DE112005002424T5

DE112005002424T5 - Flüssigkeitskühlsystem für einen Multiprozessor

Info

Publication number: DE112005002424T5
Application number: DE112005002424T
Authority: DE
Inventors: David Tacoma Llapitan; Michael Dupont Berktold; Alan Puyallup Tate
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2007-08-30
Also published as: GB0705530D0; CN101027530A; TWI311903B; GB2433584A; TW200630026A; WO2006039611A1; US20060067052A1; GB2433584B

Abstract

Vorrichtung, die umfaßt:
– einen Behälter;
– einen ersten Wärmetauscher, der an einer ersten Seite des Behälters befestigt ist; und
– einen zweiten Wärmetauscher, der an einer zweiten Seite des Behälters gegenüber der ersten Seite des Behälters befestigt ist, wobei der Behälter sich in einer Flüssigkeitsverbindung mit dem ersten und zweiten Wärmetauscher befindet.

Description

Die Erfindung betrifft Flüssigkeitskühlsysteme und insbesondere Flüssigkeitskühlsysteme für elektronische Komponenten und Verfahren, die sich darauf beziehen.
STAND DER TECHNIK UND VERWANDTE TECHNIK
Im US-Patent Nr. 6,749,012, das zusammen mit der vorliegenden Patentanmeldung übertragen wurde, wird ein Flüssigkeitskühlsystem beschrieben. Mit Bezug auf 1, kann ein Flüssigkeitskühlsystem 10 für ein System auf Prozessorbasis ein Gehäuse 12 umfassen, das einen Wärmetauscherkern 36 und eine Flüssigkeitspumpe (in 1 nicht dargestellt) aufnehmen kann. Am Gehäuse 12 ist eine Lüftereinheit 26, die einen Lüfter 14 einschließt, montiert. Der Lüfter 14 ist über einer Öffnung in Gehäuse angeordnet, um für Luftkühlung der Flüssigkeit im Wärmetauscherkern 36 zu sorgen. Der Wärmetauscherkern 36 ist zum Teil durch gegenüberliegende Flächen bestimmt, die durch einen bestimmten Betrag zur Festlegung einer Dickenrichtung getrennt sind. Der Lüfter 14 kann über einen Anschluß 18 mit einer elektrischen Spannung verbunden sein. Die Flüssigkeitspumpe kann über einen Anschluß 16 mit einer elektrischen Spannung verbunden sein. Ein Teil 28 des Gehäuses 12 kann einen Behälter oder ein Reservoir für die gepumpte Kühlflüssigkeit umfassen.
Die gekühlte Flüssigkeit, die das Gehäuse 12 verläßt, kann durch ein Rohr 20b zu einer Prozessorkühlplatte 22 und dann zurück durch das Rücklaufrohr 20a laufen. Ein Prozessor 24 eines prozessorbasierten Systems kann in thermischem Kontakt mit der Kühlplatte 22 stehen.
Mit Bezug auf 2, kann ein prozessorbasiertes System 40 den Prozessor 24 umfassen, der thermisch mit dem Kühlsystem 10 verbunden ist. Der Prozessor 24 kann elektrisch an eine Schnittstelle 42, wie zum Beispiel eine Brücke, angeschlossen sein. Die Schnittstelle 42 ist mit einem Speicher 44 und einem Bus 46 verbunden. Der Bus 46 wiederum kann an eine weitere Schnittstelle 48, wie zum Beispiel eine Brücke, angeschlossen sein. Die Schnittstelle 48 kann in einer Ausführungsform auch mit einem Festplattenlaufwerk 50 verbunden sein.
In einigen Ausführungsformen kann die Schnittstelle 48 elektrische Signale für das Kühlsystem 10 bereitstellen, um seinen Betrieb zu steuern. Auf der Basis der Leistung oder Temperatur von Prozessor 24 kann zum Beispiel eine zusätzliche Kühlung unter der Steuerung von Schnittstelle 48 bereitgestellt werden. Signale können also für die Verbinder 18 und 16 bereitgestellt werden, um den Lüfter 14 und die Pumpe 30 zu steuern und so eine gewünschte Temperatur von Prozessor 24 zu erreichen.
