CN109407797A - 一种服务器散热架构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种服务器散热架构，涉及服务器散热架构技术领域，包括电源、FPGA卡和CPU，FPGA卡设于机箱内左端，FPGA卡的散热端与机箱出风口相对，机箱出风口设于机箱右侧壁上，所述FPGA卡的右端设有导风罩，导风罩包括从左到右依次连接的第一导风罩和第二导风罩，第一导风罩的内腔为左端大右端小的喇叭状，第二导风罩为筒状结构，第一导风罩的左端与FPGA卡的散热端连接，第二导风罩远离第一导风罩的一端与机箱出风口相对，CPU设于导风罩的前侧或后侧。本发明能够有效利用服务器机箱内部的有限空间，对FPGA卡产生的热风进行导流，提高机箱内部元器件的散热效果，降低机箱内部元器件的密集程度，降低成本。

Description

一种服务器散热架构

技术领域

本发明涉及服务器散热架构技术领域，具体涉及一种服务器散热架构。

背景技术

随着云计算、大数据等新型技术的发展，服务器机箱内部元器件越来越紧密，而且处理器的运算速度与运算量也越来越大，内存、硬盘、CPU、FPGA卡等元器件的的产热量也随之增加。

在包括电源、FPGA卡和CPU的服务器机箱中，FPGA卡设于机箱内左端，FPGA卡的散热端与机箱出风口相对，机箱出风口设于机箱右侧壁上，CPU设于FPGA卡的散热端的右方。所以FPGA卡产生的热风会流经CPU，妨碍CPU散热，造成CPU散热效果差的问题，进而影响CPU的正常运行。

现有技术是采用在机箱出风口处增加风扇模组的数量的方式，来增强机箱内空气流动，促进机箱内部散热。但这一方式不能有效利用服务器机箱内部的有限空间，增加了机箱内部元器件的密集程度，也提高了成本。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种服务器散热架构，本发明能够有效利用服务器机箱内部的有限空间，对FPGA卡产生的热风进行导流，提高机箱内部元器件的散热效果，降低机箱内部元器件的密集程度，降低成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种服务器散热架构，包括电源、FPGA卡和CPU，FPGA卡设于机箱内左端，FPGA卡的散热端与机箱出风口相对，机箱出风口设于机箱右侧壁上，所述FPGA卡的右端设有导风罩，导风罩包括从左到右依次连接的第一导风罩和第二导风罩，第一导风罩的内腔为左端大右端小的喇叭状，第二导风罩为筒状结构，第一导风罩的左端与FPGA卡的散热端连接，第二导风罩远离第一导风罩的一端与机箱出风口相对，CPU设于导风罩的前侧或后侧。

进一步的，所述CPU的上方均设有CPU散热器，CPU散热器包括导热外壳和设于导热外壳内壁上的导热管，导热管与导热外壳连接，导热外壳包括从左到右依次连接的外壳一和外壳二，外壳一和外壳二均为长筒结构，外壳一的长度方向与外壳二的长度方向垂直，外壳二的长度方向与机箱右侧壁靠近CPU的一侧平行。

进一步的，所述导热外壳的材质为铜。

进一步的，所述导热外壳外设有材质为铝的散热片，散热片设有多个，且在导热外壳外均匀分布。

进一步的，所述导热管为烧结热管。

进一步的，所述电源设于机箱内右端，电源与机箱后侧壁连接，电源的散热端与机箱出风口相对，电源远离机箱后侧壁的一侧设有导风板，导风板的右端与电源连接，导风板的左端位于CPU散热器的左端，导风板、机箱底板、机箱后侧壁和机箱顶板围绕形成导风通道。

进一步的，所述服务器为2U机型服务器。

本发明具有的有益效果：

1、因为FPGA卡的右端设有导风罩，导风罩包括从左到右依次连接的第一导风罩和第二导风罩，第一导风罩的内腔为左端大右端小的喇叭状，第一导风罩的左端与FPGA卡的散热端连接，所以第一导风罩能将FPGA卡产生的热风汇集起来，因为第二导风罩为筒状结构，第二导风罩远离第一导风罩的一端与机箱出风口相对，CPU设于导风罩的前侧或后侧，所以被第一导风罩汇集起来的热风直接通过第二导风罩流向机箱出风口处，避免FPGA卡产生的热风会流经CPU，避免妨碍CPU散热而造成CPU散热效果差的问题，进而避免影响CPU的正常运行；而且没有增加机箱内的风扇模组的数量，充分利用机箱内部的有限空间，合理地分配现有风量，提高散热效果，避免增加机箱内部元器件的密集程度，降低成本。

