WO2014175786A1 - System for the liquid cooling of a multiprocessor computing complex, an assembly, and a thermal conduction module - Google Patents

System for the liquid cooling of a multiprocessor computing complex, an assembly, and a thermal conduction module Download PDF

Info

Publication number
WO2014175786A1
WO2014175786A1 PCT/RU2014/000299 RU2014000299W WO2014175786A1 WO 2014175786 A1 WO2014175786 A1 WO 2014175786A1 RU 2014000299 W RU2014000299 W RU 2014000299W WO 2014175786 A1 WO2014175786 A1 WO 2014175786A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat sink
module
sink module
heat
inlet
Prior art date
Application number
PCT/RU2014/000299
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Виталий Викторович АНАНЬЕВ
Николай Владимирович БОДУНОВ
Алексей Михайлович МАКАРУШКИН
Ксения Сергеевна МЕЩЕРЯКОВА
Андрей Феликсович СЛЕПУХИН
Антон Валериевич СМОЛЕНСКИЙ
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Т-Платформы"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Т-Платформы" filed Critical Открытое акционерное общество "Т-Платформы"
Publication of WO2014175786A1 publication Critical patent/WO2014175786A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/20763Liquid cooling without phase change
    • H05K7/20772Liquid cooling without phase change within server blades for removing heat from heat source
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/20Cooling means
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2200/00Indexing scheme relating to G06F1/04 - G06F1/32
    • G06F2200/20Indexing scheme relating to G06F1/20
    • G06F2200/201Cooling arrangements using cooling fluid
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Definitions

