KR20200071737A - 액체 침지 냉각 전자 시스템 및 디바이스 - Google Patents

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KR20200071737A
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Abstract

전자 디바이스의 어레이를 침지 냉각하기 위한 냉각 액체, 예를 들어 유전성 냉각 액체를 사용하는 액체 침지 냉각 시스템이 기술된다. 본원에서 기술되는 일부 실시예에서, 냉각 액체를 냉각 액체 저장소로 복귀시키기 위해 펌프 압력을 사용하는 대신에, 냉각 액체 중력 복귀 매니폴드를 통해 중력이 냉각 액체를 저장소로 복귀시키는 데에 사용될 수 있고, 펌프는 냉각 액체를 각 전자 디바이스로 전달하기 위해 액체 공급원 측에만 사용될 수 있다.

Description

액체 침지 냉각 전자 시스템 및 디바이스
본 발명은 전자 어레이 시스템 및 디바이스의 액체 침지 냉각(liquid submersion cooling)에 관한 것이다.
액체 침지 냉각 전자 시스템 및 디바이스는 알려져 있다. 액체 침지 냉각 전자 디바이스의 어레이(array)의 일 예로 래크 시스템(rack system)에 배열된 액체 침지 서버(liquid submerged servers, LSS)의 어레이가 있다. 래크 시스템에서 LSS의 어레이의 예가 미국 특허 제 7,905,106호, 제 7,911,793호 및 제 8,089,764호에 개시되어 있다. 액체 침지 냉각 전자 디바이스의 다른 예가 미국 특허 제 9,451,726호에 개시되어 있다.
전자 디바이스의 어레이를 침지 냉각하기 위하여 냉각 액체, 예를 들어 유전성 냉각 액체를 사용하는 액체 침지 냉각 시스템이 기술된다. 본원에서 기술되는 일부 실시예에서, 냉각 액체를 냉각 액체 저장소로 다시 돌려보내기 위해 펌프 압력을 사용하는 대신, 냉각 액체를 냉각 액체 중력 복귀 매니폴드(return manifold)를 통하여 저장소로 돌려보내기 위해 중력이 사용될 수 있고, 펌프는 단지 냉각 액체를 각 전자 디바이스에 전달하기 위해 액체 공급원 측에 사용될 수 있다.
본원에서 기술되는 일례에서, 전자 디바이스의 각각은 완전히 또는 부분적으로 개방된 상단을 가질 수 있는 트레이에 의해 형성된 디바이스 하우징을 포함할 수 있다. 복수의 발열 전자 부품이 디바이스 하우징의 내부 공간 내에 배치되고, 적어도 일부의 발열 전자 부품이 디바이스 하우징에서 냉각 액체 내에 침지된다. 냉각 액체 내에 침지되는 것에서 나아가, 냉각 액체의 복귀 공급 흐름은 하나 이상의 발열 전자 부품으로도 유도될 수 있으며, 이는 유도 흐름(directed flow)으로 지칭될 수 있다.
일 실시예에서, 액체 침지 냉각 전자 디바이스는 최대 유전성 냉각 액체 레벨 및 내부 공간을 정의하는 디바이스 하우징을 포함한다. 발열 전자 부품은 디바이스 하우징의 내부 공간 내에 배치되고, 유전성 냉각 액체는 내부 공간에 존재하며, 유전성 냉각 액체가 발열 전자 부품과 직접 접촉하며 발열 전자 부품을 침지시킨다. 유전성 냉각 액체 입구(inlet)는 디바이스 하우징에 있고 이를 통해 유전성 냉각 액체가 내부 공간에 들어간다. 또한, 유전성 냉각 액체 출구 위어(outlet weir)는 디바이스 하우징에 형성되고 이로부터 복귀 측(return side)에서 유전성 냉각 액체가 펌프 압력을 사용하지 않고 내부 공간을 빠져 나온다. 유전성 냉각 액체 출구 위어는 디바이스 하우징의 최대 유전성 액체 레벨에 배치되고, 냉각 액체 출구 위어는 발열 전자 부품의 냉각을 위해 필요한 내부 공간 내의 유전성 냉각 액체의 유량의 체적비(volumetric rate of flow)를 설정하고 내부 공간 내의 유전성 냉각 액체의 레벨을 설정한다.
액체 침지 냉각 전자 시스템은 복수의 액체 침지 냉각 전자 디바이스뿐 아니라, 유전성 냉각 액체 전달 매니폴드, 유전성 냉각 액체 저장소, 펌프, 및 유전성 냉각 액체 중력 복귀 매니폴드를 포함할 수 있다. 유전성 냉각 액체 전달 매니폴드는 적어도 하나의 입구 및 복수의 전달 출구를 포함하고, 각 전달 출구는 각각의 디바이스 하우징의 내부 공간으로 유전성 냉각 액체를 전달하기 위해, 유전성 냉각 액체 입구 각각에 유체적으로 연결된다(fluidly connected). 유전성 냉각 액체 저장소는 유전성 냉각 액체를 공급하도록 구성된다. 펌프는 유전성 냉각 액체 저장소에 유체적으로 연결된 펌프 입구 및 유전성 냉각 액체 전달 매니폴드의 적어도 하나의 입구에 유체적으로 연결된 펌프 출구를 가진다. 또한, 각 유전성 냉각 액체 출구 위어가 유전성 냉각 액체 중력 복귀 매니폴드에 유체적으로 연결되고, 유전성 냉각 액체 중력 복귀 매니폴드가 유전성 냉각 액체 저장소에 유체적으로 연결되고, 유전성 냉각 액체 출구 위어를 통해 나가는 유전성 냉각 액체가 유전성 냉각 액체 중력 복귀 매니폴드에 의해 유전성 냉각 액체 저장소로 중력에 의해 복귀된다.
본원에서 기술되는 액체 침지 냉각 디바이스 및 시스템의 적용례는 래크 시스템에 배열된 LSS의 어레이에 사용하기 위한 것이다. 그러나, 본원에서 기술되는 개념은, 전자 디바이스의 어레이가 액체 침지 냉각되는 다른 응용에도 사용될 수 있으며, 이는 블레이드 서버(blade servers), 디스크 어레이/스토리지 시스템(disk arrays/storage systems), 솔리드 스테이트 메모리 디바이스(solid state memory devices), 스토리지 영역 네트워크(storage area networks), 네트워크 결합 스토리지(network attached storage), 스토리지 통신 시스템(storage communication systems), 라우터(routers), 원거리 통신 인프라스트럭쳐/스위치(telecommunication infrastructure/switches), 유선, 광 및 무선 통신 디바이스, 셀 프로세서 디바이스(cell processor devices), 프린터, 또는 전원 공급장치 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
본원에서 기술되는 액체 침지 냉각 디바이스 및 시스템은 액체 침지 냉각의 장점으로부터 이익을 얻을 수 있는 임의의 분야에 사용될 수 있다. 일례로, 액체 침지 냉각 디바이스 및 시스템은 블록체인 컴퓨팅(암호화폐) 분야, 예를 들어 ASIC 또는 GPU 컴퓨터 마이닝 구성에서 사용될 수 있다. 액체 침지 냉각 디바이스 및 시스템은 또한 딥러닝 분야, 예를 들어 고성능 GPU의 직접 메모리 접근(direct memory access, DMA) 및 최대 대역폭을 지원하는 다중 GPU 구성에서 사용될 수 있다. 액체 침지 냉각 디바이스 및 시스템은 또한 복수의 코프로세서(co-processor) 구성을 갖는 고성능 컴퓨팅(high-performance computing, HPC) 클러스터 및 인공지능, 예를 들어, GPU 코프로세서의 DMA 기능을 지원하는 다중 GPU 구성에서 사용될 수 있다. 본원에서 기술되는 액체 침지 냉각 디바이스 및 시스템의 다수의 다른 응용 및 사용이 가능하고 고려된다.
본원에서 기술되는 액체 침지 냉각 디바이스 및 시스템은 완전 밀폐된 전자 디바이스 하우징을 요하지 않는다. 대신에, 전자 장치를 포함하는 트레이는 상단에서 완전히 또는 부분적으로 개방될 수 있고, 완전 밀폐된 전자 디바이스 하우징을 사용하는 시스템과 비교하였을 때, 비용을 절감하고, 서비스 및 수정을 위한 전자 장치로의 접근을 용이하게 한다. 액체 침지 냉각 또한 대기 냉각에 비해 냉각 효율이 우수하다.
도 1은 본원에서 기술되는 액체 침지 냉각 전자 시스템의 예의 개략적인 측면도이다.
도 2는 본원에서 기술되는 액체 침지 냉각 전자 디바이스 중 하나의 개략적인 측면도이다.
도 3은 본원에서 기술되는 전자 디바이스 중 하나의 개략적인 상면도이다.
도 4는 본원에서 기술되는 액체 침지 냉각 전자 디바이스의 다른 실시예의 사시도이다.
도 5는 도 4의 전자 디바이스의 다른 사시도이다.
도 6은 본원에서 기술되는 액체 침지 냉각 전자 디바이스의 또 다른 실시예의 사시도이다.
도 7은 도 6의 전자 디바이스의 다른 사시도이다.
도 8은 본원에서 기술되는 액체 침지 냉각 전자 시스템의 다른 실시예의 사시도이다.
도 9는 전자 디바이스를 나오는 냉각 액체가 중력 복귀 매니폴드 내로 도입될 수 있는 방법의 예를 도시하기 위하여 전자 디바이스가 제거된 도 8의 시스템의 사시도이다.
도 10은 도 9의 일부의 상세도이다.
도 11은 도 8의 시스템에서 사용된 저장소를 도시한다.