2、因为CPU散热器的导热外壳包括从左到右依次连接外壳一和外壳二，外壳一和外壳二均为长筒结构，外壳一的长度方向与外壳二的长度方向垂直，外壳二的长度方向与机箱右侧壁靠近CPU的一侧平行。所以比现有技术中的长方体形CPU散热器增大了散热面积，提高散热效率，而且长筒结构的外壳二的长度方向与机箱右侧壁靠近CPU的一侧平行，能够增大导热外壳与机箱出风口处的风流的接触面积，当在机箱出风口处设置风扇模组时，增大风扇模组处风流与导热外壳的接触面积，提高CPU散热器的散热效率，有效降低CPU的温度。

3、通过让导热外壳的材质为铜。是因为铝和铜是公认为最适合用来做散热的材质，铜和铝相比，铜具有更优秀的导热能力，让导热外壳的材质为铜，能够使CPU散发的热量更好地传递给导热外壳外部的散热片进行散热，提高了传热速度和散热效率。

4、通过在导热外壳外设有材质为铝的散热片，散热片设有多个，且在导热外壳外均匀分布。能够节约成本和方便加工，这是因为铜和铝相比，铜的价格比铝贵、加工难度比铝大；而且与铜制的导热外壳相结合，使CPU散发的热量一方面直接传递给导热外壳，另一方面，通过导热管传递给导热外壳，这两个方面同时进行，提高导热速度，导热外壳将热量再传递给散热片，既节约成本、方便加工，也提高了散热效果和散热效率.

5、因为导热管在弯折时，沟槽式热管的导热性能大大降低，甚至只能达到原来导热性能的一半，而烧结热管则具有更优秀的导热性能，所以让导热管为烧结热管，能够使导热管具有更优秀的导热性能，从而使CPU散热器具有更好的导热效果，烧结热管的工作原理为：烧结热管的蒸发段受热，烧结热管内的热管工质汽化，汽化的热管工质压力增大，汽化的热管工质在压力的作用下向冷凝段流动，汽化的热管工质在冷凝段放热并冷凝为液态，液态的热管工质在烧结热管的管壁的毛细力的作用下流回蒸发段继续受热，如此循环往复，将CPU的热量带走。

6、因为电源设于机箱内右端，电源与机箱后侧壁连接，电源的散热端与机箱出风口相对，电源远离机箱后侧壁的一侧设有导风板，导风板的右端与电源连接，导风板的左端位于CPU散热器的左端，导风板、机箱底板、机箱后侧壁和机箱顶板围绕形成导风通道。所以机箱内前部温度较低的风能够通过导风通道对电源进行散热，导风板挡住了CPU产生的高温风流，避免电源受到CPU产生的高温风流的影响，能够有效降低电源进风口的温度；而且避免机箱右端出风口风扇模组处的高压区造成的电源热风回流问题，提高电源的散热效果。

附图说明

图1是一种服务器散热架构的结构示意图；

图2是导风罩的结构示意图；

图3是CPU散热器的结构示意图；

图4是CPU散热器的导热外壳的结构示意图；

图5是导风板的结构示意图。

附图标记说明：1-机箱，101-机箱右侧壁，102-机箱后侧壁，2-第一FPGA卡，3-第二FPGA卡，4-第一CPU，5-第二CPU，6-导风罩，601-第一导风罩，602-第二导风罩，7-CPU散热器，701-导热外壳，702-外壳一，703-外壳二，704-散热片，8-电源，9-导风板，901-板一，902-板二，903-板三，10-风扇模组。

值得注意的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明进行进一步的阐述。

实施例：

在2U机型服务器的机箱内，如图1所示，包括电源8、两个FPGA卡和两个CPU，电源8、两个FPGA卡和两个CPU均与机箱底板连接，两个FPGA卡分别为第一FPGA卡2和第二FPGA卡3，第一FPGA卡2和第二FPGA卡3均设于机箱1的左端，第一FPGA卡2的散热端和第二FPGA卡3的散热端均与机箱出风口相对，机箱出风口设于机箱右侧壁101上，两个CPU分别为第一CPU4和第二CPU5，第一CPU4设于第一FPGA卡2的散热端的右方，第二CPU5设于第二FPGA卡3的散热端的右方，机箱1内还并排设有4个风扇模组10，4个风扇模组10的出风口均与机箱右侧壁101上的机箱出风口连通。

所述第一FPGA卡2和第二FPGA卡3的右端设有导风罩6，导风罩6结构如图2所示，导风罩6包括从左到右依次连接的第一导风罩601和第二导风罩602，第一导风罩601的内腔为左端大右端小的喇叭状，第二导风罩602为筒状结构，第一导风罩601的左端与第一FPGA卡2的散热端和第二FPGA卡3的散热端连接，第二导风罩602远离第一导风罩601的一端与机箱出风口相对，第一CPU4和第二CPU5分别设于第二导风罩602的前后两侧。