Andere Details der Konstruktion und des Betriebs des Flüssigkeitskühlsystems 10 sind unter Verweis auf das Patent '012 zu erhalten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Verschiedene Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen zu erkennen, wie in den begleitenden Zeichnungen illustriert, wobei gleiche Bezugszahlen im allgemeinen sich auf dieselben Teile in allen Zeichnungen beziehen. Die Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgerecht, da die Betonung statt dessen auf der Erläuterung der Prinzipien der Erfindungen liegt.
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Flüssigkeitskühlsystems.
2 ist eine schematische Darstellung eines Flüssigkeitskühlsystems für eine prozessorbasierte Vorrichtung.
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Flüssigkeitskühlvorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung.
4 ist eine schematische Ansicht der Flüssigkeitskühlvorrichtung von 3.
5 ist eine schematische Seitenansicht der Flüssigkeitskühlvorrichtung von 3.
6 ist eine schematische Vorderansicht der Flüssigkeitskühlvorrichtung von 3.
7 ist eine perspektivische Schnittansicht der Flüssigkeitskühlvorrichtung von 3.
8 ist eine seitliche Querschnittsansicht der Flüssigkeitskühlvorrichtung von 3.
9 ist ein Blockdiagramm eines Computersystems gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung.
10 ist ein Blockdiagramm eines weiteren Computersystems gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung.
11 ist eine perspektivische Ansicht von zwei Flüssigkeitskühlsystemen gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung.
BESCHREIBUNG
In der folgenden Beschreibung werden spezielle Details für Zwecke der Erklärung, und nicht zur Einschränkung, dargelegt, wie zum Beispiel besondere Strukturen, Architekturen, Schnittstellen, Verfahren usw., um für ein gründliches Verständnis der verschiedenen Erscheinungsformen der Erfindung zu sorgen. Für Fachleute auf diesem Gebiet, die den Vorteil der aktuellen Offenbarung haben, ist jedoch erkennbar, daß die verschiedenen Erscheinungsformen der Erfindung in anderen Beispielen ausgeführt werden können, die von diesen speziellen Details abweichen. In bestimmten Fällen werden Beschreibungen der bekannten Vorrichtungen, Schaltungen und Verfahren weggelassen, um die Beschreibung der vorliegenden Erfindung nicht durch unnötige Details unverständlich zu machen.
Mit Bezug auf die 3–8, umfaßt eine Flüssigkeitskühlvorrichtung 60 einen Behälter 61, der zwischen zwei Wärmetauschern 62 und 63 angeordnet ist. Zwei Primärflüssigkeitsports, namentlich ein primärer Einlaßport 64 und ein primärer Auslaßport 65, werden am Behälter 61 bereitgestellt. Wie illustriert, ist der Behälter 61 ein kastenförmiger Behälter mit im wesentlichen ebenen Seitenwänden, obwohl der Behälter 61 ohne weiteres mit anderen Formen ausgelegt werden kann, je nach Notwendigkeit oder wie für bestimmte Anwendungen gewünscht.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung umfaßt die Flüssigkeitskühlvorrichtung 60 einen Behälter 61, wobei der erste Wärmetauscher 62 an einer ersten Seite 66 des Behälters 61 befestigt ist und der zweite Wärmetauscher 63 an einer zweiten Seite 67 des Behälters 61 gegenüber der ersten Seite 66 des Behälters 61 befestigt ist. Der Primäreinlaß 64 und der Primärauslaß 65 sind an einer dritten Seite 68 des Behälters befestigt, wobei die dritte Seite 68 zwischen der ersten und der zweiten Seitenwand 66, 67 angeordnet und an beiden befestigt ist.
