TWI509394B - 伺服器及伺服主機 - Google Patents

Description

伺服器及伺服主機

本發明係一種電子數位資料處理設備，特別是一種伺服器及伺服主機。

隨著科技的進步，現今社會已進入網際網路的時代，人們的生活已與網路密不可分。隨著網際網路的使用者日趨增長，架設網際網路的硬體需求亦日趨加重，所以用於架設網際網路的伺服器伴演著重要的角色。

目前伺服器發展的範圍除了結合網際網路與電信業的應用，也深入到一般人生活中，例如金融、財經、網路銀行、網路信用卡的使用等，這些都必需靠著伺服器強大的運算能力，才能做到資料高度保密而不易被破解的程度。在區域網路、網際網路或是其他網路中，伺服器可提供各類處理過的資訊，讓透過網路連結到伺服器的其他終端機，可以得到需要的資料或結果，輸出給需要的數位運算裝置。

傳統的直立式伺服器，體積大且又佔空間，當企業使用多台伺服器時，伺服器存放空間就成為棘手的問題。因此習知技術發展出機架式伺服器。機架式伺服器是將數台伺服主機放置於櫃體統一管理，並分別配置中央處理單元、晶片組、記憶體與硬碟。每一台伺服主機其實就是一個獨立運作、可抽換的計算機。

然而，機架式伺服器內的伺服主機的排列相當地集中並且密 集，機架式伺服器又會產生大量的熱能，若不能順利散熱，則會影響伺服器運轉的穩定性，而這一直是資料中心(data center)所必須面對的重要問題。因此，如何維持伺服器良好的散熱功效是目前設計人員需要解決的問題。

鑒於以上的問題，本發明是關於一種伺服器及伺服主機，藉以解決伺服器會產生大量的熱能導致伺服器運轉不穩定的問題。

本發明一實施例所揭露的伺服器，包括一櫃體、一伺服主機以及一風扇模組。伺服主機，配置於櫃體。風扇模組配置於櫃體。伺服主機包括一機殼、一電路板、一第一熱源、一第二熱源、一液冷裝置以及一遮風罩。電路板配置於機殼。第一熱源以及第二熱源配置於電路板。液冷裝置與第二熱源熱接觸。遮風罩配置於機殼。遮風罩覆蓋第二熱源。當風扇模組運作時，風扇模組使一氣體流經伺服主機，其中，藉由遮風罩覆蓋第二熱源以使氣體流經第一熱源的流量大於氣體流經第二熱源的流量。

本發明一實施例所揭露的伺服主機，包括一機殼、一電路板、一第一熱源、一第二熱源、一液冷裝置以及一遮風罩。電路板配置於機殼。第一熱源以及第二熱源配置於電路板。液冷裝置與第二熱源熱接觸。遮風罩配置於機殼。遮風罩覆蓋第二熱源，以使流經第一熱源的氣體的流量大於流經第二熱源的氣體的流量。

根據上述本發明實施例所揭露的伺服器及伺服主機，由於遮風罩覆蓋第二熱源以使氣體流經第一熱源的流量大於氣體流經第 二熱源的流量，因此流經第一熱源的氣流不易受到第二熱源的加熱，是以本實施例可以提升氣流對於第一熱源的散熱效率。另外，由於被遮風罩覆蓋的第二熱源的熱量是被液冷裝置排除，因此本實施例亦能夠在不造成殼體內流動之氣流的溫度升高的前提下，移除第二熱源的熱量。是以相較於習知技術而言，上述實施例的伺服器及伺服主機具有較佳的散熱效率。

以上之關於本發明內容的說明及以下的實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明的詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明的技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露的內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關的目的及優點。以下的實施例係進一步詳細說明本發明的觀點，但非以任何觀點限制本發明的範疇。

在以下說明中，所使用之第一、第二、第三等字眼是用以區分圖式中之不同元件、組成、區域。這些字眼並非用以限制元件、組成、區域。也就是說，在不脫離本發明的精神和範圍內，所敘述之第一元件、第一組成、第一區域也可以是第二元件、第二組成、第二區域。