进一步的，所述第一CPU4和第二CPU5的上方均设有CPU散热器7，CPU散热器7的结构如图3和图4所示，CPU散热器7包括导热外壳701和设于导热外壳701内壁上的导热管，导热管与导热外壳701连接，导热外壳701包括左到右依次连接的外壳一702和外壳二703，具体的，外壳一702的右端与外壳二703侧壁中部连接，外壳一702和外壳二703均为长筒结构，外壳一702的长度方向ab与外壳二703的长度方向cd垂直，外壳二703的长度方向cd与机箱右侧壁101靠近CPU的一侧平行，在机箱1内俯视，导热外壳呈“T”形。

进一步的，所述导热外壳701的材质为铜。

进一步的，所述导热外壳701外设有材质为铝的散热片704，散热片704设有多个，且在导热外壳701外均匀分布。

进一步的，所述导热管为烧结热管。

进一步的，所述电源8设于机箱1内右端，电源8与机箱后侧壁102连接，电源8的散热端与机箱出风口相对，电源8远离机箱后侧壁102的一侧设有导风板9，导风板9结构如图5所示，导风板9包括从右到左依次连接的板一901、板二902和板三903，板一901的右端与电源8的左端连接，板三903设于CPU散热器7靠近机箱后侧壁102的一侧，板三903的左端在CPU散热器7的左端，导风板9、机箱底板、机箱后侧壁102和机箱顶板围绕形成导风通道。

使用时，第一导风罩601将第一FPGA卡2和第二FPGA卡3产生的热风汇集起来，被第一导风罩601汇集起来的热风直接通过第二导风罩602流向机箱1的出风口处，并被位于机箱1出风口处的风扇模组10将热风散发到机箱1外部，实现导风罩6对第一FPGA卡2和第二FPGA卡3产生热风的导流；第一CPU4和第二CPU5散发的热量通过导热外壳701的底面，将热量传递给导热外壳701内的导热管，导热管将热量散发到导热外壳701上，导热外壳701将热量传递给散热片704，从而实现CPU散热器7对第一CPU4和第二CPU5的散热；机箱1内前部温度较低的风能够通过导风通道对电源8进行散热，避免受到第一CPU4和第二CPU5产生的高温风流的影响，能够有效降低电源8进风口的温度。本发明适用于两个CPU布局，系统功耗高，PSU后置的机型，采用本发明能充分利用现有的风量做到系统温度最底。

Claims (7)

1.一种服务器散热架构，包括电源、FPGA卡和CPU，FPGA卡设于机箱内左端，FPGA卡的散热端与机箱出风口相对，机箱出风口设于机箱右侧壁上，其特征在于，所述FPGA卡的右端设有导风罩，导风罩包括从左到右依次连接的第一导风罩和第二导风罩，第一导风罩的内腔为左端大右端小的喇叭状，第二导风罩为筒状结构，第一导风罩的左端与FPGA卡的散热端连接，第二导风罩远离第一导风罩的一端与机箱出风口相对，CPU设于导风罩的前侧或后侧。

2.根据权利要求1所述的一种服务器散热架构，其特征在于，所述CPU的上方均设有CPU散热器，CPU散热器包括导热外壳和设于导热外壳内壁上的导热管，导热管与导热外壳连接，导热外壳包括从左到右依次连接的外壳一和外壳二，外壳一和外壳二均为长筒结构，外壳一的长度方向与外壳二的长度方向垂直，外壳二的长度方向与机箱右侧壁靠近CPU的一侧平行。

3.根据权利要求2所述的一种服务器散热架构，其特征在于，所述导热外壳的材质为铜。

4.根据权利要求3所述的一种服务器散热架构，其特征在于，所述导热外壳外设有材质为铝的散热片，散热片设有多个，且在导热外壳外均匀分布。

5.根据权利要求4所述的一种服务器散热架构，其特征在于，所述导热管为烧结热管。

6.根据权利要求2所述的一种服务器散热架构，其特征在于，所述电源设于机箱内右端，电源与机箱后侧壁连接，电源的散热端与机箱出风口相对，电源远离机箱后侧壁的一侧设有导风板，导风板的右端与电源连接，导风板的左端位于CPU散热器的左端，导风板、机箱底板、机箱后侧壁和机箱顶板围绕形成导风通道。

7.根据权利要求1所述的一种服务器散热架构，其特征在于，所述服务器为2U机型服务器。