  • the claimed group of inventions relates to the field of cooling devices used for digital computing and data processing devices and can be used in the design of server platforms designed for high-performance computing and computer simulation.
  • a cooling device for a printed circuit board in contact with the printed circuit board is made of a metal plate, on the surface of which there are holes for attachment to the printed circuit board, and fins, heat-removing pads in contact with the heat-generating elements of the printed circuit board, which are interfaced with cylindrical surfaces with each other friend and with fins.
  • holes for air inlet are made in the area of least heating of the cooling device and along the perimeter of the cooling device, and holes for air outlet are made in the region of the greatest heating of the cooling device, which are located at the places where the heat sinks go to the fins, where the sectional profile of the cooling device changes stepwise (RU 2361378 C2, class N05K 7/20, publ. 10.07.2009).
  • the disadvantage of this technical solution is the use of air as a refrigerant, which does not allow efficient cooling of the components of the printed circuit board.
  • a cabinet of electronic equipment comprising a housing, plates located one above the other and forming horizontal sections in which removable blocks of electronic equipment, a heat sink system are placed.
  • the heat sink system consists of plates connected to the rear wall of the cabinet.
  • the plates and the back wall of the cabinet are made of heat-conducting material.
  • fastening means for a heat sink plate with additional cooling means on its outer side are installed.
  • the end contact of each plate with the rear wall of the cabinet is carried out through heat-conducting paste (RU 17107 U1, class N05K 7/20, publ. 10.03.2001).
  • the disadvantage of this technical solution is the lack of effective cooling, since heat is removed by radiation from the rear wall of the cabinet. And additional cooling of the implementation by means of a plate with channels for supplying air or water, which is installed on the rear wall of the cabinet.
  • a cabinet with electronic equipment comprising plates of highly heat-conducting material, a closed heat pipe for removing heat, a fan for blowing the back cavity, a protective casing, a control unit and a temperature sensor
  • the cabinet body being hermetically tight
  • the front panel contains an indicator of temperature conditions, heat transfer plate in contact with the system heat pipe evaporation zones, heat pipe condensation zone in thermal contact with the high-conductivity plate and the cold bridges mounted on it by cold junctions in the staggered manner with thermal bridges
  • the control unit is electrically connected to the indicator, fan system, temperature sensor and power supply unit (RU 2399174 C1 , CL H05K 7/20, publ. 09/10/2010).
  • a heat sink module comprising a cover and a base is known in the art.
  • the channel is located on the outer surface of the base.
  • the lid is fixed on the base by soldering to close the channel.
  • the base is equipped with inputs and outputs that are connected to the channel.
  • the bottom surface of the base is firmly connected to the connectors of the inputs and outputs.
  • Zigzag fins and heat sink module are connected by soldering, the heat transfer surface is large, the coolant forms a turbulent flow in the ribs to improve heat transfer efficiency, the voltage drop is low, the connection between the ribs and the heat sink module is high, the fins and heat sink module are connected using a stainless steel connector (CN 202354023 U, H05K 7/20, published on July 25, 2012).
  • the disadvantage of this technical solution is the lack of effective cooling.
  • the closest analogue to the claimed group of inventions is a heat sink module, assembly and cooling system.
  • the heat-removing module contains a lid and a base, where the heat-emitting rib is located on the lid, the heat-emitting rib is made by extrusion of aluminum.
  • the base is provided with a channel connected to a heat-radiating rib.
  • the heat-emitting rib is centered in the channel and the lid is soldered to the base.
  • a cover including a heat-emitting rib on the heat-removing module is made by extrusion of aluminum.
  • the cost of the heat sink finned module is reduced.
  • the Cover and base of the heat sink module are connected with a high degree of reliability (CN 202352650 U, H01L 23/473, publ. 25.07.2012).
  • the disadvantage of this technical solution is that there is a difference in the heat transfer intensity between the lid with the extruded heat-emitting ribs and the base, with which the heat-emitting ribs are contacted by soldering due to the uneven thickness of the base and the lid, as well as the presence of a solder layer.
  • the heat-generating elements will function in different thermal conditions.
  • the technical result of the claimed group of inventions is to increase the efficiency of heat removal from the cabinet volume by improving the design of the heat sink module and ensuring optimal thermal conditions without changing the cabinet design system.
  • the objective of the claimed group of inventions is the development of a water cooling system for a multiprocessor computing complex.
  • thermal interface materials allows for the best heat transfer between the heat-generating elements (electronic components of the boards) and the heat-removing module.
  • the advantage of water cooling is more efficient cooling of electronic components of the boards, compactness compared to air-cooled systems, the possibility of cooling with "warm water” (temperature at the inlet of the distribution unit is 30-45 ° C), the ability to utilize the heat generated by supercomputers for heating or cooling using adsorption heat exchangers.
  • the task is achieved by the implementation of the heat sink module of a multiprocessor computer complex containing the upper and lower parts connected by vacuum soldering, on the surface of which rectangular recesses are made by milling in the form of electronic components of the board, which are installed in them to ensure optimal coupling with the possibility of achieving the best heat transfer, at this heat sink module equipped with internal inlet and outlet channels; flexible inlet and outlet hoses for inlet and outlet coolant; while some ends of the inlet and outlet flexible hoses are rigidly connected by means of a one-piece fitting to the heat sink module, while the other ends of the flexible hoses are connected to the inlet and outlet fittings located on the pipelines for supplying and discharging the coolant by means of a quick connector.
  • the material of the upper and lower parts of the heat sink module is an aluminum alloy, preferably A1 6063 or A1 6082.
  • the electronic components of the board are the central processing unit (CPU), the voltage regulator module (CPU VRM) of the central processing unit, the memory module (DDR3 Ch p), the voltage regulator module (DDR VRM) of the DDR3 memory module, the input / output controller-hub (PCH), the converter DC voltage (DC / DC), memory module (DDR3), solid state drive (SSD), controller (Navy), Navy controller voltage regulator module (Navy VRM), controller (FDR InfiniBand), controller (1G Ethernet).
  • the method of manufacturing the inlet and outlet channels is the through drilling method.
  • the coolant for cooling the electronic components of the boards is water.
  • the task is achieved by assembling a multiprocessor computing complex, including a heat sink module of a multiprocessor computing a complex containing the upper and lower parts connected by vacuum soldering, on the surface of which rectangular recesses are made by the milling method in the form of electronic components of the board, which are installed in them to ensure optimal coupling with the possibility of achieving the best heat transfer, while the heat sink module is equipped with internal supply and exhaust channels flexible inlet and outlet hoses for inlet and outlet coolant; while some ends of the inlet and outlet flexible hoses are rigidly connected by means of a one-piece fitting to the heat sink module, and the other ends of the flexible hoses are connected to the inlet and outlet fittings located on the pipelines for supplying and discharging the coolant by means of a quick disconnect connector; as well as boards of electronic components mounted on each side of the heat sink module to ensure optimal coupling with the possibility of achieving the best heat transfer; thermal interface material located between the surface of the heat sink module and the electronic components of the board; at the same time,
  • the number of boards is from 2 to 4.
  • the thermal conductivity of the thermal interface material is at least 6 W / mK.
  • the thickness of the thermal interface material is from 0.1 to 2 mm.
  • the problem is achieved by performing a liquid cooling system of a multiprocessor computing a complex comprising at least one pipe for supplying coolant and at least one pipe for draining the coolant, located in the lateral compartments of the front of the computing rack and separated from the rest by hermetic housings connected to the drainage system in the hydraulic distribution unit, through which the coolant is supplied; a heat sink module of a multiprocessor computer complex containing upper and lower parts connected by vacuum soldering, on the surface of which rectangular recesses are made by the shape of the electronic components of the board, which are installed in them to ensure optimal coupling with the possibility of achieving the best heat transfer, while the heat sink module is equipped with internal inlet and outlet channels; flexible inlet and outlet hoses for inlet and outlet coolant; while some ends of the inlet and outlet flexible hoses are rigidly connected by means of a one-piece fitting to the heat sink module, and the other ends of the flexible hoses are connected to the inlet and outlet fittings located on the pipelines for supplying and discharging the cool
  • Permissible inlet water temperature range the distribution unit is 30-45 ° C, preferably 44 ° C.
  • the length of the flexible hoses is 10-20 cm.
  • the internal equivalent diameter of the pipeline is 48 mm.
  • the flow rate of the coolant inside each pipeline is at least 4 l / s.
  • the temperature difference at the inlet and at the outlet of the system is at least 5 ° C.
  • FIG. 1 Three-dimensional model of the heat sink module
  • FIG. 2 Three-dimensional model of the configuration of the arrangement of channels in the heat sink module
  • FIG. 3 Three-dimensional model of the assembly of the heat sink module with four boards of the computing node
  • FIG. 4 Layout of electronic components with the designation of heat dissipation (W) on the circuit board
  • FIG. 5 Temperature range of electronic components of the boards on both sides of the heat sink module
  • FIG. 6 Range of fluid pressure in the channel
  • the heat sink module (1) of the multiprocessor computing complex contains the upper (2) and lower (3) parts.
  • the connection of the upper (2) and lower (3) parts is carried out by vacuum soldering.
  • rectangular recesses (4) are made on the surface of the heat sink module by the milling method.
  • the shape of the recesses follows the design of the electronic components of the boards (5) installed on it with the possibility of ensuring optimal pairing.
  • the heat sink module contains flexible inlet and outlet hoses (not shown in the figures).
  • the coolant is fed through the flexible inlet hose to the channels (6) of the heat-removing module, and the coolant is diverted through the flexible outlet hose.
  • Water is used as a heat carrier.
  • one end of the flexible inlet and outlet hoses is rigidly connected by means of an integral fitting (7) to the heat sink module. And the other ends of the flexible hoses are connected to the inlet and outlet fittings located on the pipelines for supplying and discharging the coolant via a quick connector (not shown in the figures).
  • Water is used as a heat carrier with a nominal heat carrier temperature of 44 ° ⁇ at the inlet; the admissible temperature range at the inlet is 30-45 ° ⁇ .
  • a coolant with a temperature of 30-45 ° C, preferably 44 ° C enters the hydraulic distribution unit, then it enters the flexible supply hose through the pipe for supplying the coolant and then into the channels (6) of the heat-removing module (1). Having passed through the channels of the cooling module, the coolant with increased temperature returns through a flexible outlet (7) hose, then through the outlet pipe to the tank (not shown in the figures).
  • the temperature difference at the inlet and at the outlet of the system is at least 5 ° C.
  • signals from temperature sensors are used to control the temperature on the board, which are installed on the board and near the processors.
  • the thermal interface material which provides the best heat transfer between the heat-generating elements, namely, the electronic components of the boards, and the heat-removing module, is located
  • the liquid cooling system is used to cool most of the equipment of the computing rack, including the computing node, control and monitoring modules, InfiniBand switches for communication and auxiliary networks, Ethernet control and service network switches.
  • the rated heat dissipation power (W) of each of the electronic components of the board is presented in Table 1.
  • the highest heat dissipation power of the central processor (CPU) is 130 watts.
  • the number of electronic components on one board is 25 pieces.
  • the nominal heat dissipation power from one board is 461, 41 watts.
  • Length 503 mm (with block of inlet / outlet fittings);
  • Width 434 mm
  • Thickness 12 mm
  • Peak pressure ⁇ 6 * 10 5 Pa
  • the section of the inlet / outlet channels round, channel diameter: 10 mm;
  • the temperature distribution was simulated in the region representing the base of the heat sink module, the space between the boards of the computing unit and the module, as well as the flow of the coolant in the module (viscous heat-conducting incompressible fluid), and the distribution of thermal fields throughout the structure under consideration.
  • the calculations were performed without taking into account the air gap between the circuit board of the computing node and the base of the heat-removing module. Optimum results were obtained for the normal functioning of the device.
  • Maximum temperature for metal of the cooled board is 59.3375 ° C.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

The claimed group of inventions relates to the field of cooling devices used in digital computing and data processing devices, and can be used in the design of server platforms for high-performance computing and computer simulation. A thermal conduction module of a liquid cooling system comprises an upper and a lower part, which are connected by vacuum soldering. The surfaces of these parts are provided with rectangular recesses, formed by milling, in the shape of electronic circuit board components which are mounted in said recesses in order to provide optimal coupling. The thermal conduction module is provided with internal supply and discharge channels, arranged in parallel. Furthermore, a flexible supply hose and a flexible discharge hose are rigidly connected at on end to the thermal conduction module by means of a non-detachable fitting. The other ends of the flexible hoses are connected to an inlet fitting and an outlet fitting, which are situated by means of a quick-disconnect coupling on conduits for the supply and discharge of a heat transfer agent. The assembly additionally comprises electronic component boards, which are mounted on each side of the thermal conduction module in order to provide optimal coupling, and a thermal interface material situated between the surface of the thermal conduction module and the electronic components of a board. The claimed group of inventions makes it possible to increase the efficiency with which heat is removed from a cabinet by improving the design of a thermal conduction module and enabling regulated heat removal without changes to the structure of the cabinet.