Zum Beispiel können die Wärmetauscher 62, 63 und/oder Ports 64, 65 am Behälter 61 mit einer Flüssigkeitsdichtung durch Schweißen, Hartlöten, Weichlöten, Kleben, Bilden einer metallurgischen Bindung oder andere bekannte oder nachfolgend entdeckte geeignete Befestigungsverfahren befestigt werden. In einigen Ausführungsformen kann der Behälter 61 im wesentlichen mittig zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher 62, 63 angeordnet sein.
Es ist vorteilhaft, daß der Behälter 61, der sich zwischen den zwei Wärmetauschern 62, 63 befindet, für Redundanz in der Kühlkapazität sorgen kann. Wenn zum Beispiel der Fluß in einem der zwei Wärmetauscher 62, 63 eingeschränkt wird, kann der nicht eingeschränkte Wärmetauscher die Funktion ordnungsgemäß fortführen. Der ordnungsgemäß funktionierende Wärmetauscher kann von sich aus für angemessene Kühlung sorgen oder kann die Betriebszeit des Systems bis zur Wartung verlängern. Ein weiterer potentieller Nutzen des mittig angeordneten Behälters 61 ist, daß die Einlaß- und Auslaßports an Behälter 61 wahrscheinlicher in der Nähe des Prozessor angeordnet sein können, was die Rohrverlegung vereinfachen kann.
Die Wärmetauscher 62, 63 können eine beliebige Zahl von geeigneten Konfigurationen haben, die für eine bestimmte Anwendung notwendig oder wünschenswert sein können. Wie illustriert, umfaßt der erste Wärmetauscher 62 ein erstes U-förmiges Rohr 71, das einen ersten Flüssigkeitskanal mit einer ersten gefalteten Rippenwärmesenke 72 bestimmt, welche in den Schenkeln des ersten Rohres 71 angeordnet ist. Der erste Wärmetauscher 62 umfaßt ferner ein zweites U-förmiges Rohr 73, das einen zweiten Flüssigkeitskanal mit einer zweiten gefalteten Rippenwärmesenke 74 bestimmt, welche in den Schenkeln des ersten Rohres 73 angeordnet ist. Eine dritte gefaltete Rippenwärmesenke 75 ist zwischen dem ersten und zweiten Rohr 71, 73 befestigt. Der zweite Wärmetauscher ist ähnlich ausgelegt, mit einem ersten U-förmigen Rohr 76 mit einer entsprechenden ersten gefalteten Rippenwärmesenke 77, einem zweiten U-förmigen Rohr 78 mit einer entsprechenden zweiten gefalteten Rippenwärmesenke 79 und einer dritten gefalteten Rippenwärmesenke 80, die zwischen den zwei Rohren 76, 78 befestigt ist. Obwohl in diesem Beispiel zwei Rohre präsentiert werden, können je nach der speziellen Anwendung mehr oder weniger bereitgestellt werden.
Der Behälter 61 steht in Flüssigkeitsverbindung sowohl mit dem ersten, als auch mit dem zweiten Wärmetauscher 62, 63. Mit Verweis auf 8, kann der Behälter 61 zum Beispiel einen ersten Flüssigkeitsauslaß 81 und einen ersten Flüssigkeitseinlaß 82 auf der ersten Seite 66 von Behälter 61 und einen zweiten Flüssigkeitsauslaß (nicht dargestellt, aber z.B. ähnlich gelegen) auf der zweiten Seite 67 des Behälters umfassen, der zu den jeweiligen ersten Rohren 71, 76 des ersten und zweiten Wärmetauschers 62, 63 ausgerichtet ist.
In einigen Ausführungsformen umfaßt der Behälter 61 ferner einen dritten Flüssigkeitsauslaß 83 auf der ersten Seite 66 von Behälter 61, einen vierten Flüssigkeitsauslaß (nicht dargestellt, z.B. ähnlich gelegen) auf der zweiten Seite 67 des Behälters, und Leitfläche 84 im Behälter (siehe 7) und zum Verteilen von Flüssigkeit zwischen dem ersten Flüssigkeitsauslaß 81 und dem zweiten und dritten Flüssigkeitsauslaß 83 und den vierten Flüssigkeitsauslässen angeordnet. Der Behälter 61 kann ferner einen vierten Flüssigkeitseinlaß 85 auf der ersten Seite 66 des Behälters 61 und einen vierten Flüssigkeitseinlaß (nicht dargestellt, aber z.B. ähnlich gelegen) auf der zweiten Seite 67 von Behälter 61 umfassen. Der dritte und vierte Flüssigkeitsauslaß und Flüssigkeitseinlaß können zum Beispiel zu den jeweiligen zweiten Rohren 73, 78 des ersten und zweiten Wärmetauschers 62, 63 ausgerichtet sein.
