램, 하드 등의 장치가 연결된 것으로, 메인보드(2)의 정중앙에 설치될 수 있다. 즉, 그래픽카드(10)와 열전소자(20)가 위치한 중앙에 서브보드(30)가 위치될 수 있다.
한편, 그래픽카드(10)는 온도와 습도에 민감하므로, 그래픽카드(10)의 온도에 따라, 열전소자(20)의 작동을 제어하는 제어부(50)가 필요하다.
제어부(50)는 그래픽카드(10) 또는 열전소자(20)에 시스템적으로 연결될 수 있다.
제어부(50)는 복수개의 그래픽카드(10)와 각각 시스템적으로 연결되어 온도를 측정할 수 있는 온도감지센서(51)를 포함할 수 있다. 온도감지센서(51)는 실시간으로 그래픽카드(10)의 온도를 측정할 수 있다.
제어부(50)는 온도감지센서(51)로부터 측정된 온도 정보를 화면에 출력하는 정보출력부(52)를 포함할 수 있다. 화면으로 출력된 정보는 모니터링이 가능하며, 이를 통해 제어부(50)는 열전소자(20)에 ON 또는 OFF의 구동신호를 보낼 수 있다. 한편, 제어부(50)는 실시간으로 측정된 그래픽카드(10)의 온도 정보를 DB로 저장할 수 있는 저장부(53)를 더 포함할 수 있다.
제어부(50)는 온도감지센서(51)와 연결된 온도조절모듈(54)을 더 포함할 수 있다.
온도조절모듈(54)은 시스템 고장과 같은 비상시에 그래픽카드(10)의 설정온도를 유지시키고 조절하는 역할을 할 수 있다.
도 4는 도 2에 나타낸 열전소자로 인한 주위 공기의 흐름을 나타낸 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 서버컴퓨터(100)는 열전소자(20)의 펠티어효과(Peltier Effect)를 이용한 것이다. 열전소자(20)에 직류전압을 인가하면, 일측에는 흡열부가 형성되고, 타측에는 발열부가 형성될 수 있다. 따라서, 그래픽카드(10)로부터 발생되는 고온의 공기는 열전소자(20)의 일측에 형성된 흡열부에 흡열되고, 타측에 형성된 발열부로 열이 발열될 수 있다.
열전소자(20)는 인가하는 전압의 극성을 바꾸면 열전소자(20)의 흡열부 및 발열부의 위치가 서로 바뀔 수 있다. 따라서, 열전소자(20)의 흡열부의 위치가 그래픽카드(10)와 인접할 수 있도록 전압의 극성을 조절해야 한다.
그래픽카드(10)의 온도는 약 50℃ 이하로 유지시키는 것이 가장 바람직하다. 만일, 그래픽카드(10)의 온도가 80℃ 이상, 더 자세하게는 약 85 ~ 87℃ 이상의 온도로 상승하면 그래픽카드(10) 자체 내의 발열로 인한 소음이 유발될 수 있으며, 특히, 메인보드(2)의 온도에 영향을 미칠 수 있다. 메인보드(2)의 발열로 인해 CPU, 램, 하드 등의 장치가 연결된 서브보드(30)의 온도에도 영향을 미치게 될 수 있고, 과부하로 인해 시스템적으로 멈추는 현상이 빈번하게 생기는 등의 위험이 발생될 수 있다.
그래픽카드(10)로부터 발생되는 고온의 공기는 열전소자(20)의 흡열부에 접촉되면서 일부 공기는 온도가 낮아지게 되면서 그래픽카드(10)의 주위를 맴돌게 되고, 열전소자(20)의 흡열부에 흡열된 공기는 발열부를 거쳐 케이스(1)에 형성된 배기홀(1a)로 배기될 수 있다.
한편, 열전소자(20)는 발열부 자체의 온도가 쉽게 고온으로 상승될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 열전소자(20)의 발열부에 열저항부재(미도시)를 추가로 부착할 수 있다. 열저항부재는 열전소자(20) 자체의 온도가 쉽게 고온으로 상승하는 것을 방지하고, 열전소자(20)의 내부에 단락이 생겨 파손될 위험을 방지할 수 있는 효과가 있다. 또는, 열전소자(20)의 발열부에 방열핀, 방열팬 등을 설치하여 공냉식의 방법으로 차갑게 해주어 일정 온도로 유지되도록 할 수 있다.
열전소자(20)는 제어부(50)의 ON 또는 OFF 구동신호에 따라 구동될 수 있다. 즉, 온도감지센서(51)로부터 실시간으로 측정된 그래픽카드(10)의 온도가 한계온도를 넘으면, 제어부(50)에서 열전소자(20)에 ON 구동신호를 보내게 되어 그래픽카드(10)로부터 발생된 고온 공기를 즉각적으로 냉각시킬 수 있다.
도 5는 도 1에 나타낸 케이스의 다른 실시예를 나타낸 분리사시도이고, 도 6은 도 5에 나타낸 서버 컴퓨터의 결합을 나타낸 도면이며, 도 7은 도 5에 나타낸 끼움부의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 케이스(1)의 내부에는 끼움부(1b)가 형성될 수 있다.
끼움부(1b)는 메인보드(2)의 네 면에 연결되어 형성될 수 있다.