Description

СИСТЕМА ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ  LIQUID COOLING SYSTEM
МНОГОПРОЦЕССОРНОГО ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА, СБОРКА И ТЕПЛООТВОДЯЩИЙ МОДУЛЬ  MULTI-PROCESSOR COMPUTER COMPLEX, ASSEMBLY AND HEAT REMOVING MODULE
Заявленная группа изобретений относится к области охлаждающих устройств, применяемых для устройств цифровых вычислений и обработки данных и может быть использовано при проектировании серверных платформ, предназначенных для проведения высокопроизводительных вычислений и компьютерного моделирования. The claimed group of inventions relates to the field of cooling devices used for digital computing and data processing devices and can be used in the design of server platforms designed for high-performance computing and computer simulation.
Из уровня техники известно устройство охлаждения для печатной платы, контактирующее с печатной платой, выполненное из металлической пластины, на поверхности которой находятся отверстия для крепления к печатной плате, и оребрение, теплоотводящие площадки, контактирующие с тепловыделяющими элементами печатной платы, которые сопряжены цилиндрическими поверхностями друг с другом и с оребрением. При этом в области наименьшего нагрева устройства охлаждения и по периметру устройства охлаждения выполнены отверстия для входа воздуха, а в области наибольшего нагрева устройства охлаждения выполнены отверстия для выхода воздуха, которые расположены в местах перехода теплоотводящих площадок к области оребрения, где профиль сечения устройства охлаждения изменяется ступенчато (RU 2361378 С2, кл. Н05К 7/20, опубл. 10.07.2009). Недостатком данного технического решения является использование в качестве хладагента воздуха, который не позволяет эффективно охлаждать компоненты печатной платы. It is known from the prior art that a cooling device for a printed circuit board in contact with the printed circuit board is made of a metal plate, on the surface of which there are holes for attachment to the printed circuit board, and fins, heat-removing pads in contact with the heat-generating elements of the printed circuit board, which are interfaced with cylindrical surfaces with each other friend and with fins. At the same time, holes for air inlet are made in the area of least heating of the cooling device and along the perimeter of the cooling device, and holes for air outlet are made in the region of the greatest heating of the cooling device, which are located at the places where the heat sinks go to the fins, where the sectional profile of the cooling device changes stepwise (RU 2361378 C2, class N05K 7/20, publ. 10.07.2009). The disadvantage of this technical solution is the use of air as a refrigerant, which does not allow efficient cooling of the components of the printed circuit board.
Из уровня техники известен шкаф радиоэлектронной аппаратуры, содержащий корпус, плиты, расположенные одна над другой и образующие горизонтальные секции, в которых размещены съемные блоки радиоэлектронной аппаратуры, систему теплоотвода. Система теплоотвода состоит из плит, соединенных с задней стенкой шкафа. При этом плиты и задняя стенка шкафа выполнены из теплопроводящего материала. На внешней стороне задней стенки шкафа установлены средства крепления для теплоотводящей пластины с дополнительными средствами охлаждения на внешней ее стороне. Торцевой контакт каждой плиты с задней стенкой шкафа осуществляется через теплопроводящую пасту (RU 17107 U1, кл. Н05К 7/20, опубл. 10.03.2001).  From the prior art, a cabinet of electronic equipment is known, comprising a housing, plates located one above the other and forming horizontal sections in which removable blocks of electronic equipment, a heat sink system are placed. The heat sink system consists of plates connected to the rear wall of the cabinet. In this case, the plates and the back wall of the cabinet are made of heat-conducting material. On the outer side of the rear wall of the cabinet, fastening means for a heat sink plate with additional cooling means on its outer side are installed. The end contact of each plate with the rear wall of the cabinet is carried out through heat-conducting paste (RU 17107 U1, class N05K 7/20, publ. 10.03.2001).
Недостатком данного технического решения является недостаточное эффективное охлаждение, поскольку отвод тепла осуществляется посредством излучения с задней стенки корпуса шкафа. А дополнительное охлаждение осуществления посредством пластины с каналами для подачи воздуха или воды, которая устанавливается на задней стенке шкафа.  The disadvantage of this technical solution is the lack of effective cooling, since heat is removed by radiation from the rear wall of the cabinet. And additional cooling of the implementation by means of a plate with channels for supplying air or water, which is installed on the rear wall of the cabinet.
Из уровня техники известен шкаф с радиоэлектронной аппаратурой, содержащей пластины из высокотеплопроводного материала, замкнутой тепловой трубы для отвода тепла, вентилятор для обдува задней полости, защитного кожуха, блока управления и температурного датчика, причем корпус шкафа герметически плотный, передняя панель содержит индикатор температурных режимов, теплопроводящая пластина находятся в контакте с системой зоны испарения тепловых труб, зона конденсации тепловых труб, находящаяся в тепловом контакте с высокотеплопроводной пластиной и установленными на ней холодными спаями теплоэлектрическими батареями в шахматном порядке тепловыми мостиками, блок управления электрически связан с индикатором, системой вентиляторов, датчиком температуры и блоком питания (RU 2399174 С1 , кл. Н05К 7/20, опубл. 10.09.2010). In the prior art, a cabinet with electronic equipment comprising plates of highly heat-conducting material, a closed heat pipe for removing heat, a fan for blowing the back cavity, a protective casing, a control unit and a temperature sensor is known, the cabinet body being hermetically tight, the front panel contains an indicator of temperature conditions, heat transfer plate in contact with the system heat pipe evaporation zones, heat pipe condensation zone in thermal contact with the high-conductivity plate and the cold bridges mounted on it by cold junctions in the staggered manner with thermal bridges, the control unit is electrically connected to the indicator, fan system, temperature sensor and power supply unit (RU 2399174 C1 , CL H05K 7/20, publ. 09/10/2010).
Недостатком данного технического решения является весьма высокое термическое сопротивление для использования в системах с высоким уровнем тепловыделения, а так же данное решение не обеспечивает быстрый монтаж и демонтаж вычислительного и коммуникационного оборудования.  The disadvantage of this technical solution is the very high thermal resistance for use in systems with a high level of heat generation, and this solution also does not provide quick installation and dismantling of computing and communication equipment.
Из уровня техники известен теплоотводящий модуль, содержащий крышку и основание. Канал располагают на внешней поверхности основания. Также имеются зигзагообразные ребра, зафиксированные на канале методом пайки. Крышка зафиксирована на основании методом пайки, чтобы закрывать канал. Основание снабжено входами и выходами, которые соединяются с каналом. Нижняя поверхность основания крепко соединена с соединителями входов и выходов. Зигзагообразные ребра и теплоотводящий модуль соединены пайкой, поверхность теплопередачи большая, хладагент формирует турбулентное течение в ребрах для улучшения эффективности теплопередачи, падение напряжения низкое, надежность соединения между ребрами и теплоотводящим модулем высока, ребра и теплоотводящий модуль соединены посредством использования соединителя из нержавеющей стали (CN 202354023 U, Н05К 7/20, опубл. 25.07.2012). Недостатком данного технического решения является недостаточное эффективное охлаждение. A heat sink module comprising a cover and a base is known in the art. The channel is located on the outer surface of the base. There are also zigzag ribs fixed to the channel by soldering. The lid is fixed on the base by soldering to close the channel. The base is equipped with inputs and outputs that are connected to the channel. The bottom surface of the base is firmly connected to the connectors of the inputs and outputs. Zigzag fins and heat sink module are connected by soldering, the heat transfer surface is large, the coolant forms a turbulent flow in the ribs to improve heat transfer efficiency, the voltage drop is low, the connection between the ribs and the heat sink module is high, the fins and heat sink module are connected using a stainless steel connector (CN 202354023 U, H05K 7/20, published on July 25, 2012). The disadvantage of this technical solution is the lack of effective cooling.