도 12는 도 8의 시스템에서 사용된 중력 복귀 매니폴드의 내부를 세부적으로 도시한다.
도 13은 전자 디바이스가 제거되고 저장소의 하단에 형성된 집수정(water collection well)을 갖는 본원에서 기술되는 액체 침지 냉각 시스템의 다른 실시예의 일부의 사시도이다.
도 14는 본원에서 기술되는 액체 침지 냉각 전자 시스템의 다른 예의 전면 사시도이다.
도 15는 도 14의 시스템의 후면도이다.
도 16은 도 14 및 도 15의 시스템의 개략도이다.
도 17은 도 14 내지 도 16의 시스템의 액체 침지 냉각 전자 디바이스 중 하나의 사시도이다.
도 18은 도 17의 전자 디바이스의 측면도이다.
도 19는 도 17 및 도 18의 전자 디바이스의 측면도 및 수평 복귀 매니폴드(horizontal return manifold)와의 상호작용을 도시한다.
도 20은 본원에서 기술되는 액체 침지 냉각 전자 시스템의 또 다른 예의 전면 사시도이다.
도 21은 본원에서 기술되는 액체 침지 냉각 전자 시스템의 또 다른 예의 전면 사시도이다.
도 22는 도 21의 시스템의 측면도이다.
도 23은 도 21 및 도 22의 시스템의 단일 선반(shelf) 상의 구성을 도시한다.
도 24는 본원에서 기술되는 액체 침지 냉각 전자 시스템의 또 다른 예의 전면 사시도이다.
도 25는 도 24의 시스템의 하우징 중 하나의 전면도이다.
도 26은 도 25의 하우징의 상부 커버가 제거된 상면도이다.
도 27은 도 26의 하우징의 전면도이다.
도 28은 대안적인 시스템을 나타내는 도 26과 유사한 상면도이다.
도 29는 본원에서 기술되는 액체 침지 냉각 전자 시스템의 또 다른 예의 측면도이다.
도 30은 도 29의 시스템에서의 전자 디바이스 하우징 중 하나의 사시도이다.
도 31은 도 30의 디바이스 하우징에서의 전자 부품 중 하나의 측면도이다.
도 1을 참조하면, 액체 침지 냉각 전자 시스템(10)의 일례가 도시된다. 시스템(10)은 하우징(12) 및 하우징(12) 내에 배치된 적어도 하나의 열(column)의 전자 디바이스(14)를 포함한다. 시스템(10)을 통하여 냉각 액체를 전달하기 위해 유체 전달 시스템(fluid delivery system)이 사용된다. 유체 전달 시스템은, 전자 디바이스(14)의 발열 전자 부품의 액체 침지 냉각을 위해 냉각 액체 저장소(18)로부터 전자 디바이스(14)로 냉각 액체를 전달하는 냉각 액체 전달 매니폴드(cooling liquid delivery manifold)(16) 및 중력을 사용하여 전자 디바이스(14)로부터 냉각 액체 저장소(18) 내로 다시 냉각 액체를 복귀시키는 냉각 액체 중력 복귀 매니폴드(20)를 포함한다. 펌프(22)는 저장소(18)로부터 전달 매니폴드(16)로 냉각 액체를 펌핑한다.
유체 전달 시스템은 시스템(10)을 통하여 냉각 액체를 전달한다. 예를 들어, 펌프(22)는 저장소(18)로부터 전달 매니폴드(16)로 냉각 액체를 펌핑한다. 그 후에 냉각 액체는 전달 매니폴드(16)로부터 각각의 전자 디바이스(14) 내로 전달된다. 그 후에 냉각 액체는 전자 디바이스(14)를 빠져나와, 중력 복귀 매니폴드(20) 내로 배출되고, 이어서 여기에서 이어서 냉각 액체를 저장소(18) 내로 복귀시킨다.
전자 디바이스(14)의 전자 장치를 냉각하기 위해 사용되는 냉각 액체는 유전성 액체일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 냉각 액체는 단상(single phase) 또는 2상(two-phase)일 수 있다. 단상 유전성 냉각 액체가 바람직하다. 냉각 액체는 침지된 발열 전자 부품에 의해 발생한 열의 양을 처리하기에 충분히 높은 열 전도 능력을 가져 냉각 액체가 상태 변화하지 않는 것이 바람직하다. 발열 전자 부품의 침지 냉각은 발열 전자 부품이 냉각 액체와 직접 밀접하게 접촉하여 냉각 액체에 침지되도록 충분한 냉각 액체가 존재하는 것을 의미한다.
냉각 액체는 발열 전자 디바이스로부터 열을 흡수하기 때문에, 저장소(18)로 다시 복귀된 냉각 액체는 전자 디바이스(14)로 전달된 냉각 액체보다 고온이다. 일부 실시예에서, 복귀된 냉각 액체는 저장소(18)에 있는 동안 환경과의 주변 열 교환을 통해 충분히 냉각될 수 있다. 다른 실시예에서, 추가적인 냉각이 요구되는 경우, 냉각 액체는 전자 디바이스(14)로 다시 전달되기 전에 열 교환기를 통해 전달될 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 펌프(22)의 출구와 유체적으로 연결된 열 교환기 입구 및 냉각 액체가 전달 매니폴드(16)에 들어가기 전에 냉각되도록 전달 매니폴드(16)의 입구와 연결된 열 교환기 출구를 갖는 열 교환기(24)가 제공될 수 있다. 열 교환기(24)는 전자 디바이스(14)에 전달되기 전에 냉각 액체의 온도를 낮출 수 있는 임의의 열 교환기일 수 있다. 예를 들어, 열 교환기(24)는 전달 매니폴드(16)에 전달되기 전에 냉각 액체와의 열 교환을 위해 물/글리콜 혼합액을 포함하지만 이에 제한되지 않는 열 교환 액체가 사용되는 액체 대 액체(liquid-to-liquid) 열 교환기일 수 있다. 열 교환 액체는 열 교환기(24)로 공급원(26)을 통해 공급되고 복귀기(28)를 통해 복귀될 수 있다. 다른 실시예에서, 열 교환기(24)는 냉각 액체가 주변 공기와 열을 교환함으로써 냉각되고, 선택적으로 열 교환기(24)를 가로질러 공기를 이동시킬 수 있는 팬에 의해 보충되는, 액체-공기(liquid-air) 열 교환기일 수 있다. 열 교환기(24)는 저장소(18) 내에 또는 저장소(18) 상에 설치될 수 있고, 또는 열 교환기(24)는 하우징(12)과 분리되어 있을 수 있다.
도시된 예에서, 전달 매니폴드(16), 저장소(18), 중력 복귀 매니폴드(20) 및 펌프(22)는 하우징(12) 내에 배치된 것으로 나타난다. 그러나, 전달 매니폴드(16), 저장소(18), 중력 복귀 매니폴드(20) 및 펌프(22) 중 하나 이상이 냉각 액체가 전달되고 전자 디바이스(14)로부터 복귀될 수 있는 한, 하우징(12)의 외부에 위치할 수 있다.
하우징(12)은 전자 디바이스(14)를 둘러싸기에 적합한 임의의 구성을 가질 수 있다. 하우징(12)은 바람직하게는 냉각 액체, 유체 전달 시스템의 작동, 또는 전자 디바이스(14)의 전자 장치의 작동을 저해할 수 있는 먼지, 해충, 및 다른 외부 오염의 하우징(12)의 내부로의 침투를 최소화하는 방식으로 둘러싼다. 예를 들어, 하우징(12)은 내부 공간을 정의하는 일반적으로 직사각형의 인클로저(enclosure)를 정의하는 상부 패널(30), 상부 패널(30)에 대향하는 하부 패널(32), 후면 패널(34), 후면 패널(34)에 대향하는 전면 패널(36), 및 대향하는 측면 패널들(미도시)을 가질 수 있다. 하우징(12)의 내부 공간은 전자 디바이스(14)를 지지하는 래크 또는 수직으로 이격된(vertically spaced) 선반들을 포함할 수 있다.
전면 패널(36)은 전자 디바이스(14), 유체 전달 시스템 및 시스템(10)의 다른 부품으로의 접근을 허용하기 위해 개폐될 수 있는 문으로서 작용하도록 하우징(12)에 힌지(hinge)될 수 있다. FCC 에미션(emission) 또는 서셉티빌리티(susceptibility) 요건을 충족하기 위해 EMI 개스킷(gasket) 또는 시일(seal)이 하우징(12) 상에 제공될 수 있다. 주변 환경으로의 시스템 소음 방출을 최소화하기 위해 방음 처리 또한 하우징(12)에 추가될 수 있다. 하부 패널(32)은, 하우징(12) 및 그 내부의 전자 디바이스(14)가 수평이 되도록 하기 위해, 조정 가능한 레벨링 피트(leveling feet) 또는 다른 레벨링 피처와 같은 레벨링 피처(38)를 구비할 수 있다.
전달 매니폴드(16)는 전자 디바이스(14)의 적층 방향에 평행한 종축에 일반적으로 수직으로 배향되는 것으로 도시된다. 중력 복귀 매니폴드(20) 또한 일반적으로 전자 디바이스(14)의 적층 방향에 평행한 종축에 수직이고 전달 매니폴드(16)의 종축에 평행하게 배향되는 것으로 도시된다.
전달 매니폴드(16)는 실질적으로 전자 디바이스(14)의 높이 이상으로 연장되고, 예를 들어 열 교환기 출구(44)를 통해, 펌프(22)의 출구(42)와 유체적으로 연결되는 베이스 단부(base end)에 인접한 적어도 하나의 냉각 액체 입구(40)를 포함한다. 전달 매니폴드(16)는 또한 각각의 전자 디바이스(14)를 위한 적어도 하나의 전달 출구(46)와 같은, 길이를 따라 이격된 복수의 액체 전달 출구(46)를 포함한다. 액체 전달 출구(46)의 각각은 관련된 전자 디바이스(14)와 유체적으로 연결되어 각 전자 디바이스(14)로 냉각 액체를 전달한다.