끼움부(1b)는 메인보드(2) 및 끼움부(1b)를 경계로 케이스(1)의 내부공간을 둘 이상으로 나뉠 수 있다. 즉, 케이스(1)의 일측은 그래픽카드(10), 열전소자(20) 및 서브보드(30)가 위치하는 공간이고, 타측은 그래픽카드(10)로부터 발생된 고온의 공기가 열전소자(20)를 통해 배기되는 공간으로 나뉠 수 있다. 이러한 케이스(1)의 내부구조로 인하여, 발열된 고온의 공기가 케이스(1)와 메인보드(2)의 틈 사이로 역 순환되는 것을 방지할 수 있다.
그래픽카드(10)로부터 발생된 고온의 공기는 열전소자(20)의 흡열부에 접촉되면서 일부 공기는 온도가 낮아지게 되고, 일부 공기는 열전소자(20)의 흡열부에 흡열되는 동시에, 케이스(1)의 일측에 형성된 환풍기(3)로부터 외부공기가 유입되면서 그래픽카드(10)의 주위 온도는 빠르게 냉각될 수 있다. 열전소자(20)에 의해 발열된 공기는 케이스(1)의 타측에 형성된 배기홀(1a)을 통해 외부로 배기될 수 있다.
예를 들면, 케이스(1)의 하면에 위치한 끼움부(1b)는 벽홀(1c)을 더 포함할 수 있다. 그래픽카드(10)로부터 발생된 고온의 공기는 성질상 공중에 뜨기 때문에 쉽게 열전소자(20)의 흡열부에 흡열될 수 있다. 또는, 일부 고온의 공기는 열전소자(20)의 흡열부에 접촉되면서 온도가 낮아지게 되고, 그래픽카드(10)의 주위를 맴돌다가 케이스(1) 하부에 가라앉을 수 있다. 따라서, 끼움부(1b)에 형성된 벽홀(1c)에 의해 가라앉은 저온의 공기는 케이스(1)의 하부에 머무르지않고 순환될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 서버컴퓨터의 내부공기를 냉각하는 순서도이다.
도 8을 참조하면, 온도감지센서(51)로부터 그래픽카드(10)의 온도를 측정하는 측정단계(S10)가 행해질 수 있다. 온도감지센서(51)는 그래픽카드(10)와 시스템적으로 연결되며, 그래픽카드(10)의 온도를 실시간으로 측정할 수 있다.
다음, 측정온도와 한계온도를 비교하는 비교단계(S20)가 행해질 수 있다.
그래픽카드(10)의 정상 범위의 온도는 대략적으로 50℃이하이다. 만일 그래픽카드(10)의 온도가 80℃ 이상, 더 자세하게는 약 85 ~ 87℃ 이상의 온도로 상승하면 그래픽카드(10) 자체 내의 발열로 인한 소음이 유발될 수 있으며, 특히, 메인보드(2) 또는 서브보드(30)의 온도에도 영향을 주어 시스템적 결함이 발생될 수 있다.
따라서, 제어부(50)는 온도감지센서(51)로부터 측정된 온도 정보를 전송 받아 측정온도에 따라 열전소자(20)의 작동을 제어하는 제어단계(S30)를 행할 수 있다.
만일, 그래픽카드(10)의 온도가 한계온도를 넘으면, 제어부(50)에서는 열전소자(20)에 ON 구동신호를 보낸다. 따라서, 제어부(50)에 의하여 열전소자(20)의 작동으로 그래픽카드(10) 주위의 공기를 냉각시키는 냉각단계(S40)가 행해지게 된다.
한편, 측정단계는 측정단계로부터 얻은 정보를 화면에 출력하는 정보출력단계 및 정보를 DB로 저장하는 저장단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
1: 케이스 1a: 배기홀
1b: 끼움부 2: 메인보드
2a: 슬롯 2b: 개구부
3: 환풍기
10: 그래픽카드 20: 열전소자
30: 서브보드
50: 제어부 51: 온도감지센서
52: 정보출력부 53: 저장부
54: 온도조절모듈
100: 서버컴퓨터

Claims (10)

  1. 내부에 돌출된 끼움부가 형성된 케이스;
    상기 케이스에 내장되고, 상기 끼움부에 끼워져 연결되어 상기 케이스의 내부를 제1 공간과 제2 공간으로 나누는 메인보드; 및
    상기 메인보드의 일측에 연결되며, 상기 제2 공간에 위치하는 그래픽카드를 포함하고,
    상기 메인보드는,
    상기 그래픽카드와 인접한 그래픽카드 사이에 위치하고,
    상기 그래픽카드로부터 발생된 고온의 공기 온도를 낮추어 상기 제2 공간의 내부 온도를 50℃ 이하로 유지시키는 열전소자를 포함하고,
    상기 끼움부는,
    상기 제1 공간과 상기 제2 공간이 연통되고, 내부가 상기 제1 공간으로 가까워질수록 좁아지는 벽홀이 형성된 형성된 서버컴퓨터.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전소자는,
    상기 그래픽카드와 이격간격을 두고 교호적으로 위치하는 서버컴퓨터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 그래픽카드 또는 상기 열전소자에 연결되어 상기 그래픽카드의 온도에 따라, 상기 열전소자의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 서버컴퓨터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 그래픽카드에 연결되어 온도를 측정하는 온도감지센서를 포함하는 서버컴퓨터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 온도감지센서로부터 측정된 온도 정보를 화면에 출력하는 정보출력부; 및
    상기 정보를 DB로 저장하는 저장부를 더 포함하는 서버컴퓨터.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 온도감지센서와 연결되어 상기 온도감지센서로부터 측정된 상기 그래픽카드의 온도를 설정온도로 조절하는 서버컴퓨터.
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