Наиболее близким аналогом к заявленной группе изобретений является теплоотводящий модуль, сборка и системе охлаждения. Теплоотводящий модуль содержит крышку и основание, где теплоизлучающее ребро расположено на крышке, теплоизлучающее ребро выполнено экструзией алюминия. Основание снабжено каналом, соединенным с теплоизлучающим ребром. Теплоизлучающее ребро центрировано в канале и крышка припаяна к основанию. Крышка, включающая теплоизлучающее ребро на теплоотводящем модуле, выполнена посредством экструзии алюминия. Таким образом, снижается стоимость теплоотводящего оребренного модуля. И Крышка и основание теплоотводящего модуля соединены с высокой степенью надежности (CN 202352650 U, H01L 23/473, опубл. 25.07.2012).  The closest analogue to the claimed group of inventions is a heat sink module, assembly and cooling system. The heat-removing module contains a lid and a base, where the heat-emitting rib is located on the lid, the heat-emitting rib is made by extrusion of aluminum. The base is provided with a channel connected to a heat-radiating rib. The heat-emitting rib is centered in the channel and the lid is soldered to the base. A cover including a heat-emitting rib on the heat-removing module is made by extrusion of aluminum. Thus, the cost of the heat sink finned module is reduced. And the Cover and base of the heat sink module are connected with a high degree of reliability (CN 202352650 U, H01L 23/473, publ. 25.07.2012).
Недостатком данного технического решения является то, что имеется отличие интенсивности теплопередачи между крышкой с экструдированными теплоизлучающими рёбрами и основанием, с которым теплоизлучающие рёбра контактируют по средствам пайки за счет неодинаковости толщины основания и крышки, а так же наличия слоя припоя. При установке на данный теплоотводящий модуль со стороны крышки и со стороны основания одновременно двух одинаковых тепловыделяющих элементов, тепловыделяющие элементы будут функционировать в разных тепловых условиях.  The disadvantage of this technical solution is that there is a difference in the heat transfer intensity between the lid with the extruded heat-emitting ribs and the base, with which the heat-emitting ribs are contacted by soldering due to the uneven thickness of the base and the lid, as well as the presence of a solder layer. When two identical heat-generating elements are installed on this heat-dissipating module from the cover and from the base side, the heat-generating elements will function in different thermal conditions.
Существует необходимость в технических решениях, которые позволили бы осуществлять эффективный равномерный теплоотвод со всех компонентов платы. Технический результат заявленной группы изобретений является повышение эффективности отвода тепла из объема шкафа за счет совершенствования конструкции теплоотводящего модуля и обеспечения оптимального теплового режима без изменения системы конструкции шкафа. There is a need for technical solutions that would allow for efficient uniform heat dissipation from all components of the board. The technical result of the claimed group of inventions is to increase the efficiency of heat removal from the cabinet volume by improving the design of the heat sink module and ensuring optimal thermal conditions without changing the cabinet design system.
Задачей заявленной группы изобретений является разработка системы водяного охлаждения для многопроцессорного вычислительного комплекса.  The objective of the claimed group of inventions is the development of a water cooling system for a multiprocessor computing complex.
Использование термоинтерфейсных материалов позволяет обеспечить наилучшую теплопередачу между тепловыделяющими элементами (электронными компонентами плат) и теплоотводящим модулем.  The use of thermal interface materials allows for the best heat transfer between the heat-generating elements (electronic components of the boards) and the heat-removing module.
Плюсом водяного охлаждения является более эффективное охлаждение электронных компонентов плат, компактность по сравнению с системами с воздушным охлаждением, возможность охлаждения «теплой водой» (температура на входе гидрораспределительного узла составляет 30-45°С), возможность утилизации тепла, выделяемого суперкомпьютерами для отопления или охлаждения с использование адсорбционных теплообменных аппаратов.  The advantage of water cooling is more efficient cooling of electronic components of the boards, compactness compared to air-cooled systems, the possibility of cooling with "warm water" (temperature at the inlet of the distribution unit is 30-45 ° C), the ability to utilize the heat generated by supercomputers for heating or cooling using adsorption heat exchangers.
Поставленная задача достигается выполнением теплоотводящего модуль многопроцессорного вычислительного комплекса, содержащего верхнюю и нижнюю части, соединенные методом вакуумной пайки, на поверхности которых методом фрезерования выполнены прямоугольные углубления по форме электронных компонентов платы, которые в них устанавливаются для обеспечения оптимального сопряжения с возможностью достижения наилучшей теплопередачи, при этом теплоотводящий модуль снабжен внутренними подводящими и отводящими каналами; гибкий подводящий и отводящий шланги для подвода и отвода теплоносителя; при этом одни концы подводящего и отводящего гибких шлангов жестко соединены посредством неразъемного штуцера с теплоотводящим модулем, а другие концы гибких шлангов подключены к входному и выходному штуцерам, расположенным на трубопроводах для подачи и отвода теплоносителя посредством быстроразъемного соединителя. The task is achieved by the implementation of the heat sink module of a multiprocessor computer complex containing the upper and lower parts connected by vacuum soldering, on the surface of which rectangular recesses are made by milling in the form of electronic components of the board, which are installed in them to ensure optimal coupling with the possibility of achieving the best heat transfer, at this heat sink module equipped with internal inlet and outlet channels; flexible inlet and outlet hoses for inlet and outlet coolant; while some ends of the inlet and outlet flexible hoses are rigidly connected by means of a one-piece fitting to the heat sink module, while the other ends of the flexible hoses are connected to the inlet and outlet fittings located on the pipelines for supplying and discharging the coolant by means of a quick connector.
Материалом верхней и нижней частей теплоотводящего модуля является алюминиевый сплав, предпочтительно А1 6063 или А1 6082.  The material of the upper and lower parts of the heat sink module is an aluminum alloy, preferably A1 6063 or A1 6082.
Электронными компонентами платы являются центральный процессор (CPU), модуль регулятора напряжения (CPU VRM) центрального процессора, модуль памяти (DDR3 Ch п), модуль регулятора напряжения (DDR VRM) модуля памяти DDR3, контроллер-концентратор ввода/вывода (РСН), преобразователь напряжения постоянного тока (DC/DC), модуль памяти (DDR3), твердотелый накопитель (SSD), контроллер (ВМС), модуль регулятора напряжения контроллера ВМС (ВМС VRM), контроллер (FDR InfiniBand), контроллер (1G Ethernet).  The electronic components of the board are the central processing unit (CPU), the voltage regulator module (CPU VRM) of the central processing unit, the memory module (DDR3 Ch p), the voltage regulator module (DDR VRM) of the DDR3 memory module, the input / output controller-hub (PCH), the converter DC voltage (DC / DC), memory module (DDR3), solid state drive (SSD), controller (Navy), Navy controller voltage regulator module (Navy VRM), controller (FDR InfiniBand), controller (1G Ethernet).
Методом изготовления подводящих и отводящих каналов является метод сквозного сверления.  The method of manufacturing the inlet and outlet channels is the through drilling method.
Теплоносителем для охлаждения электронных компонентов плат является вода.  The coolant for cooling the electronic components of the boards is water.
В качестве быстроразъемного соединителя используют соединитель типа SPT08.  As a quick connector use a connector type SPT08.