저장소(18)는 하우징(12)의 베이스에 위치한 것으로 도시된다. 내벽(48)은 하우징(12)의 내부를 전자 디바이스(14)를 포함하는 상부 공간 및 저장소(18)를 포함하는 하부 공간으로 구분한다. 도 1의 파선은 저장소(18) 내의 냉각 액체의 레벨(50)을 도시한다.
도 1은 또한 하우징(12)의 위에 제공될 수 있는 선택적인 상부 냉각 액체 저장소(52)를 도시한다. 액체 저장소(52)는 펌프(22)를 사용하는 대신에 전자 디바이스(14)에 냉각 액체를 공급하기 위해 중력이 사용되는 중력 공급 시스템에 사용될 수 있다. 펌프(22)는 하부 저장소(18)로부터 상부 저장소(52)로 냉각 액체를 이동시킬 수 있고, 이어서 중력에 의해 수직 전달 매니폴드(16)로 공급될 수 있다. 후술하는 다른 실시예에서, 상부 저장소(52)는 일정한 압력의 냉각 액체 전달 방식을 위한 버퍼 볼륨(buffer volume)을 제공하는 축압기(accumulator)/압력 탱크의 역할을 할 수 있다.
펌프(22)는 저장소(18)의 냉각 액체에 침지된 것으로 도시된다. 그러나, 펌프(22)는 저장소(18)의 외부에도 위치할 수 있다. 펌프(22)는 냉각 액체를 받아들이기 위해 저장소(18)의 냉각 액체에 대해 개방된 펌프 입구(미도시)를 갖고, 출구(42)는 예를 들어 열 전달기(24)를 통해, 전달 매니폴드(16)의 냉각 액체 입구(40)에 유체적으로 연결된다. 전자 디바이스(14)에 전달되기 전에 냉각 액체를 여과하기 위해 선택적인 필터(54)가 제공될 수 있다. 필터(54)는 또한 펌프 입구에 제공될 수 있다.
중력 복귀 매니폴드(20)는 실질적으로 전자 디바이스(14)의 높이 이상으로 연장되고, 상단부(60)는 전자 디바이스(14) 중 하나의 대략 최상부에 위치한다. 도 1에 도시된 예에서, 복귀 매니폴드(20)의 하단부(62)는 저장소(18) 내에 배치되고, 레벨(50) 아래의 냉각 액체 내에 침지된다. 전자 디바이스(14)의 전자 부품을 냉각한 후에, 냉각 액체가 전자 디바이스로부터 매니폴드(20) 내로 배출된다. 그 후에 복귀되는 냉각 액체는 중력으로 저장소(18) 내의 벌크냉각 유체(bulk cooling fluid) 내로 다시 복귀된다.
전자 디바이스(14)는 액체 침지 냉각되는 전자 디바이스의 임의의 어레이로 구성될 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(14)는 LSS, 블레이드 서버(blade servers), 디스크 어레이/스토리지 시스템(disk arrays/storage systems), 고상 메모리 디바이스(solid state memory devices), 스토리지 영역 네트워크(storage area networks), 네트워크 부착 스토리지(network attached storage), 스토리지 통신 시스템(storage communication systems), 라우터(routers), 원거리 통신 인프라스트럭쳐/스위치(telecommunication infrastructure/switches), 유선, 광 및 무선 통신 디바이스, 셀 프로세서 디바이스(cell processor devices), 프린터, 전원 공급장치 등 및 이들의 임의의 조합일 수 있다.
전자 디바이스(14) 중 하나의 예시적인 구성이 도 2 및 도 3에 도시된다. 다른 전자 디바이스(14)의 각각은 유사한 구조를 가질 수 있다. 전자 디바이스(14)는 내부 공간(72)을 정의하는 디바이스 하우징(70)을 포함한다. 도시된 예에서, 디바이스 하우징(70)은 완전히 또는 부분적으로 개방된 상단을 갖는 트레이의 형태이다. 트레이는 라운드, 삼각형, 사각형, 직사각형, 또는 임의의 다른 형상일 수 있다. 도시된 트레이는 직사각형이고 하부 패널(74), 제 1 단부 패널(76), 제 1 단부 패널(76)에 대향하는 제 2 단부 패널(78), 제 1 측면 패널(80), 및 제 1 측면 패널(80)에 대향하는 제 2 측면 패널(82)을 가진다. 하부 패널(74)에 대향하는 트레이의 상단이 완전히 또는 부분적으로 개방되었다는 것은 패널 또는 다른 클로저(closure)가 상단을 닫지 않음을 의미한다. 하부 패널(74), 단부 패널들(76, 78) 및 측면 패널들(80, 82)은 전자 부품 및 냉각 액체가 포함될 내부 공간(72)을 형성한다. 트레이는 하우징(70)으로부터 의도치 않은 냉각 액체의 누출을 방지하기 위해 액체 기밀(liquid tight)되어 있다.
발열 전자 부품(86)이 실장된 적어도 하나의 회로 기판(84)이 하우징(70)의 내부 공간(72)에 배치된다. 일부 실시예에서, 각각이 그 위에 설치된 발열 전자 부품을 갖는, 복수의 회로 기판이 하우징(70)에 배치될 수 있다. 회로 기판(84)은 하우징(70) 내에서 임의의 적합한 방향으로 설치될 수 있다. 도시된 예에서, 회로 기판(84)이 내부 공간(72) 내에 수평 방향으로 배치되어 회로 기판(84)의 평면은 전달 매니폴드(16) 및 중력 복귀 매니폴드(20)의 종축에 실질적으로 수직하다.
발열 전자 부품(86)은 회로 기판(84)의 상부 표면, 회로 기판(84)의 하부 표면, 또는 도시된 바와 같이 회로 기판(84)의 상부 및 하부 표면 모두에 설치될 수 있다(도 3의 파선은 회로 기판(84)의 하부 표면에 설치된 전자 부품(86)을 도시하고, 따라서 도 3의 상면도에서는 보이지 않는다). 발열 전자 부품(86)은 열을 발생시키고 냉각 액체에 전자 부품을 침지함으로써 냉각하고자 하는 임의의 전자 부품일 수 있다. 예를 들어, 발열 전자 부품(86)은 하나 이상의 프로세서, 예를 들어 CPU 및/또는 GPU, 하나 이상의 전원 공급 장치, 하나 이상의 스위치, 및 다른 전자 부품을 포함할 수 있다.
냉각되어야 할 전자 부품(86)은 내부 공간(72) 내에서 냉각 액체에 침지된다. 도 2의 수평 파선(88)은 하우징(70)의 냉각 액체의 최대 레벨을 나타내고, 회로 기판(84) 및 모든 그 위에 설치된 모든 전자 부품(86)이 그와 직접 접촉하여 냉각 액체에 완전히 침지된다.
냉각 액체는 공급 매니폴드(16)의 액체 전달 출구(46) 중 하나와 유체적으로 연결된 냉각 액체 공급 라인(90)을 통해 하우징(70) 내로 도입된다. 냉각 액체의 유입 흐름을 제어하기 위해 밸브(92)가 공급 라인(90)에 제공될 수 있다. 공급 라인(90)은 전자 디바이스(14)의 멀티-포트 분배 매니폴드(94)에 유체적으로 연결된다. 도시된 예에서, 분배 매니폴드(94)는 하우징(70) 내에 배치되고, 냉각 액체에 침지된다. 그러나, 일부 실시예에서 분배 매니폴드(94)는 하우징(70)의 외부에 위치할 수 있고, 또는 하우징(70) 내이지만 최대 냉각 액체 레벨(50) 위에 위치할 수 있다. 분배 매니폴드(94)에 대신하여, 또는 추가적으로, 냉각 액체는 도 2에 파선으로 나타난 투입 라인(96)을 통해 하우징(70) 내로 직접 투입될 수 있다.
분배 매니폴드(94)는 복수의 분배 출구 포트(98)를 포함한다. 하우징(70)의 벌크 냉각 액체로 및 그로부터의 냉각 액체의 흐름을 방지하기 위해, 예를 들어 밸브에 의해 또는 제거할 수 있는 캡 또는 플러그에 의해, 하나 이상의 출구 포트(98)가 폐쇄될 수 있다. 추가적으로, 냉각 액체가 하우징(70)의 벌크 냉각 액체로 직접 투입되도록 하나 이상의 출구 포트(98)가 개방될 수 있다.
다른 실시예에서, 유체 라인(들) 또는 튜브(100)는 출구 포트(98) 중 하나 이상에 연결될 수 있다. 유체 라인(들)(100)은 유도 흐름(directed flow) 또는 유도 액체 냉각(directed liquid cooling)으로 지칭될 수 있는 복귀 냉각 액체가 직접 발열 전자 부품(86)의 각각으로 향하도록 사용되고, 냉각 액체의 복귀 공급의 흐름은 또한 하우징(70) 내의 벌크 냉각 액체 내에 침지되는 발열 전자 부품(86)으로 유도된다. 일부 실시예에서, 복귀하는 냉각 액체가 발열 전자 부품(86) 위로 흐를 때의 흐름을 제한하기 위해, 분산 플레넘 하우징(dispersion plenum housing)(미도시)이 발열 전자 부품(86) 위에 배치될 수 있고, 유체 라인(100)의 단부에 유체적으로 연결될 수 있다. 유도 액체 냉각 및 분산 플레넘 하우징의 사용은 전문이 본원에 참조로서 포함된 미국 특허 제 7,905,106호에 개시되어 있다.