請參閱「第1圖」，「第1圖」為根據本發明一實施例所揭露 的伺服器的立體示意圖。伺服器5，包括一櫃體10、一伺服主機20以及一風扇模組30。伺服主機20配置於櫃體10。風扇模組30配置於櫃體10。其中，伺服主機20係沿一第一方向D1以移入櫃體10或自櫃體10抽出。而風扇模組30產生的氣流係沿一第二方向D2在櫃體10內流動。在本實施例中，第一方向D1垂直於第二方向D2。但第一方向D1垂直第二方向D2並非用以限定本發明，在其他實施例中，第一方向D1可平行於第二方向D2。

以下將針對伺服主機20的結構作更詳細的介紹。請參閱「第2A圖」及「第2B圖」，「第2A圖」為「第1圖」的伺服主機的立體示意圖，「第2B圖」為「第1圖」的伺服主機及風扇模組的剖切示意圖。伺服主機20，包括一機殼210、一電路板220、一第一熱源230、一第二熱源240、一液冷裝置250以及一遮風罩260。電路板220配置於機殼210。第一熱源230以及第二熱源240配置於電路板220。液冷裝置250與第二熱源240熱接觸，使得第二熱源240產生的熱能經由液冷裝置250而被帶離伺服主機20。進一步來說，第一熱源230所能產生的發熱功率係低於第二熱源240所能產生的發熱功率。藉由液冷裝置250以將發熱功率較高的第二熱源240產生的熱帶走，而風扇模組30產生的氣流僅須將發熱功率較低的第一熱源230產生的熱帶走，因此較為節省電能。其中，第一熱源230例如為一南橋，第二熱源例如為一北橋或一中央處理器，但並不以此為限制。

遮風罩260配置於機殼210並且覆蓋第二熱源240，以將伺服 主機20內區分出一氣冷空間280以及一液冷空間290。其中氣冷空間280內是藉由風扇模組30以將置於氣冷空間280內的第一熱源230所產生的熱能帶離伺服主機20，而液冷空間290內則是藉由液冷裝置250以將置於液冷空間290內的第二熱源240所產生的熱能帶離伺服主機20。

以下將針對風扇模組30如何對氣冷空間280進行散熱作更詳細的說明。在本實施例及部分其他實施例中，機殼210包括一底板212以及彼此相對的兩側板214。其中一側板214具有一入風口216，另一側板214具有一出風口218。入風口216及出風口218係分別對應第一熱源230。因此，當風扇模組30運轉時，一氣體自入風口216流入伺服主機20，並在氣冷空間280內與第一熱源230進行熱交換，使得第一熱源230產生的熱能被氣體帶走，並經由出風口218被帶離伺服主機20。

在下述段落中將針對液冷裝置250如何將第二熱源240產生的熱能帶離伺服主機20進行舉例說明。在本實施例及部分其他實施例中，液冷裝置250包括一幫浦252、一液冷管路254、一熱交換器256以及一冷卻液。其中，當幫浦252運轉時，幫浦252對相連的的液冷管路254施加一壓力，使得液冷管路254中的冷卻液沿著液冷管路254流動。其中，液冷管路254穿過遮風罩260以與第二熱源240熱接觸。當液冷管路254與第二熱源240熱接觸時，流經第二熱源240的冷卻液會吸收第二熱源240的熱能。因此，吸熱後的冷卻液的溫度會上升甚至汽化。接著，冷卻液沿 著液冷管路254流經熱交換器256。在熱交換器256中，冷卻液與熱交換器256進行另一次熱交換。因而冷卻液回到較低溫的液態，而熱能則被熱交換器排出伺服器5外。因此，藉由冷卻液在液冷管路254持續的循環、流動，液冷裝置250得以將第二熱源240產生的熱能排出伺服器5外。

當風扇模組30運作時，風扇模組30使一氣體流經伺服主機20。其中，因為遮風罩260覆蓋第二熱源240。因而，風扇模組30產生的氣流絕大部分均用於對氣冷空間280內的第一熱源230進行散熱。相較於利用風扇模組30產生的氣流將整個伺服主機20內的空間進行冷卻的技術而言，在本實施例中，風扇模組30產生的氣流不必與第二熱源進行熱交換，因此氣流能夠維持低溫並且具有較佳的熱交換能力，因而本實施例所揭露之伺服器及伺服主機具有較佳的散熱效率。另一方面，液冷裝置250僅須針對液冷空間290內的第二熱源240進行散熱，因此在管路的設計上只需要將液冷裝置250的管路與第二熱源240接觸即可，不必接觸全部的發熱元件。相較於習知技術中，須將液冷裝置250的管路接觸每一發熱元件，在管路的設計上較為複雜。因此本實施例所揭露之伺服器及伺服主機在管路的設計上也比習知技術簡單。