Поставленная задача достигается выполнением сборки многопроцессорного вычислительного комплекса, включающей теплоотводящий модуль многопроцессорного вычислительного комплекса, содержащего верхнюю и нижнюю части, соединенные методом вакуумной пайки, на поверхности которых методом фрезерования выполнены прямоугольные углубления по форме электронных компонентов платы, которые в них устанавливаются для обеспечения оптимального сопряжения с возможностью достижения наилучшей теплопередачи, при этом теплоотводящий модуль снабжен внутренними подводящими и отводящими каналами; гибкий подводящий и отводящий шланги для подвода и отвода теплоносителя; при этом одни концы подводящего и отводящего гибких шлангов жестко соединены посредством неразъемного штуцера с теплоотводящим модулем, а другие концы гибких шлангов подключены к входному и выходному штуцерам, расположенным на трубопроводах для подачи и отвода теплоносителя посредством быстроразъемного соединителя; а также платы электронных компонентов, монтируемые с каждой стороны теплоотводящего модуля для обеспечения оптимального сопряжения с возможностью достижения наилучшей теплопередачи; термоинтерфейсный материал, располагаемый между поверхностью теплоотводящего модуля и электронными компонентами платы; при этом на поверхности плат электронных компонентов выполнены отверстия для присоединения к поверхности теплоотводящего модуля. The task is achieved by assembling a multiprocessor computing complex, including a heat sink module of a multiprocessor computing a complex containing the upper and lower parts connected by vacuum soldering, on the surface of which rectangular recesses are made by the milling method in the form of electronic components of the board, which are installed in them to ensure optimal coupling with the possibility of achieving the best heat transfer, while the heat sink module is equipped with internal supply and exhaust channels flexible inlet and outlet hoses for inlet and outlet coolant; while some ends of the inlet and outlet flexible hoses are rigidly connected by means of a one-piece fitting to the heat sink module, and the other ends of the flexible hoses are connected to the inlet and outlet fittings located on the pipelines for supplying and discharging the coolant by means of a quick disconnect connector; as well as boards of electronic components mounted on each side of the heat sink module to ensure optimal coupling with the possibility of achieving the best heat transfer; thermal interface material located between the surface of the heat sink module and the electronic components of the board; at the same time, holes are made on the surface of the boards of electronic components for attaching to the surface of the heat sink module.
Количество плат составляет от 2 до 4.  The number of boards is from 2 to 4.
Теплопроводность термоинтерфейсного материала составляет не менее 6 Вт/мК.  The thermal conductivity of the thermal interface material is at least 6 W / mK.
Толщина термоинтерфейсного материала составляет от 0, 1 до 2 мм.  The thickness of the thermal interface material is from 0.1 to 2 mm.
Поставленная задача достигается выполнением системы жидкостного охлаждения многопроцессорного вычислительного комплекса, включающей, по крайней мере, один трубопровод для подачи теплоносителя и, по крайней мере, один трубопровод для отвода теплоносителя, располагаемые в боковых отделениях передней части вычислительной стойки и отделенные от остальных ее частей герметичными кожухами, соединенными с дренажной системой в гидрораспределительном узле, через который подводится теплоноситель; теплоотводящий модуль многопроцессорного вычислительного комплекса, содержащего верхнюю и нижнюю части, соединенные методом вакуумной пайки, на поверхности которых методом фрезерования выполнены прямоугольные углубления по форме электронных компонентов платы, которые в них устанавливаются для обеспечения оптимального сопряжения с возможностью достижения наилучшей теплопередачи, при этом теплоотводящий модуль снабжен внутренними подводящими и отводящими каналами; гибкий подводящий и отводящий шланги для подвода и отвода теплоносителя; при этом одни концы подводящего и отводящего гибких шлангов жестко соединены посредством неразъемного штуцера с теплоотводящим модулем, а другие концы гибких шлангов подключены к входному и выходному штуцерам, расположенным на трубопроводах для подачи и отвода теплоносителя посредством быстроразъемного соединителя; а также платы электронных компонентов, монтируемые с каждой стороны теплоотводящего модуля; термоинтерфейсный материал, располагаемый между поверхностью теплоотводящего модуля и электронными компонентами платы; при этом на поверхности плат электронных компонентов выполнены отверстия для присоединения к поверхности теплоотводящего модуля. The problem is achieved by performing a liquid cooling system of a multiprocessor computing a complex comprising at least one pipe for supplying coolant and at least one pipe for draining the coolant, located in the lateral compartments of the front of the computing rack and separated from the rest by hermetic housings connected to the drainage system in the hydraulic distribution unit, through which the coolant is supplied; a heat sink module of a multiprocessor computer complex containing upper and lower parts connected by vacuum soldering, on the surface of which rectangular recesses are made by the shape of the electronic components of the board, which are installed in them to ensure optimal coupling with the possibility of achieving the best heat transfer, while the heat sink module is equipped with internal inlet and outlet channels; flexible inlet and outlet hoses for inlet and outlet coolant; while some ends of the inlet and outlet flexible hoses are rigidly connected by means of a one-piece fitting to the heat sink module, and the other ends of the flexible hoses are connected to the inlet and outlet fittings located on the pipelines for supplying and discharging the coolant by means of a quick disconnect connector; as well as electronic component boards mounted on each side of the heat sink module; thermal interface material located between the surface of the heat sink module and the electronic components of the board; at the same time, holes are made on the surface of the boards of electronic components for attaching to the surface of the heat sink module.
Допустимый диапазон температуры воды на входе гидрораспределительного узла составляет 30-45°С, предпочтительно 44°С. Permissible inlet water temperature range the distribution unit is 30-45 ° C, preferably 44 ° C.
Длина гибких шлангов составляет 10-20 см.  The length of the flexible hoses is 10-20 cm.
Внутренний эквивалентный диаметр трубопровода составляет 48 мм.  The internal equivalent diameter of the pipeline is 48 mm.
Расход теплоносителя внутри каждого трубопровода составляет не менее 4 л/с.  The flow rate of the coolant inside each pipeline is at least 4 l / s.
Разница температур на входе и на выходе системы составляет, по меньшей мере, 5°С.  The temperature difference at the inlet and at the outlet of the system is at least 5 ° C.
Указанные преимущества, а также особенности заявленной группы изобретений поясняются лучшим вариантом выполнения устройства со ссылками на прилагаемые чертежи:  These advantages, as well as features of the claimed group of inventions are illustrated by the best embodiment of the device with reference to the accompanying drawings:
Фиг. 1 Трехмерная модель теплоотводящего модуля FIG. 1 Three-dimensional model of the heat sink module
Фиг. 2 Трехмерная модель конфигурации расположения каналов в теплоотводящем модуле  FIG. 2 Three-dimensional model of the configuration of the arrangement of channels in the heat sink module
Фиг. 3 Трехмерная модель сборки теплоотводящего модуля с четырьмя платами вычислительного узла  FIG. 3 Three-dimensional model of the assembly of the heat sink module with four boards of the computing node
Фиг. 4 Схема расположения электронных компонентов с обозначением мощности тепловыделения (Вт) на плате вычислительного узла  FIG. 4 Layout of electronic components with the designation of heat dissipation (W) on the circuit board
Фиг. 5 Диапазон температур электронных компонентов плат с обеих сторон от теплоотводящего модуля  FIG. 5 Temperature range of electronic components of the boards on both sides of the heat sink module
Фиг. 6 Диапазон давления жидкости в канале Теплоотводящий модуль (1) многопроцессорного вычислительного комплекса содержит верхнюю (2) и нижнюю (3) части. Соединение верхней (2) и нижней (3) частей выполнено методом вакуумной пайки. При этом на поверхности теплоотводящего модуля методом фрезерования выполнены прямоугольные углубления (4). Форма углублений повторяет конструкцию устанавливаемых на него электронных компонентов плат (5) с возможностью обеспечения оптимального сопряжения. FIG. 6 Range of fluid pressure in the channel The heat sink module (1) of the multiprocessor computing complex contains the upper (2) and lower (3) parts. The connection of the upper (2) and lower (3) parts is carried out by vacuum soldering. At the same time, rectangular recesses (4) are made on the surface of the heat sink module by the milling method. The shape of the recesses follows the design of the electronic components of the boards (5) installed on it with the possibility of ensuring optimal pairing.