계속해서 도 2 및 도 3을 참조하면, 하우징(70)은 냉각 액체가 하우징(70)을 빠져나올 수 있고 중력 복귀 매니폴드(20)로 흐를 수 있는 적어도 하나의 냉각 액체 복귀 출구(102)를 더 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 출구(102)는 최대 냉각 액체 레벨(88)에 배치된다. 또한, 출구(102)는 발열 전자 부품(86)의 냉각을 위해 필요한 하우징(70) 내의 냉각 액체의 유량의 체적비를 설정하고 하우징(70) 내의 냉각 액체의 레벨을 설정한다. 냉각 액체가 최대 레벨(88)에 있지 않다면, 냉각 액체는 출구(102)의 밖으로 흐르지 않을 것이다. 그러나, 냉각 액체가 최대 레벨(88)에 도달하는 경우, 냉각 액체는 출구(102)의 밖으로 흐르고, 냉각 유체는 최대 레벨(88)에 유지될 것이다. 출구(102)는 냉각 액체의 레벨을 제어하여 최대 레벨(88)을 유지하고 냉각 액체가 배출되도록 하는 임의의 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 출구(102)는 위어(weir)일 수 있다. 도 3은 하우징(70)의 제 2 단부 패널(78)의 전체 너비에 걸쳐 연장되는 위어 또는 출구(102)를 도시한다. 그러나, 위어 또는 출구(102)는 제 2 단부 패널(78)의 너비의 일부에 걸쳐 연장될 수 있다.
본 명세서 및 청구범위를 통해 사용된 바와 같이, 위어는 냉각 액체가 위어에 연결된 펌프 압력을 사용하지 않고 중력을 통해 내부 공간을 나가는 냉각 액체를 위한 출구이다. 위어는 발열 전자 부품의 냉각을 위해 필요한 내부 공간 내의 냉각 액체의 유량의 체적비를 설정하고 내부 공간 내의 냉각 액체의 레벨을 설정한다. 위어는, 사용하는 동안 펌프에 연결되어 펌프 압력으로 인해 냉각 액체가 출구를 빠져나가도록 하는 출구, 예를 들어 미국 특허 제 7,905,106 호에 기술된 출구(52b, 112) 같은 것과는 다르고, 구분된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 도 1에 도시된 시스템(10)에 사용될 수 있는 액체 침지 냉각 전자 디바이스(110)의 또 다른 실시예가 도시된다. 전자 디바이스(110)는 내부 공간(114)을 정의하는 디바이스 하우징(112)을 포함한다. 도시된 예에서, 디바이스 하우징(112)은 완전히 또는 부분적으로 개방된 상단을 갖는 트레이의 형태이다. 트레이는 라운드, 삼각형, 사각형, 직사각형, 또는 임의의 다른 형상일 수 있다. 도시된 트레이는 직사각형이고 하부 패널(115), 제 1 단부 패널(116), 제 1 단부 패널(116)에 대향하는 제 2 단부 패널(118), 제 1 측면 패널(120), 및 제 1 측면 패널(80)에 대향하는 제 2 측면 패널(122)을 가진다. 하부 패널(115)에 대향하는 트레이의 상단이 완전히 또는 부분적으로 개방되었다는 것은 패널 또는 다른 클로저(closure)가 상단을 닫지 않음을 의미한다. 하부 패널(115), 단부 패널들(116, 118) 및 측면 패널들(120, 122)은 전자 부품 및 냉각 액체가 포함될 내부 공간(114)을 형성한다. 트레이는 하우징(112)으로부터 의도치 않은 냉각 액체의 누출을 방지하기 위해 액체 기밀(liquid tight)되어 있다.
또 다른 실시예에서, 부분적으로 또는 완전히 개방된 상단을 닫기 위해 각 하우징/트레이(112)(또는 하우징/트레이(70))의 상단에 리드(lid)가 제공될 수 있다. 리드의 사용은 냉각 유체의 수분 응축 오염 및/또는 입자의 가능성을 감소시킬 것이다. 예를 들어, 하우징/트레이 내에 전자 장치에 연결하기 위한 임의의 와이어를 위한 하나 이상의 오프닝이 있을 수 있고, 또한 저장소로의 냉각 액체 복귀 경로를 위한 하우징/리드 인터페이스에 적어도 하나의 출구 오프닝(출구(102)로서 전술 또는 후술함)이 있을 수 있기 때문에, 리드는 하우징/트레이(112)의 나머지 부분과 시일/액체 기밀/공기 기밀될 필요가 없다. 리드는, 사용된다면, 전자 부품으로 용이한 접근을 제공하기 위해 하우징에 힌지(hinge)되거나, 하우징(112)으로부터 제거 가능하게 설치될 수 있다.
그위에 설치된 다양한 발열 전자 부품을 갖는 적어도 하나의 회로 기판(124)이 하우징(112)의 내부 공간(114)에 배치된다. 회로 기판(120)은 하우징(112) 내에서 임의의 적합한 방향으로 설치될 수 있다. 도시된 예에서, 회로 기판(124)이 내부 공간(114) 내에 수평 방향으로 배치되어 회로 기판 (124)의 평면은 시스템(10)의 전달 매니폴드(16) 및 중력 복귀 매니폴드(20)의 종축에 실질적으로 수직하다.
한 쌍의 CPU(후술하는 분산 플레넘 하우징(126)에 의해 가려짐)가 회로 기판(124)에 설치된다. 또한, 각각이 GPU(후술하는 분산 플레넘 하우징(130)에 의해 가려지고 그 중 하나만 보임)를 포함하는 복수의 그래픽 카드(128)가 회로 기판(124)에 설치된다. 또한, 전원 공급 장치(132) 및 데이터 및/또는 프로그램 스토리지 디바이스(134)가 하우징(112) 내에 배치되지만 회로 기판(124)에 설치되지 않는다.
냉각되어야 할 전자 디바이스(110)의 전자 부품은 내부 공간(114) 내에서 냉각 액체에 침지된다. 도 4의 라인(140)은 하우징(112)의 냉각 액체의 최대 레벨을 나타내고, 회로 기판(124), CPU와 플레넘 하우징(126), GPU와 플레넘 하우징(130), 회로 기판(124)의 다른 전자 부품 및 그래픽 카드(128)가 그와 직접 접촉하여 냉각 액체에 완전히 침지된다. 또한, 전원 공급 장치(132) 및 스토리지 디바이스(134)가 또한 그와 직접 접촉하여 냉각 액체에 완전히 침지된다.
냉각 액체는 공급 라인(90)과 유사한 냉각 액체 공급 라인을 통해 도 1의 공급 매니폴드(16)의 액체 전달 출구(46) 중 하나와 유체적으로 연결된 냉각 액체 공급 입구(142)를 통해 하우징(112) 내로 도입된다. 입구(142)를 통한 냉각 액체의 유입 흐름을 제어하기 위해, 도 2의 밸브(92)와 유사한, 밸브가 제공될 수 있다. 이 실시예에서, 입구(142)는 제 1 단부 패널(116)에 형성된다. 입구(142)는 전자 디바이스(110)의 멀티-포트 분배 매니폴드(144)에 유체적으로 연결된다. 도시된 예에서, 분배 매니폴드(144)는 하우징(112) 내에 배치되고 냉각 액체에 침지된다. 그러나, 일부 실시예에서 분배 매니폴드(144)는 하우징(12)의 외부에 위치할 수 있고, 또는 하우징(112) 내이지만 최대 냉각 액체 레벨(140) 위에 위치할 수 있다. 분배 매니폴드(144)에 대신하여, 또는 추가적으로, 냉각 액체는 도 2에 나타난 투입 라인(96)과 유사한 투입 라인을 통해 하우징(112) 내로 직접 투입될 수 있다.
분배 매니폴드(144)는 복수의 분배 출구 포트(146)를 포함한다. 하우징(112)의 벌크 냉각 액체로 및 그로부터의 냉각 액체의 흐름을 방지하기 위해, 예를 들어 밸브에 의해 또는 제거할 수 있는 캡 또는 플러그에 의해, 하나 이상의 출구 포트(146)가 폐쇄될 수 있다. 추가적으로, 냉각 액체가 하우징(112)의 벌크 냉각 액체로 직접 투입되도록 하나 이상의 출구 포트(146)가 개방될 수 있다.
다른 실시예에서, 유체 라인(들) 또는 튜브(148)는 출구 포트(146) 중 하나 이상에 연결될 수 있다. 유체 라인(들)(148)은 유도 흐름 또는 유도 액체 냉각으로 지칭될 수 있는 복귀하는 냉각 액체가 직접 발열 전자 부품의 각각에 향하도록 사용되고, 냉각 액체의 복귀 공급의 흐름은 또한 하우징(112) 내의 벌크 냉각 액체 내에 침지되는 발열 전자 부품으로 유도된다. 도 4 및 도 5에 도시된 예에서, 유체 라인(148) 중 하나가 포트(146)의 각각으로부터 CPU 위의 분산 플레넘 하우징(126)으로 그래픽 카드(128) 상의 GPU 위의 분산 플레넘 하우징(130)으로 연장된다. 분산 플레넘 하우징들(126, 130)은 침지된 CPU 및 GPU 위를 흐를 때 복귀하는 냉각 액체의 흐름을 제한하고, 이에 의하여 CPU 및 GPU의 냉각을 최대화한다. 유도 액체 냉각 및 분산 플레넘 하우징의 사용은 전문이 본원에 참조로서 포함된 미국 특허 제 7,905,106호에 개시되어 있다.