接下來請參閱「第3A圖」及「第3B圖」，「第3A圖」為「第1圖」的伺服主機及導流板的立體示意圖，「第3B圖」為「第1圖」的伺服主機、導流板及風扇模組的剖切示意圖。在本實施例及部分其他實施例中，伺服主機20更包括第三熱源232，設置於 第二熱源240之間。由於空氣流動時會朝阻力小的方向移動，因此在風扇模組30運轉時，產生的氣流流經第一熱源230的流量係遠大於經第三熱源232的流量，因而在第三熱源232產生的熱能僅有少部分被氣流帶走，使得第三熱源232的散熱效率不佳。為了改善此問題，在本實施例及部分其他實施例中，伺服主機20更包括一導流板270，配置於機殼210內。藉由遮風罩260以及導流板270，因此得以將來自入風口216的空氣導引至第三熱源232，以將第三熱源232產生的熱能帶離伺服主機20。

導流板270除了可將氣流導引至第二熱源240之間的第三熱源232，在本實施例及部分其他實施例中，導流板270更具有集風的功效。在本實施例及部分其他實施例中，伺服主機20更包括另一第四熱源234以及另一導流板272。第四熱源234配置於電路板220。導流板272配置於機殼210內。導流板272在第四熱源234構成一類似隧道之結構，因此導流板272可將風扇模組30產生的氣流集中並使氣流沿著導流板272流經第四熱源234，以將第四熱源234產生的熱能帶離伺服主機20，進而提升伺服主機20的散熱效率。

為了進一步提升伺服主機的散熱效率以及使液冷裝置的設計更為簡單，可再針對氣冷空間以及液冷空間作進一步的規劃。請參閱「第4圖」，「第4圖」為本發明另一實施例的伺服主機的平面圖。由於本實施例與「第1圖」的實施例相似，其中相同的標號代表著與「第1圖」的實施例相同或類似的元件，因此只針對 不同之處作說明。在本實施例及部分其他實施例中，伺服主機20’係規劃成數個氣冷空間280’以及數個液冷空間290’，其中發熱功率較低的第一熱源230’配置於氣冷空間280’，而發熱功率較高的第二熱源240’配置於液冷空間290’，並且遮風罩260’覆蓋第二熱源240’。藉此，將伺服主機20’中規劃出數個風道。因此風扇模組30’產生的氣流僅須沿著氣冷空間280’的直線風道以流經第一熱源230’，不必增設導流板以將氣流導引至第一熱源230’進行散熱。因此，更縮短了氣流的流動路徑，因而可再提升伺服主機20’的散熱效率。此外，風道的設計也使得液冷裝置250’的管路在設置時更為簡單，例如可以減少將管路避開第一熱源230’或者穿過遮風罩260’等的次數，因此在液冷裝置250’的管路的設置上也更為方便。

根據上述本發明實施例所揭露的伺服器及伺服主機，由於遮風罩覆蓋第二熱源以將伺服主機內區分出氣冷空間以及液冷空間，使氣體流經第一熱源的流量大於氣體流經第二熱源的流量，因此流經第一熱源的氣流不易受到第二熱源的加熱，是以本實施例可以提升氣流對於第一熱源的散熱效率。另外，由於被遮風罩覆蓋的第二熱源的熱量是被液冷裝置排除，因此本實施例亦能夠在不造成殼體內流動之氣流的溫度升高的前提下，移除第二熱源的熱量。是以相較於習知技術而言，上述實施例的伺服器及伺服主機具有較佳的散熱效率。

此外，在部分的其他實施例中，伺服主機規劃成數個氣冷空 間以及數個液冷空間以將伺服主機規劃出數個風道。因此可再縮短風扇模組產生的氣流的流動路徑，因而可再提升伺服主機的散熱效率。此外，液冷裝置的液冷管路的設計也將更為簡易。

雖然本發明以前述的較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的專利保護範圍須視本說明書所附的申請專利範圍所界定者為準。