Теплоотводящий модуль содержит гибкий подводящий и отводящий шланги (на фигурах не показаны). По гибкому подводящему шлангу подают теплоноситель в каналы (6) теплоотводящего модуля, по гибкому отводящему шлангу отводят теплоноситель. В качестве теплоносителя используют воду.  The heat sink module contains flexible inlet and outlet hoses (not shown in the figures). The coolant is fed through the flexible inlet hose to the channels (6) of the heat-removing module, and the coolant is diverted through the flexible outlet hose. Water is used as a heat carrier.
При этом одни концы гибкого подводящего и отводящего шлангов жестко соединены посредством неразъемного штуцера (7) с теплоотводящим модулем. А другие концы гибких шлангов подключены к входному и выходному штуцерам, расположенным на трубопроводах для подачи и отвода теплоносителя посредством быстроразъемного соединителя (на фигурах не показаны).  At the same time, one end of the flexible inlet and outlet hoses is rigidly connected by means of an integral fitting (7) to the heat sink module. And the other ends of the flexible hoses are connected to the inlet and outlet fittings located on the pipelines for supplying and discharging the coolant via a quick connector (not shown in the figures).
В качестве быстроразъемного соединителя используют соединитель типа SPT08.  As a quick connector use a connector type SPT08.
В качестве теплоносителя используется вода с номинальной температурой теплоносителя 44°С на входе, допустимый диапазон температуры на входе - 30-45°С.  Water is used as a heat carrier with a nominal heat carrier temperature of 44 ° С at the inlet; the admissible temperature range at the inlet is 30-45 ° С.
При этом на гидрораспределительный узел поступает теплоноситель с температурой 30-45°С, предпочтительно 44°С, затем по трубопроводу для подачи теплоносителя он поступает в гибкий подводящий шланг и затем в каналы (6) теплоотводящего модуля (1). Пройдя через каналы модуля охлаждения теплоноситель с увеличенной температурой возвращается по гибкому отводящему (7) шлангу, далее через отводящий трубопровод к баку (на фигурах не показан). At the same time, a coolant with a temperature of 30-45 ° C, preferably 44 ° C, enters the hydraulic distribution unit, then it enters the flexible supply hose through the pipe for supplying the coolant and then into the channels (6) of the heat-removing module (1). Having passed through the channels of the cooling module, the coolant with increased temperature returns through a flexible outlet (7) hose, then through the outlet pipe to the tank (not shown in the figures).
Разница температур на входе и на выходе системы составляет, по меньшей мере, 5°С.  The temperature difference at the inlet and at the outlet of the system is at least 5 ° C.
При этом для контроля температуры на плате используют сигналы с датчиков температуры, которые устанавливают на плате и возле процессоров.  At the same time, signals from temperature sensors are used to control the temperature on the board, which are installed on the board and near the processors.
Термоинтерфейсный материал, обеспечивающий наилучшую теплопередачу между тепловыделяющими элементами, а именно, электронными компонентами плат, и теплоотводящим модулем, располагается  The thermal interface material, which provides the best heat transfer between the heat-generating elements, namely, the electronic components of the boards, and the heat-removing module, is located
между центральным процессором и основанием теплоотводящего модуля: толщина 0,15 мм, теплопроводность 6 Вт/м*К;  between the central processor and the base of the heat sink module: thickness 0.15 mm, thermal conductivity 6 W / m * K;
между микросхемами InfiniBand и контроллером- концентратором ввода/вывода (РСН) и основанием теплоотводящего модуля: толщина 0,5 мм, теплопроводность 6 Вт/м*К;  between the InfiniBand microcircuits and the input / output controller-hub (PCH) and the base of the heat-removing module: thickness 0.5 mm, thermal conductivity 6 W / m * K;
- между преобразователями напряжения VRM и модулями памяти DDR3 и основанием теплоотводящего модуля: толщина 0,5 мм, теплопроводность 6 Вт/м*К;  - between VRM voltage converters and DDR3 memory modules and the base of the heat sink module: thickness 0.5 mm, thermal conductivity 6 W / m * K;
- между торцевой частью преобразователя напряжения постоянного тока 48В/12В и основанием теплоотводящего модуля: толщина 0,5 мм, теплопроводность 6 Вт/м*К;  - between the end part of the 48V / 12V DC voltage converter and the base of the heat sink module: thickness 0.5 mm, thermal conductivity 6 W / m * K;
между остальными тепловыделяющими электронными компонентами схемы и основанием теплоотводящего модуля: толщина менее 1 ,0 мм, теплопроводность 6 Вт/м*К. Система жидкостного охлаждения применяется для охлаждения большей части оборудования вычислительной стойки, в том числе вычислительного узла, модулей управления и мониторинга, коммутаторов InfiniBand коммуникационной и вспомогательной сетей, коммутаторов Ethernet управляющей и сервисной сетей. between the other heat-generating electronic components of the circuit and the base of the heat-removing module: thickness less than 1.0 mm, thermal conductivity 6 W / m * K. The liquid cooling system is used to cool most of the equipment of the computing rack, including the computing node, control and monitoring modules, InfiniBand switches for communication and auxiliary networks, Ethernet control and service network switches.
Номинальная мощность тепловыделения (Вт) каждого из электронных компонентов платы представлена в таблице 1. Самая высокая мощность тепловыделения у центрального процессора (CPU) составляет 130 Вт. Количество электронных компонентов на одной плате составляет 25 штук. И соответственно номинальная мощность тепловыделения с одной платы составляет 461 , 41 Вт. Соответственно, суммарная мощность тепловыделения с максимально установленных плат (4 штуки) составляет 461,41 *4= 1845,64 Вт. The rated heat dissipation power (W) of each of the electronic components of the board is presented in Table 1. The highest heat dissipation power of the central processor (CPU) is 130 watts. The number of electronic components on one board is 25 pieces. And accordingly, the nominal heat dissipation power from one board is 461, 41 watts. Accordingly, the total heat dissipation power from the maximum installed boards (4 pieces) is 461.41 * 4 = 1845.64 watts.
Табл. 1 Номинальная мощность тепловыделения электронных компонентов платы вычислительного узла
Figure imgf000015_0001
Tab. 1 Rated heat dissipation power of the electronic components of the circuit board
Figure imgf000015_0001
Пример 1Example 1
При проведении расчетов конструкции теплоотводящего модуля в качестве образца была взята конструкция со следующими характеристиками : When calculating the design of the heat sink module, a design with the following characteristics was taken as a sample:
Длина: 503 мм (с блоком входных/выходных штуцеров);  Length: 503 mm (with block of inlet / outlet fittings);
Ширина: 434 мм;  Width: 434 mm;
Толщина: 12 мм;  Thickness: 12 mm;
Материал: алюминиевый сплав, теплопроводность 180 Вт/м*К; Material: aluminum alloy, thermal conductivity 180 W / m * K;
Максимальная температура на поверхности: 55°С; Maximum surface temperature: 55 ° C;
Пиковое давление: <6* 105 Па; Peak pressure: <6 * 10 5 Pa;
Количество внутренних подводящих/отводящих каналов: 16; Number of internal inlet / outlet channels: 16;
Сечение подводящих/отводящих каналов: круглое, диаметр канала: 10 мм; The section of the inlet / outlet channels: round, channel diameter: 10 mm;
Количество входных штуцеров: один;  Number of inlet fittings: one;
Количество выходных штуцеров: один;  Number of output fittings: one;
Расположения входного/выходного штуцеров по центру теплоотводящего модуля.  The location of the inlet / outlet fittings in the center of the heat sink module.
При проведении расчетов конструкции теплоотводящего модуля было смоделировано распределение температуры в области, представляющей собой основание теплоотводящего модуля, пространство между платами вычислительного узла и модулем, а также течение теплоносителя в модуле (вязкая теплопроводная несжимаемая жидкость), и распределение тепловых полей по всей рассматриваемой конструкции. Расчеты были произведены без учета воздушной прослойки между платой вычислительного узла и основанием теплоотводящего модуля. Были получены оптимальные результаты для нормального функционирования устройства.  When calculating the design of the heat sink module, the temperature distribution was simulated in the region representing the base of the heat sink module, the space between the boards of the computing unit and the module, as well as the flow of the coolant in the module (viscous heat-conducting incompressible fluid), and the distribution of thermal fields throughout the structure under consideration. The calculations were performed without taking into account the air gap between the circuit board of the computing node and the base of the heat-removing module. Optimum results were obtained for the normal functioning of the device.