계속해서 도 4 및 도 5를 참조하면, 하우징(112)은 냉각 액체가 하우징(112)을 빠져나올 수 있고 도 1의 중력 복귀 매니폴드(20)로 흐를 수 있는 적어도 하나의 냉각 액체 복귀 출구(150)를 더 포함한다. 출구(150)는 최대 냉각 액체 레벨(140)에 배치된다. 냉각 액체가 최대 레벨(140)에 있지 않다면, 냉각 액체는 출구(150)의 밖으로 흐르지 않을 것이다. 그러나, 냉각 액체가 최대 레벨(140)에 도달하는 경우, 냉각 액체는 출구(150)의 밖으로 흐르고, 냉각 유체는 최대 레벨(140)에 유지될 것이다. 출구(150)는 냉각 액체의 레벨을 제어하여 최대 레벨(140)을 유지하고 냉각 액체가 배출되도록 하는 임의의 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 출구(150)는 위어(weir)일 수 있다. 도 4 및 도 5는 제 1 단부 패널(116)에 형성되고 단부 패널(116)의 일부만에 걸쳐 연장되는 위어 또는 출구(150)를 도시한다. 그러나, 위어 또는 출구(102)는 패널들(118, 120, 122) 중 다른 하나에 형성될 수 있고 그것이 형성된 패널의 전체 길이에 걸쳐 연장될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 도 1의 시스템(10)에 사용될 수 있는 전자 디바이스(200)의 또 다른 실시예가 도시된다. 이 실시예에서, 디바이스(200)는 디바이스 하우징(202) 또는 완전히 또는 부분적으로 개방된 상단을 갖는 트레이를 포함한다. 트레이는 라운드, 삼각형, 사각형, 직사각형, 또는 임의의 다른 형상일 수 있다. 이 실시예에서, 하우징(202) 또는 트레이는 하우징들(70, 112)보다 훨씬 얇다(즉, 더 작은 수직 깊이를 가진다).
복수의 전자 디바이스(204)가 트레이에 설치된다. 도시된 예에서, 세 개의 디바이스(204)가 제공되지만, 더 적거나 더 많은 수의 시스템이 사용될 수 있다. 제한되지 않는 실시예에서, 디바이스(204)의 각각은 비트코인 마이닝 ASIC 하드웨어인 앤트마이너 시스템(Antminer® system)이다. 각각의 앤트마이너 시스템은, 추가적인 방열을 위해 패시브 핀 열 싱크(passive finned heat sink)가 본딩될 수 있는 다수의 ASIC가 채워진, 프린트된 회로 기판, 예를 들어 세 개의 회로 기판들을 포함할 수 있다. 전자 디바이스(204)의 각각을 위한 전원 공급 장치(208)를 포함하는 전원 공급 장치 컨테이너(206) 또한 트레이에 설치된다.
복수의 분배 출구 포트(212)를 포함하는 멀티-포트 분배 매니폴드(210)가 제공된다. 매니폴드(210)는 입구(211)를 통해 도 1의 전달 매니폴드(16)에 유체적으로 연결된다. 유체 라인(214)은 출구 포트(212)와 전자 디바이스(204)의 입구 포트(216) 및 컨테이너(206) 상의 입구 포트(218) 사이에서 연장된다. 유체 라인(214)은 분배 매니폴드(210)로부터 디바이스(204) 내의 전자 장치의 침지 냉각을 위해 전자 디바이스(204)의 내부 공간으로 및 전원 공급 장치(208)의 침지 냉각을 위해 컨테이너(206) 내로 복귀하는 냉각 액체를 유도한다. 디바이스(204) 내부의 냉각 액체의 흐름은, 회로 기판에 의해 형성된 파티션 사이에서 냉각 액체를 분배하는 매니지된 벌크 흐름으로 ASIC 및 회로 기판 상의 다른 전자 부품을 냉각 액체에 침지한다.
도 7을 참조하면, 유체는 입구 포트(216)에 대향하는 디바이스(204) 측에 형성된 출구 오프닝 또는 위어(220)를 통해 디바이스(204)의 각각을 나온다. 디바이스(204)는 일반적으로 액체 기밀되어 디바이스(204)가 출구 오프닝(220)의 레벨까지 냉각 액체로 채워진다. 출구 오프닝(220)에 도달하는 경우, 냉각 액체는 출구 오프닝(220)을 통해 트레이 내로 넘쳐 흐른다. 컨테이너(206)는 그 상단에서 개방될 수 있고(도시됨) 또는 상단이 폐쇄될 수 있다. 출구 오프닝(222)이 입구 포트(218)에 대향하는 컨테이너(206) 측에 형성된다. 컨테이너(206)는 일반적으로 액체 기밀되어 컨테이너(206)가 출구 오프닝(222)의 레벨까지 냉각 액체로 채워진다. 출구 오프닝(222)에 도달하는 경우, 냉각 액체는 출구 오프닝(222)을 통해 트레이 내로 넘쳐 흐른다.
계속해서 도 6 및 도 7을 참조하면, 하우징(202) 또는 트레이는 냉각 액체가 하우징(202)을 나올 수 있고 도 1의 중력 복귀 매니폴드(20)로 흐를 수 있는 적어도 하나의 냉각 액체 복귀 출구(224)(도 7에 나타남)를 더 포함한다. 이 실시예에서, 대부분의 냉각 액체는 전자 디바이스(204) 및 컨테이너(206) 내에 배치되고, 얇은 트레이는 도 1-3 및 4-5의 트레이에 비해 상대적으로 적은 양의 냉각 액체를 갖는다. 출구(224)는 냉각 액체가 트레이의 밖으로 및 중력 복귀 매니폴드 내로 흐르도록 하는 임의의 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 출구(224)는 위어(weir)일 수 있다. 도 7은 분배 매니폴드(210)에 대향하는 트레이 측에 형성되고 트레이의 일부를 걸쳐 연장되는 위어 또는 출구(224)를 도시한다. 그러나, 위어 또는 출구(224)는 트레이의 다른 측에 형성될 수 있고 그것이 형성된 측의 전체 길이에 걸쳐 연장될 수 있다.
도 8-12를 참조하여, 액체 침지 냉각 전자 시스템(330)의 또 다른 실시예가 이제 기술될 것이다. 이 실시예에서, 시스템(10)의 구성 요소와 구조 및 동작이 유사한 구성 요소는 유사한 참조 번호를 사용하여 참조된다. 이 실시예는 펌프(22)(도 11)의 작동이 최소/최대 압력 한계를 만족하도록 제어되는 “양의 정압(positive constant-pressure)” 냉각 액체 전달 시스템을 포함한다.
예를 들어, 시스템(300)에서, 압력 탱크(302)가 전달 매니폴드(16)의 상단에 연결된다. 압력 센서(304)가 시스템(300)에서 적절한 위치, 예를 들어 매니폴드(16)에서 아래로 세 번째 전자 디바이스(14)의 레벨 정도에서, 전달 매니폴드(16) 상에 위치한다. 센서(304)로부터의 압력 판독값은 압력 한계의 최소/최대 설정을 만족하기 위해 펌프(22)의 작동을 제어하는 데에 사용된다. 압력 탱크(302)는 냉각 액체의 버퍼 볼륨(buffer volume)을 제공하는 축압기(accumulator)/압력 탱크의 역할을 하여, 시간 지연의 결과로서 전자 디바이스(14)가 유량의 큰 변동 및 압력의 큰 변화를 겪지 않도록 보장하고, 이는 펌프(22)가 센서 제어 명령에 반응하고 그 후에 센서(304) 및 냉각 액체 공급원에 의해 제공되는 모든 포트에서의 바람직한 압력 조건을 만족시키기 위하여 열 교환기(24), 호스, 매니폴드 등을 통해 냉각 액체를 이동시켜야 할 때 발생할 수 있다.
계속해서 도 8 내지 도 12를 참조하면, 하우징/트레이(70)의 출구(102)로부터 냉각 액체의 복귀 흐름은, 시스템(300)에서 더 낮은 높이에 있는 다른 하우징/트레이(70) 내로 복귀하는 냉각 액체를 공급하지 않거나 다른 하우징/트레이(70) 내로 복귀하는 냉각 액체에 부정적인 영향을 미치지 않는 것이 바람직하다. 또한, 펌프(22)에서 캐비테이션(cavitation) 현상의 가능성을 줄이기 위해 저장소(18)로 복귀되는 복귀 냉각 액체가 최소의 공기 유입을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 중력 복귀 매니폴드(20)에서 복귀 냉각 액체의 긴 수직 낙하를 피하는 것이 바람직하며, 이는 저장소(18)의 냉각 액체의 벌크 체적의 표면에 복귀 냉각 액체가 충돌하면서 긴 수직 낙하가 원치 않는 소음을 발생하고 상당한 공기 유입을 초래할 수 있기 때문이다.
본 목적을 달성하기 위한 방법이 도 9 내지 도 12에 도시된다. 도 8에 도시된 바와 같이 전자 디바이스(14)로부터의 출구(102)가 전자 디바이스(14)의 너비의 일부에 연장한다(도 4 및 도 7의 출구(150, 224)와 유사하다). 도 9 및 도 10에 잘 나타나 있듯이, 복귀 매니폴드(20)의 외부 표면은 일련의 냉각 액체 유출 램프(308), 각 전자 디바이스(14)를 위한 유출 램프(308)를 포함한다. 유출 램프(308)는 각각의 출구(102)로부터 냉각 액체를 수용하는 입구 단부(310) 및 복귀 매니폴드(20)의 내부로 향하는 출구 단부(312)를 가진다. 입구 단부(310) 및 출구 단부(312)의 사이에 램프(308)가 점차 하방으로 경사져, 냉각 액체가 입구 단부(310)로부터 복귀 매니폴드(20)의 내부로 냉각 액체가 흘러 들어가는 출구 단부(312)로 흐른다. 도시된 예에서, 네 개의 전자 디바이스(14)의 제 1 그룹의 유출 램프(308)의 길이가 변하고, 네 개의 전자 디바이스(14)의 제 2 그룹은 네 개의 제 1 그룹과 유사한 변화를 가진다. 입구 단부(310)는 서로의 위에 수직으로 위치하지만, 출구 단부(312)는 네 개의 전자 디바이스(14)의 각 그룹의 서로로부터 횡방향으로 엇갈리게 배치되어, 엇갈린 위치에서 복귀 냉각 액체가 복귀 매니폴드(20) 내로 배출된다.