5‧‧‧伺服器

10‧‧‧櫃體

20、20’‧‧‧伺服主機

210‧‧‧機殼

212‧‧‧底板

214‧‧‧側板

216‧‧‧入風口

218‧‧‧出風口

220‧‧‧電路板

230、230’‧‧‧第一熱源

232‧‧‧第三熱源

234‧‧‧第四熱源

240、240’‧‧‧第二熱源

250、250’‧‧‧液冷裝置

252‧‧‧幫浦

254‧‧‧液冷管路

256‧‧‧熱交換器

260、260’‧‧‧遮風罩

270、272‧‧‧導流板

280、280’‧‧‧氣冷空間

290、290’‧‧‧液冷空間

30、30’‧‧‧風扇模組

「第1圖」為根據本發明一實施例所揭露的伺服器的立體示意圖。

「第2A圖」為「第1圖」的伺服主機的立體示意圖。

「第2B圖」為「第1圖」的伺服主機及風扇模組的剖切示意圖。

「第3A圖」為「第1圖」的伺服主機及導流板的立體示意圖。

「第3B圖」為「第1圖」的伺服主機、導流板及風扇模組的剖切示意圖。

「第4圖」為本發明另一實施例的伺服主機的平面圖。

20‧‧‧伺服主機

210‧‧‧機殼

212‧‧‧底板

214‧‧‧側板

216‧‧‧入風口

218‧‧‧出風口

220‧‧‧電路板

230‧‧‧第一熱源

240‧‧‧第二熱源

260‧‧‧遮風罩

280‧‧‧氣冷空間

290‧‧‧液冷空間

Claims (10)

1. 一種伺服器，包括一櫃體；一伺服主機，配置於該櫃體，該伺服主機包括：一機殼；一電路板，配置於該機殼；一第一熱源，配置於該電路板；一第二熱源，配置於該電路板；一液冷裝置，與該第二熱源熱接觸；以及一遮風罩，配置於該機殼，該遮風罩覆蓋該第二熱源；以及一風扇模組，配置於該櫃體；其中，當該風扇模組運作時，該風扇模組使一氣體流經該伺服主機，藉由該遮風罩覆蓋該第二熱源以使該氣體流經該第一熱源的流量大於該氣體流經該第二熱源的流量。
2. 如請求項1所述的伺服器，其中該第一熱源所能產生的發熱功率低於該第二熱源所能產生的發熱功率。
3. 如請求項1所述的伺服器，其中該機殼包括一底板以及彼此相對的兩側板，該些側板的其中之一具有一入風口，該入風口對應該第一熱源。
4. 如請求項3所述的伺服器，其中該伺服主機更包括一導流板，配置於該機殼內，該遮風罩與該導流板用以將來自該入風口的 氣體導引至該第一熱源。
5. 如請求項1所述的伺服器，其中該液冷裝置包括：一幫浦；一液冷管路，該幫浦連接該液冷管路，該液冷管路穿過該遮風罩並與該第二熱源熱接觸；一熱交換器，該熱交換器連接該液冷管路；以及一冷卻液，該冷卻液置於該液冷管路內。
6. 一種伺服主機，包括：一機殼；一電路板，配置於該機殼；一第一熱源，配置於該電路板；一第二熱源，配置於該電路板；一液冷裝置，與該第二熱源熱接觸；以及一遮風罩，配置於該機殼，該遮風罩覆蓋該第二熱源，以使流經該第一熱源的氣體的流量大於流經該第二熱源的氣體的流量。
7. 如請求項6所述的伺服主機，其中該第一熱源所能產生的發熱功率低於該第二熱源所能產生的發熱功率。
8. 如請求項6所述的伺服主機，其中該機殼包括一底板以及彼此相對的兩側板，該些側板的其中之一具有一入風口，該入風口對應該第一熱源。
9. 如請求項8所述的伺服主機，更包括一導流板，配置於該機殼 內，該遮風罩與該導流板用以將來自該入風口的氣體導引至該第一熱源。
10. 如請求項6所述的伺服主機，其中該液冷裝置包括：一幫浦；一液冷管路，該幫浦連接該液冷管路，該液冷管路穿過該遮風罩並與該第二熱源熱接觸；一熱交換器，該熱交換器連接該液冷管路；以及一冷卻液，該冷卻液置於該液冷管路內。