Максимальная температура по металлу охлаждаемой платы составляет 59.3375°C. Maximum temperature for metal of the cooled board is 59.3375 ° C.
Потеря давления в каналах охлаждаемой плиты 17233, Па. Подогрев воды составляет 5°С. Средняя скорость охлаждающей жидкости в каналах охлаждающего модуля 1 ,6 м/с.  Pressure loss in the channels of the cooled plate 17233, Pa. Heated water is 5 ° C. The average speed of the coolant in the channels of the cooling module is 1.6 m / s.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Теплоотводящий модуль многопроцессорного вычислительного комплекса, содержащий 1. Heat sink module of a multiprocessor computing complex containing
верхнюю и нижнюю части, соединенные методом вакуумной 5 пайки, на поверхности которых методом фрезерования выполнены прямоугольные углубления по форме электронных компонентов платы, которые в них устанавливаются для обеспечения оптимального сопряжения с возможностью достижения наилучшей теплопередачи, при этом теплоотводящий модуль снабжен внутренними ю подводящими и отводящими каналами; the upper and lower parts connected by vacuum 5 soldering, on the surface of which rectangular recesses are made by milling in the shape of the electronic components of the board, which are installed in them to ensure optimal mating with the possibility of achieving the best heat transfer, while the heat sink module is equipped with internal inlet and outlet channels ;
гибкий подводящий и отводящий шланги для подвода и отвода теплоносителя; flexible inlet and outlet hoses for supplying and discharging coolant;
при этом одни концы подводящего и отводящего гибких шлангов жестко соединены посредством неразъемного штуцера с 15 теплоотводящим модулем, а другие концы гибких шлангов подключены к входному и выходному штуцерам, расположенным на трубопроводах для подачи и отвода теплоносителя посредством быстроразъемного соединителя. in this case, one ends of the inlet and outlet flexible hoses are rigidly connected by means of a one-piece fitting to the 15 heat-removing module, and the other ends of the flexible hoses are connected to the inlet and outlet fittings located on the pipelines for supplying and removing coolant through a quick-release connector.
2. Теплоотводящий модуль по п. 1 , отличающийся тем, что 20 материалом верхней и нижней частей теплоотводящего модуля является алюминиевый сплав, предпочтительно А1 6063 или А1 6082. 2. Heat sink module according to claim 1, characterized in that 20 the material of the upper and lower parts of the heat sink module is aluminum alloy, preferably A1 6063 or A1 6082.
3. Теплоотводящий модуль по п. 1 , отличающийся тем, что электронными компонентами платы являются центральный процессор, модуль регулятора напряжения центрального процессора, 3. The heat sink module according to claim 1, characterized in that the electronic components of the board are a central processor, a voltage regulator module for the central processor,
25 модули памяти, модуль регулятора напряжения модуля памяти, контроллер-концентратор ввода/вывода, преобразователь напряжения постоянного тока, модуль памяти, твердотелый накопитель, модуль регулятора напряжения контроллера, контроллеры. 25 memory modules, memory module voltage regulator module, I/O controller hub, DC-DC voltage converter, memory module, solid state drive, module voltage regulator controller, controllers.
4. Теплоотводящий модуль по п. 1, отличающийся тем, что методом изготовления подводящих и отводящих каналов является метод сквозного сверления. 4. Heat sink module according to claim 1, characterized in that the method of manufacturing inlet and outlet channels is through drilling.
5 5. Теплоотводящий модуль по п.1 , отличающийся тем, что в качестве теплоносителя используют воду. 5 5. Heat sink module according to claim 1, characterized in that water is used as a coolant.
6. Теплоотводящий модуль по п.1, отличающийся тем, что в качестве быстроразъемного соединителя используют соединитель типа SPT08. 6. Heat sink module according to claim 1, characterized in that an SPT08 type connector is used as a quick connector.
юYu
7. Сборка многопроцессорного вычислительного комплекса, содержащая 7. Assembly of a multiprocessor computing complex containing
теплоотводящий модуль многопроцессорного вычислительного комплекса по любому п.п. 1-6; heat sink module of a multiprocessor computing complex according to any claim. 1-6;
платы электронных компонентов, монтируемые с каждой 15 стороны теплоотводящего модуля; electronic component boards mounted on each 15th side of the heat sink module;
термоинтерфейсный материал, располагаемый между поверхностью теплоотводящего модуля и электронными компонентами платы; thermal interface material located between the surface of the heat sink module and the electronic components of the board;
при этом на поверхности плат электронных компонентов 20 выполнены отверстия для присоединения к поверхности теплоотводящего модуля. In this case, holes are made on the surface of the electronic component boards 20 for connection to the surface of the heat sink module.
8. Сборка по п. 7, отличающаяся тем, что количество плат составляет от 2 до 4. 8. Assembly according to claim 7, characterized in that the number of boards is from 2 to 4.
9. Сборка по п. 7, отличающийся тем, что теплопроводность 25 термоинтерфейсного материала составляет не менее 6 Вт/мК. 9. Assembly according to claim 7, characterized in that the thermal conductivity 25 of the thermal interface material is at least 6 W/mK.
10. Сборка по п. 7, отличающийся тем, что толщина термоинтерфейсного материала составляет от 0,1 до 2 мм. 10. Assembly according to claim 7, characterized in that the thickness of the thermal interface material is from 0.1 to 2 mm.
1 1. Система жидкостного охлаждения многопроцессорного вычислительного комплекса, включающая 1 1. Multiprocessor liquid cooling system computing complex, including
по крайней мере, одну сборку многопроцессорного вычислительного комплекса по любому из п.п. 7-10, at least one assembly of a multiprocessor computing system according to any of claims. 7-10,
по крайней мере, один трубопровод для подачи теплоносителя; 5 по крайней мере, один трубопровод для отвода теплоносителя; at least one pipeline for supplying coolant; 5 at least one pipeline for coolant removal;
располагаемые в боковых отделениях передней части вычислительной стойки и отделенные от остальных ее частей герметичными кожухами, соединенными с дренажной системой в гидрораспределительном узле, через который подводится ю теплоноситель. located in the side compartments of the front part of the computer rack and separated from its other parts by sealed casings connected to the drainage system in the hydraulic distribution unit, through which coolant is supplied.
12. Система по п. 1, отличающая тем, что допустимый диапазон температуры воды на входе гидрораспределительного узла составляет 30-45°С, предпочтительно 44°С. 12. The system according to claim 1, characterized in that the permissible temperature range of the water at the inlet of the hydraulic distribution unit is 30-45°C, preferably 44°C.
13. Система по п. 1, отличающаяся тем, что длина гибких 15 шлангов составляет 10-20 см. 13. The system according to claim 1, characterized in that the length of the flexible 15 hoses is 10-20 cm.
14. Система по п. 1, отличающаяся тем, что внутренний эквивалентный диаметр трубопровода составляет 48 мм. 14. The system according to claim 1, characterized in that the internal equivalent diameter of the pipeline is 48 mm.
15. Система по п. 1, отличающаяся тем, что расход теплоносителя внутри каждого трубопровода составляет не мене 4 л/с. 15. The system according to claim 1, characterized in that the coolant flow rate inside each pipeline is at least 4 l/s.
20 16. Система по п. 1 , отличающаяся тем, что разница температур на входе и на выходе системы составляет, по меньшей мере, 5°С. 20 16. The system according to claim 1, characterized in that the temperature difference at the inlet and outlet of the system is at least 5°C.
PCT/RU2014/000299 2013-04-25 2014-04-24 System for the liquid cooling of a multiprocessor computing complex, an assembly, and a thermal conduction module WO2014175786A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013119187 2013-04-25
RU2013119187/07A RU2522937C1 (en) 2013-04-25 2013-04-25 Liquid cooling system for multiprocessor computation complex, package and heat sink module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014175786A1 true WO2014175786A1 (en) 2014-10-30