추가적으로, 복귀 매니폴드(20)의 내부 공간은 복귀 냉각 액체의 긴 수직 낙하를 방지하도록 구성된다. 예를 들어, 도 10 및 도 12에 잘 나타나 있듯이, 매니폴드(20)의 내부에 대략 최상단의 전자 디바이스(14)의 레벨로부터 최하단의 전자 디바이스(14)의 아래로 연장되는 일련의 흐름 차단기(320)가 제공된다. 흐름 차단기(320)는 복귀 매니폴드(20)의 대향하는 전방 및 후방 벽으로부터 돌출하는 일련의 벽으로 도시되고, 전방 벽으로부터 돌출하는 벽은 후방 벽으로부터 돌출하는 벽과 번갈아 나타난다. 출구 단부(312) 중 하나를 통해 복귀 매니폴드(20)를 들어가는 냉각 액체는 전방 벽으로부터 돌출하는 흐름 차단기(320) 중 하나 상으로 흐르고, 그 후에 후방 벽으로부터 돌출하는 다음 흐름 차단기(320) 상으로 흐르도록 유도되고, 그 후에 전방 벽으로부터 돌출하는 다음 흐름 차단기(320) 상으로 흐르도록 액체가 유도된다. 복귀 매니폴드(20) 내에서 번갈아 나타나는 흐름 차단기(320)를 따른 냉각 액체의 캐스캐이드(cascading)는, 어느 하나의 출구(102)로부터의 복귀 흐름이 시스템(300)에서 더 낮은 높이에 있는 다른 하우징/트레이(70) 내로 복귀하는 냉각 액체를 공급하거나 다른 하우징/트레이(70) 내로 복귀하는 냉각 액체에 부정적인 영향을 미치지 않고, 복귀 냉각 액체의 긴 수직 낙하를 피할 수 있도록 하고, 냉각 액체의 스플래시를 최소화함으로써 공기 유입을 감소시킨다.
도 13(도 12와 함께)은 액체 침지 냉각 시스템(400)의 또 다른 예를 도시한다. 시스템(400)은 구조에 있어서 시스템(300) 또는 시스템(10)과 유사할 수 있다. 이 실시예에서, 시스템(300) 또는 시스템(10)의 구성 요소와 구조 및 동작이 유사한 구성 요소는 유사한 참조 번호를 사용하여 참조된다. 이 실시예에서, 저장소(18)는 수분 응축(water condensate)이 존재하는 경우 어디에 축적될지를 제어하는 컨투어된(contoured) 바닥을 포함한다. 특히, 냉각 액체는 전형적으로 물보다 적은 비중을 갖는 오일이다. 냉각 액체 및 물은 혼화될 수 없으므로, 저장소(18)의 바닥의 경사가 물방울을 최저점으로 인도하는 한 수분은 가장 낮은 위치에서 저장소(18)의 하부에 침전될 것이다. 냉각 액체는 저장소(18)에서 응축된 수분 위로 단순히 층을 형성할 것이다.
도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 저장소(18)의 컨투어된 바닥은 수분 응축을 모으기 위하여 의도된 웰(well) 또는 리세스(recess)(402)와 함께 형성된다. 저장소(18)의 바닥은 웰(402)을 향해 컨투어되므로 임의의 수분 응측이 웰(402)에 축적될 수 있다. 수분 센서(404)가 축적된 물을 감지하기 위하여 웰(402)에 위치할 수 있다. 웰(402)으로부터 물을 배출하는 매커니즘 또한 제공될 수 있다. 예를 들어, 매커니즘은 웰(402)로부터 사이펀 펌프(siphon pump)(미도시)가 시스템의 밖으로 물을 끌어내기 위해 부착될 수 있는 저장소(18)의 밖으로 연장할 수 있는 사이펀 튜브(siphon tube)(406)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 웰(402)의 하부로부터의 드레인 포트(drain port)가 웰(402)으로부터 물을 배출하기 위해 수동 또는 자동으로 작동하는 차단 밸브와 함께 제공될 수 있다.
시스템(400)에서, 펌프(22) 내로 물을 흡입하고 물이 전자 장치를 접촉할 수 있는 전자 디바이스(14) 내로 물이 밀려가는 것을 방지하기 위해, 펌프(22)의 입구는 웰(402)에 대해 상대적으로 적절한 위치 및 높이에 배치되어야 한다. 또한, 펌프(22) 내로 유입되는 거품을 줄이기 위해 펌프를 위한 입구는 높이의 관점에서 저장소(18)에서 상대적으로 낮아야 하지만, 저장소(18)의 가장 낮은 부분으로부터 냉각 액체의 흐름으로 펌프(22)가 물을 끌어낼 수 있을 정도로 너무 낮지는 않아야 한다. 도 13은 펌프(22)의 입구 및 웰(402) 사이의 상대적인 위치의 일례를 도시한다. 이 실시예에서, 펌프(22)에 들어가기 전에 냉각 액체를 여과하기 위하여 펌프 출구가 아닌 입구(408)에 필터(54)가 배치된다.
물을 수집하기 위한 웰(402)을 갖는 저장소(18)에 추가적으로, 전자 장치를 수용하는 각각의 하우징/트레이(70, 112)가 유사한 방식으로 수분 응축을 축적하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 저장소(18)와 같이, 수분 응축이 하우징/트레이(70, 112)의 바닥에 형성된 정으로 향하도록 하우징/트레이(70, 112)의 바닥이 컨투어될 수 있다. 하우징/트레이의 정으로부터 축적된 수분을 배출하기 위한 매커니즘 또한 제공될 수 있다.
도 14 내지 도 19는 액체 침지 냉각 전자 시스템(450) 및 시스템(450) 내의 액체 침지 냉각 전자 디바이스(452)의 또 다른 실시예를 도시한다. 시스템(450)에서, 디바이스(452)는 디바이스(452)의 복수의 수직으로 이격된 열(row)(456)로 구성되는 어레이의 래크(454) 상에 지지된다. 각 열(456)은 복수의 디바이스(452)를 포함하는 것으로 도시된다. 그러나, 각 열(456)은 단일의 디바이스(452)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 수직 열이 필요하지 않고, 복수의 디바이스(452)가 단일 수평 어레이에 배치될 수 있다.
시스템(450)은 수직 공급 매니폴드(460), 각 열(456)을 위한 수평 공급 매니폴드(462), 각 열(456)을 위한 수평 복귀 매니폴드 또는 홈(gutter)(464), 수직 중력 복귀 매니폴드 또는 홈(466)(도 15에 잘 나타남), 저장소(468), 펌프(470) 및 열 교환기(472)를 포함할 수 있다. 각 열(456)과 연관된 전원 분배 유닛(474)에 의해 각 전자 디바이스(452)로 전원이 전달될 수 있다.
도 14 내지 도 16을 참조하면, 공급 매니폴드(460)는 냉각된 복귀 냉각 액체를 각 열(456)에 공급한다. 도 14에 나타난 바와 같이, 공급 매니폴드(460)는 프레임(454)을 따라 상향 연장하고, 프레임(454)에 고정된다. 각각의 공급 매니폴드(462)는 냉각된 복귀 냉각 액체를 각 전자 디바이스(452)에 분배하기 위해 공급 매니폴드(460)에 유체적으로 연결된다. 각 열(456)에서 각각의 전자 디바이스(452)에 존재하는 냉각 액체가 복귀 매니폴드(464) 내로 배출되고, 각각의 복귀 매니폴드(464)는 중력 복귀 매니폴드(466)에 유체적으로 연결된다. 중력 복귀 매니폴드(466)는, 디바이스(452)의 발열 전자 장치를 냉각한 후에 중력에 의해 복귀된 복귀 냉각 액체를 모으는 저장소(468)에 유체적으로 연결된다. 저장소로부터, 임의의 적합한 방식으로 냉각 액체를 냉각하는, 상술한 액체 대 액체 또는 액체-공기를 포함하지만 이에 제한되지 않는, 열 교환기(472)로 냉각 액체를 밀어내기 위하여 펌프(470)의 입구가 저장소(468)에 연결된다. 그 후에 냉각된 냉각 액체는 각 열(456)로의 분배를 위해 열 교환기(472)로부터 매니폴드(460) 내로 출력된다.
도 14, 도 17 및 도 18을 참조하면, 각 전자 디바이스(452)는 매니폴드(462)로부터 디바이스(452)의 냉각 액체 입구(478)로 연장하는 공급 라인 또는 공급 튜브(476)를 통해 그것의 공급 매니폴드(462)의 각각에 유체적으로 연결된다. 예를 들어, 디바이스(452)의 각각은 그 안에 배치되고 냉각 액체 내에 침지되는 발열 전자 부품을 갖는 내부 공간을 정의하는 하우징(480)을 포함한다. 제한되지 않는 실시예에서, 디바이스(452)의 각각은 비트코인 마이닝 ASIC 하드웨어인 앤트마이너 시스템(Antminer® system)이다. 각각의 앤트마이너 시스템은, 추가적인 방열을 위해 패시브 핀 열 싱크(passive finned heat sink)가 본딩될 수 있는 다수의 ASIC가 채워진, 프린트된 회로 기판, 예를 들어 세 개의 회로 기판들을 포함할 수 있다. 디바이스(452)의 일부 전자 장치(482)는 각 디바이스(452)의 상부에 배치되고 냉각 액체에 침지되지 않을 수 있다. 디바이스(452)를 위한 전원 공급 장치(490)가 각 디바이스(452)의 옆에 배치될 수 있고 전원 공급 장치(490)는 공기 냉각 또는 액체 침지에 의해 냉각될 수 있다.
하우징(480)의 내부 공간 내로 냉각 액체를 유입하기 위해 입구(478)가 하우징(480)의 제 1 면 또는 전면에 배치된다. 출구 오프닝 또는 위어(484)가 입구(478)를 갖는 면에 대향하는 하우징(480)의 제 2 면 또는 후면에 형성된다. 입구 포트(216)에 대향하는 디바이스(204)의 면에 형성된 출구 오프닝 또는 위어(484)를 통해, 냉각 유체가 디바이스(452)의 각각을 나간다. 도 19에 잘 나타나 있듯이, 출구 오프닝(484)은 복귀 매니폴드(464)에 연결되어, 냉각 액체를 저장소(468)로 복귀시키는 중력 복귀 매니폴드(466)에 유체적으로 연결된 복귀 매니폴드(464)에 의해 나가는 냉각 액체가 수집된다. 하우징(480)의 상부는 개방된다(즉, 하우징(480)을 밀폐하는 리드가 없다). 그렇지 않으면 하우징(480)은 일반적으로 액체 기밀되어, 디바이스(452)는 출구 오프닝(484)의 레벨까지 냉각 액체로 채워진다.
도 20은 전자 시스템(450)에 유사한 액체 침지 냉각 전자 시스템(500)의 또 다른 실시예를 도시하고, 시스템(450)에 유사한 시스템(500)의 구성 요소는 동일한 참조 번호를 사용하여 참조된다. 시스템(500)은 시스템(450)에서 사용된 저장소(468)와 비교하여 더 작은 저장소(468)를 사용하고, 더 작은 저장소(468)는 래크(454)의 아래에 설치된다. 추가적으로, 저장소(468)에 유체적으로 연결된 보조 저장소(468a)가 제공된다. 보조 저장소는 전체 래크(454)에서 디바이스(452)를 채우거나 배출할 때 냉각 액체를 수용하기 위한 추가적인 용량을 제공한다. 도 14의 시스템(450)과 비교하여 시스템(500)의 구성은 래크(454)에서 디바이스(452)의 추가적인 열(456)을 위한 공간을 허용한다.
도 21 내지 도 23은 전자 시스템(450, 500)에 유사한 액체 침지 냉각 전자 시스템(510)의 또 다른 실시예를 도시하고, 시스템(450, 500)에 유사한 시스템(510)의 구성 요소는 동일한 참조 번호를 사용하여 참조된다. 시스템(510)에서, 각각의 열(456)은 자체의 펌프(470) 및 열 교환기(472)를 포함한다. 도 23을 참조하면, 각 열(456)은 공급 매니폴드(462) 및 복귀 매니폴드(464)를 포함한다. 공급 매니폴드(462)는 그 열의 디바이스(452)의 각각으로 냉각 액체를 공급하고, 전자 장치를 냉각한 후에, 냉각 액체는 출구 오프닝(484)을 통해 각 디바이스를 나가 열의 복귀 매니폴드(464) 내로 간다. 매니폴드(464)로부터 열 교환기(472)를 통해 공급 매니폴드(462) 내로 복귀 냉각 액체를 밀어내기 위하여 펌프(470)의 입구가 복귀 매니폴드(464)에 연결된다. 열 교환기(472)는 공기 냉각, 또는 액체 대 액체 냉각을 위한 2차 유체 루프일 수 있고 수직 매니폴드(미도시)를 통해 각 열 교환기(472)에 연결될 수 있다.
시스템(510)의 구성은 시스템(450, 500)의 수직 공급 매니폴드(460) 및 복귀 매니폴드(466)의 필요성을 제거한다. 추가적으로, 시스템(510)의 구성은 도 20의 시스템(500)과 비교하여 시스템(510)의 구성은 래크(454)에서 디바이스(452)의 추가적인 열(456)을 위한 공간을 허용한다. 추가적으로, 각 열(456)에 냉각 유체를 유지하는 것은, 펌프(470)에 의한 펌핑이 보다 효과적이고 디바이스(452)에 비례하는 흐름이 간소화되도록 한다.
도 24 내지 도 27은 액체 침지 냉각 전자 시스템(520)의 또 다른 실시예를 도시한다. 시스템(520)은 하우징(522)의 복수의 수직 간격의 열(526)로 구성되는 어레이의 래크(524) 상에 지지된 복수의 디바이스 하우징(522)을 포함한다. 각 열(526)은 복수의 하우징(522)을 포함하는 것으로 도시된다. 그러나, 각 열(526)은 단일의 하우징(522)을 포함할 수 있다. 추가적으로, 수직 열이 필요하지 않고, 복수의 하우징(522)이 단일 수평 어레이에 배치될 수 있다.
하우징(522)의 각각은, 냉각 액체를 포함하도록 의도되는 내부 공간을 정의하는 액체 기밀 하부 트레이(528), 및 내부 공간을 차단하고 트레이(528)의 냉각 액체 내로 오염의 유입을 방지하는 트레이(528) 위로 배치된 제거 가능한 상부 커버(530)를 포함한다.
도 25 내지 도 27에 잘 나타나 있듯이, 복수의 전자 디바이스(532)가 각 하우징(522)의 내부에 배치된다. 각 디바이스(532)는 디바이스(204)에 유사하게 구성될 수 있다. 특히, 디바이스(532)의 각각은 상술한 비트코인 마이닝 ASIC 하드웨어인 앤트마이너 시스템(Antminer® system)으로 구성될 수 있다. 도시된 예에서, 열 개의 디바이스(532)가 하우징(522)의 각각에 도시된다. 그러나, 더 적은 또는 더 많은 수의 디바이스(532)가 하우징(522)의 각각에 배치될 수 있다.
디바이스(532)의 각각은 발열 전자 부품(536)을 포함하는 내부 공간을 정의하는 개방된 상단의 디바이스 하우징(522)을 포함한다. 디바이스 하우징(534)은 그 안에 냉각 액체를 포함하도록 구성되고, 적어도 일부의 전자 부품(536)이 그 안에 침지된다. 도 26에 나타난 바와 같이, 일부 전자 부품은 도 4 및 도 5의 분산 플레넘 하우징(126, 130)과 기능이 유사한 분산 플레넘 하우징(538)에 의해 커버될 수 있다. CPU 또는 GPU와 같은 발열 부품(536)의 위로 흐를 때 냉각 액체가 유입되는 것을 제한하는, 각 플레넘 하우징(538)에 연결된 입구 라인(540)을 통해 냉각 액체가 각 하우징(534)에 유입될 수 있다. 유입 냉각 액체는 그 후에 하우징(534)의 벌크 냉각 액체에 유입된다. 냉각 액체는 각 하우징(534)에 형성된 출구 오프닝 또는 위어(542)(도 7의 출구 오프닝(220)에 유사함)를 통해 각 하우징(534)을 나오고, 그 후에 나오는 냉각 액체는 중력에 의해 트레이(528)의 내부 공간에 포함된 벌크 액체 내로 떨어진다.
추가적으로, 디바이스(532)의 적어도 일부의 전자 장치가 하우징(522)의 하부 트레이(528) 내에 포함된 벌크 냉각 액체에 침지된다. 예를 들어, 도 25에 도시된 바와 같이, 각 디바이스(532)를 위한 전원 공급 장치(544)가 각 디바이스(532)의 아래에 배치되고, 각 전원 공급 장치(544)가 트레이(528)의 벌크 냉각 액체 내에 부분적으로 또는 완전히 침지된다. 전원 공급 장치(544) 또는 다른 전자 장치가 적절히 침지될 수 있도록, 트레이(528)의 벌크 냉각 액체는 레벨(546)에 유지될 수 있다.
냉각 액체는 펌프(548)에 의해 시스템(520)에서 순환된다. 펌프(548)는 하우징(522) 내에 또는 펌핑 기능을 수행하기 위한 임의의 적합한 위치에 배치될 수 있다. 펌프(548)는 트레이(528) 내의 벌크 냉각 액체 내에 배치된 입구(550)를 가지고, 냉각 액체를 냉각하기 위해 열 교환기(552)로 냉각 액체를 밀어낸다. 열 교환기(552)는 하우징(552) 내에 또는 열 교환 기능을 수행하기 위한 임의의 적합한 위치에 배치될 수 있다. 열 교환기(552)는 예를 들어 액체 대 액체 열 교환을 위해 외부의 냉각 유체 루프(554)에 연결될 수 있고, 또는 열 교환기(552)는 액체 대 공기 열 교환을 통해 냉각 액체를 냉각할 수 있다. 펌프(548)의 출구는, 디바이스(532)의 각각으로 냉각된 냉각 액체를 복귀시키기 위해 입구 라인(540)이 유체적으로 연결된 하우징(522) 내의 공급 매니폴드(556)에 연결된다.