Family

ID=51217549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2014/000299 WO2014175786A1 (en) 2013-04-25 2014-04-24 System for the liquid cooling of a multiprocessor computing complex, an assembly, and a thermal conduction module

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2522937C1 (en)
WO (1) WO2014175786A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110399426A (en) * 2019-07-13 2019-11-01 广东一钛科技有限公司 Minitype integration type water cooling heat exchanger system for block chain arithmetic center

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2638414C1 (en) * 2017-01-11 2017-12-13 Общество с ограниченной ответственностью "Теркон-КТТ" (ООО "Теркон-КТТ") Combined system of cooling of server rack elements (versions)
RU173929U1 (en) * 2017-01-12 2017-09-19 Общество с ограниченной ответственностью "Теркон-КТТ" (ООО "Теркон-КТТ") COOLING DEVICE FOR HEAT-FUEL ELECTRONIC ELEMENTS
RU2696020C1 (en) * 2018-09-04 2019-07-30 Антон Андреевич Румянцев Combined cooling system of electronic units
RU2765789C1 (en) * 2021-04-26 2022-02-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" Combined cooling system for electronic components
RU2768258C1 (en) * 2021-05-04 2022-03-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" Combined cooling system
CN113204883B (en) * 2021-05-10 2023-11-24 奇瑞汽车股份有限公司 Automatic calculation device and method for target air intake of automobile radiator

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070289718A1 (en) * 2006-06-06 2007-12-20 Mccordic Craig H Heat sink and method of making same
DE102010043446B3 (en) * 2010-11-05 2012-01-12 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Performance semiconductor system
US20120106071A1 (en) * 2010-11-02 2012-05-03 International Business Machines Corporation Fluid cooling system and associated fitting assembly for electronic component
CN202354023U (en) 2012-03-02 2012-07-25 东莞爱美达电子有限公司 Water cooling plate containing staggered fins
CN202352650U (en) 2012-03-02 2012-07-25 东莞爱美达电子有限公司 Finned water-cooling plate

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1438533A1 (en) * 1986-10-22 1990-09-23 Предприятие П/Я М-5629 Method and apparatus for cooling heat-emitting electronic components
RU2301510C2 (en) * 2005-07-21 2007-06-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ") System for cooling elements of radio-electronic equipment
RU73765U1 (en) * 2007-11-06 2008-05-27 Научно-исследовательский комплекс Киевского национального университета строительства и архитектуры LIQUID COOLING SYSTEM FOR POWERFUL ELECTRONIC COMPONENT
RU73580U1 (en) * 2008-01-09 2008-05-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Гравиконт" PERSONAL COMPUTER COOLING SYSTEM

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070289718A1 (en) * 2006-06-06 2007-12-20 Mccordic Craig H Heat sink and method of making same
US20120106071A1 (en) * 2010-11-02 2012-05-03 International Business Machines Corporation Fluid cooling system and associated fitting assembly for electronic component
DE102010043446B3 (en) * 2010-11-05 2012-01-12 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Performance semiconductor system
CN202354023U (en) 2012-03-02 2012-07-25 东莞爱美达电子有限公司 Water cooling plate containing staggered fins
CN202352650U (en) 2012-03-02 2012-07-25 东莞爱美达电子有限公司 Finned water-cooling plate

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110399426A (en) * 2019-07-13 2019-11-01 广东一钛科技有限公司 Minitype integration type water cooling heat exchanger system for block chain arithmetic center
CN110399426B (en) * 2019-07-13 2024-01-26 广东一钛科技有限公司 Small integrated water-cooled heat exchanger system for block chain operation center

Also Published As

Publication number Publication date
RU2522937C1 (en) 2014-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2522937C1 (en) Liquid cooling system for multiprocessor computation complex, package and heat sink module
US9282678B2 (en) Field-replaceable bank of immersion-cooled electronic components and separable heat sinks
US9750159B2 (en) Pump-enhanced, immersion-cooling of electronic compnent(s)
US9686889B2 (en) Field-replaceable bank of immersion-cooled electronic components
US10070560B2 (en) Drawer-level immersion-cooling with hinged, liquid-cooled heat sink
US9313920B2 (en) Direct coolant contact vapor condensing
US9261308B2 (en) Pump-enhanced, sub-cooling of immersion-cooling fluid
US8941994B2 (en) Vapor condenser with three-dimensional folded structure
US8953320B2 (en) Coolant drip facilitating partial immersion-cooling of electronic components
TWI469728B (en) Liquid-cooled cooling apparatus, electronics rack and methods of fabrication thereof
US8369091B2 (en) Interleaved, immersion-cooling apparatus and method for an electronic subsystem of an electronics rack
US8947873B2 (en) Immersion-cooled and conduction-cooled electronic system
WO2019015321A1 (en) Immersed type liquid cooling apparatus, blade type server and frame type server
US8385067B2 (en) In-line memory and circuit board cooling system
WO2017135992A1 (en) Information handling system having fluid manifold with embedded heat exchanger system
JP2023501829A (en) Cold plates and systems for cooling electronic devices
US11991856B2 (en) Liquid submersion cooled electronic systems
US9848515B1 (en) Multi-compartment computing device with shared cooling device
US9335800B2 (en) Cooler for computing modules of a computer
GB2571053A (en) Heat sink for immersion cooling
JP7346736B2 (en) heat sink for liquid cooling
RU168792U1 (en) Universal computing platform with heat dissipation from heat-generating components
EP3575919A1 (en) Dlc block for use in electronic and electric components
US11937407B2 (en) Photo-etched chassis cooling walls
GB2570622A (en) Heat sink for liquid cooling

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14742594

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14742594

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1