도시된 시스템(520)에서, 냉각 액체는 하우징(522)을 절대 떠나지 않는다. 냉각 액체는 디바이스(532)의 하우징(534)의 각각으로 유입되고, 그 안의 전자 장치를 냉각하고, 그 후에 출구 오프닝 또는 위어(542)를 나오고, 중력에 의해 트레이(528) 내의 벌크 냉각 액체 내로 떨어지고, 냉각 액체는 그 후에 냉각을 위해 열 교환기로 펌핑되고, 그 후에 각 디바이스(532)의 하우징(534) 내로 다시 펌핑된다. 동시에, 트레이(528)의 벌크 냉각 액체는 전원 공급 장치(544) 및 시스템(520)의 임의의 다른 부분을 냉각 액체와 접촉하여 냉각한다. 시스템(520)의 구성은 별도의 유체 저장소뿐 아니라 공급 및 복귀 매니폴드의 필요성을 제거한다.
도 28은 시스템(520)에 유사한 액체 침지 냉각 전자 시스템(560)의 또 다른 실시예를 도시하고, 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 사용하여 참조된다. 시스템(560)에서, 각 열(526)의 하우징(522)은 펌프(564) 및 열 교환기(566)를 포함하는 펌프 및 열 교환기 모듈(562)을 공유한다. 각 하우징(522)의 트레이(528)로부터의 냉각 액체는 펌프(564)에 의해, 공급 매니폴드(556)를 통해 디바이스(532)로 냉각된 냉각 액체를 복귀시키기 전에 냉각 액체를 냉각하는 열 교환기(566)로 펌핑된다. 열 교환기(566)는 2차 냉각제 액체를 갖는 2차 냉매 루프로 열 교환을 통해 냉각 액체를 냉각하도록 구성될 수 있고, 또는 적절하다고 판단되면 공기를 사용하여 냉각될 수 있다. 도 28의 화살표는 모듈(562)을 통한 냉각 액체의 흐름을 도시한다. 하우징(522)이 모듈(562)을 공유하기 때문에, 두 하우징(522) 사이에서 냉각 액체가 공유될 수 있다.
도 29 내지 도 31은 액체 침지 냉각 전자 시스템(570)의 또 다른 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 시스템(570)은 래크 상에 적절하게 지지된 복수의 전자 디바이스 하우징(572)을 갖는 고밀도 GPU 또는 CPU 어레이로 구성된다. 도 30에 나타난 바와 같이, 각 하우징(572)은 원하는 경우 제거 가능한 커버에 의해 커버될 수 있는, 개방된 상단의 액체 기밀 트레이(574)를 포함한다. 트레이(574)는 그 안에 냉각 액체를 포함하도록 구성된다. 복수의 카드 또는 회로 기판(576)이 트레이(574) 내에 배치된다. 도시된 예에서, 카드(576)는 수직으로 서로에 대해 평행하게 배열된다. 카드(576)는 그래픽 처리 유닛(GPUs) 또는 중앙 처리 유닛(CPUs)로 구성되고, 각 카드(576)는 그 위에 설치된 하나 이상의 프로세서를 가진다.
공급 매니폴드(578)는 냉각된 후에, 복귀 냉각 액체를 각 카드(576)로 공급한다. 공급 매니폴드(578)는 트레이(574)의 내부 공간의 밖에 배치된 것으로 도시된다. 그러나, 공급 매니폴드(578)는 다른 곳에 위치할 수 있다. 트레이(574)의 반대면은 냉각 액체가 그것을 통해 트레이(574)를 나갈 수 있는 출구 오프닝 또는 위어(580)를 포함한다. 도 29에 잘 나타나 있듯이, 오프닝(580)을 나가는 냉각 액체는 중력에 의해 냉각 액체를 저장소로 복귀시키는 복귀 홈 또는 매니폴드(582) 내로 떨어지고, 열 교환기(미도시)에 의해 액체가 냉각되고 펌프(미도시)에 의해 펌핑되고 복귀 매니폴드를 통해 래크 상의 하우징(572)의 각 열로 다시 가서, 최종적으로 트레이(574)로 복귀하기 위해 공급 매니폴드(578) 내로 간다.
도 30 및 도 31을 참조하면, 공급 라인(584)은 공급 매니폴드(578)로부터 카드(576)로 연장된다. 각 공급 라인(584)을 통한 흐름은 적절한 밸브(586)에 의해 제어될 수 있다. 냉각을 개선하기 위해, 트레이(574)에 포함된 벌크 냉각 액체 내로 흐르기 전에, 도 31의 하우징으로 표시된 프로세서 위로 흐르는 경우 복귀하는 냉각된 냉각 액체를 제한하는 분산 플레넘 하우징(588)에 의해 카드(576)의 프로세서가 감싸질 수 있다.
본 출원에 개시된 예는 모든 면에서 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 청구 범위에 의해 나타나고, 청구범위의 의미 및 균등 범위 내의 모든 변형이 그 안에 포함되도록 의도된다.

Claims (10)

  1. 액체 침지 냉각 전자 디바이스에 있어서,
    내부 공간 및 최대 유전성 냉각 액체 레벨을 정의하는 디바이스 하우징;
    상기 디바이스 하우징의 상기 내부 공간 내에 배치된 발열 전자 부품;
    상기 내부 공간 내의 유전성 냉각 액체로, 상기 발열 전자 부품과 직접 접촉하며 발열 전자 부품을 침지시키는 상기 유전성 냉각 액체;
    유전성 냉각 액체가 상기 내부 공간에 유입되는 상기 디바이스 하우징의 유전성 냉각 액체 입구; 및
    유전성 냉각 액체가 상기 내부 공간으로부터 빠져나오는 상기 디바이스 하우징의 유전성 냉각 액체 출구 위어(weir)로, 상기 디바이스 하우징의 상기 최대 유전성 냉각 액체 레벨에 배치되는 상기 유전성 냉각 액체 출구 위어를 포함하고, 상기 유전성 냉각 액체 출구 위어는 상기 발열 전자 부품의 냉각을 위해 필요한 상기 내부 공간 내의 상기 유전성 냉각 액체의 유량의 체적비(volumetric rate of flow)를 설정하고 상기 내부 공간 내의 상기 유전성 냉각 액체의 레벨을 설정하는 것인,
    액체 침지 냉각 전자 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디바이스 하우징은 제 1 면 및 상기 제 1 면에 대향하는 제 2 면을 포함하고,
    상기 유전성 냉각 액체 입구는 상기 제 1 면에 있고 상기 유전성 냉각 액체 출구 위어는 상기 제 2 면에 있는 것인, 액체 침지 냉각 전자 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 공간 내의 매니폴드로, 상기 유전성 냉각 액체 입구에 유체적으로 연결되는 상기 매니폴드, 및
    상기 매니폴드로부터 연장하고 상기 발열 전자 부품 중 하나 상으로 직접 상기 유전성 냉각 액체의 복귀 흐름을 유도하는 튜브를 더 포함하는 것인, 액체 침지 냉각 전자 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전성 냉각 액체 출구 위어는 상기 디바이스 하우징에서 상기 유전성 냉각 액체 입구의 위치보다 더 높은 수직 레벨에 위치하는 것인, 액체 침지 냉각 전자 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열 전자 부품은 비트코인 마이닝 ASIC 하드웨어를 포함하는 것인, 액체 침지 냉각 전자 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열 전자 부품은 적어도 하나의 전원 공급 장치, 프로세서 및 스위치를 포함하는 것인, 액체 침지 냉각 전자 디바이스.
  7. 액체 침지 냉각 전자 시스템에 있어서,
    복수 개의 제 1 항에 기재된 액체 침지 냉각 전자 디바이스;
    유전성 냉각 액체 전달 매니폴드로, 적어도 하나의 입구 및 복수의 전달 출구를 포함하고, 상기 전달 출구의 각각이 상기 유전성 냉각 액체 입구에 유체적으로 연결되어 상기 유전성 냉각 액체의 각각이 상기 디바이스 하우징의 상기 내부 공간으로 상기 유전성 냉각 액체를 전달하는 상기 유전성 냉각 액체 전달 매니폴드;
    상기 유전성 냉각 액체를 공급하도록 구성되는 유전성 냉각 액체 저장소;
    상기 유전성 냉각 액체 저장소에 유체적으로 연결되는 펌프 입구 및 상기 유전성 냉각 액체 전달 매니폴드의 상기 적어도 하나의 입구에 유체적으로 연결되는 펌프 출구를 갖는 펌프; 및
    유전성 냉각 액체 중력 복귀 매니폴드로, 상기 유전성 냉각 액체 출구 위어의 각각이 상기 유전성 냉각 액체 중력 복귀 매니폴드에 유체적으로 연결되고, 상기 유전성 냉각 액체 중력 복귀 매니폴드가 상기 유전성 냉각 액체 저장소에 유체적으로 연결되고, 이에 의하여 상기 유전성 냉각 액체 출구 위어를 통해 나온 상기 유전성 냉각 액체가 상기 유전성 냉각 액체 중력 복귀 매니폴드에 의해 상기 유전성 냉각 액체 저장소로 중력에 의해 복귀되는 것인, 상기 유전성 냉각 액체 중력 복귀 매니폴드;
    를 포함하는, 액체 침지 냉각 전자 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 액체 침지 냉각 전자 디바이스는 복수의 수직으로 이격된 열(row)을 포함하는 어레이로 배열되고, 상기 열은 래크(rack) 상에 배치된 것인, 액체 침지 냉각 전자 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 유전성 냉각 액체 저장소는 상기 수직으로 이격된 열 아래의 상기 래크의 베이스에 배치된 것인, 액체 침지 냉각 전자 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 유전성 냉각 액체 저장소에 유체적으로 연결되어 상기 유전성 냉각 액체 저장소로부터 상기 유전성 냉각 액체를 냉각하는 열 교환기를 더 포함하는 것인, 액체 침지 냉각 전자 시스템.
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