In einigen Ausführungsformen umfaßt der Behälter 61 sowohl einen Verteilungsbehälter 86 wie auch einen Speicherbehälter 87 im selben Gehäuse. Zusätzlich zur Festlegung von Strömungswegen kann die Leitfläche 84 im Behälter 61 zum Beispiel eine separate Kammer für den Speicherbehälter 87 im selben Gehäuse wie der Verteilungstank 86 festlegen (siehe 7–8).
In einigen Ausführungsformen kann das Hohlrohr 88 im Speicherbehälter 87 bereitgestellt sein. Rohr 88 steht in Flüssigkeitsverbindung mit dem Verteilungsbehälter 86 und ermöglicht Luft- oder Gasblasen, vom Verteilungsbehälter in den Speicherbehälter 87 zu entweichen. Der Speicherbehälter 87 kann zu Anfang mit Reserveflüssigkeit gefüllt sein, die in den Verteilungsbehälter 86 gezogen werden kann, wenn Flüssigkeit aus dem Verteilungssystem, zum Beispiel auf Grund von Lecks oder Verdunstung, verlorengeht. Die Öffnung von Rohr 88 ist relativ zentral im Speicherbehälter 87 angeordnet, so daß der Behälter entweder horizontal oder vertikal ausgerichtet sein kann, während gleichzeitig die Öffnung im Speicherbehälter 87 weiterhin eingetaucht bleibt, selbst nachdem sich wesentliche Mengen von Blasen im Speicherbehälter 87 angesammelt haben. Solange zum Beispiel die enthaltene Gasblase nicht größer als etwa die Hälfte der Größe des Speicherbehälters 87 anwächst, ist Rohr 88 in der Speicherflüssigkeit und das Gas ist eingefangen, wodurch so die Möglichkeit eines Trockenlaufens der Pumpe reduziert wird, bei dem keine Flüssigkeit fließt.
In einigen Ausführungsformen kann Speicherbehälter 87 auch als Ausdehnungsbehälter betrachtet werden, der eine Ausdehnung der Flüssigkeit in den Speicherbehälter 87 ermöglicht. Es ist vorteilhaft, daß der Behälter 61, der sowohl den Verteilungsbehälter 86 als auch den Speicherbehälter/Blaseneinfang/Ausdehnungsbehälter 87 im selben Gehäuse enthält, die Notwendigkeit eines weiteren Behälters oder weiterer Behälter an anderer Stelle im System reduziert oder beseitigt, wodurch sich die Montage vereinfacht und die Kosten reduzieren.
Ein Verfahren zur Konstruktion einer Flüssigkeitskühlvorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung umfaßt das Bereitstellen eines Behälters 61, Befestigen eines ersten Wärmetauschers 62 an einer ersten Seite 66 von Behälter 61, Befestigen eines zweiten Wärmetauschers 63 an einer zweiten Seite 67 von Behälter 61 gegenüber der ersten Seite 66 von Behälter 61 und Bereitstellen einer Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Behälter 61 und dem ersten und zweiten Wärmetauscher 62, 63. Das Verfahren kann ferner das Anordnen von Behälter 61 im wesentlichen mittig zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher umfassen. Einige Ausführungsformen können ferner das Aufnehmen einer Flüssigkeit in Behälter 61 und Verteilen der Flüssigkeit auf mehrere Flüssigkeitsauslässe auf der ersten und zweiten Seite 66, 67 von Behälter 61 beinhalten. Einige Beispiele umfassen das Bereitstellen von Leitfläche 84 in Behälter 61, um mehrere Strömungswege für die Flüssigkeit festzulegen. Einige Beispiele umfassen das Unterteilen von Behälter 61 in einen Verteilungsbehälter 86 und einen Speicherbehälter 87.
Beim Betrieb mit einer geeigneten Flüssigkeitsumwälzpumpe kann die Flüssigkeitskühlvorrichtung 60 folgendermaßen arbeiten. Mit Verweis auf die 6 und 8, tritt Flüssigkeit, die am primären Flüssigkeitseinlaß 64 aufgenommen wurde, in den Behälter 61 ein, wobei sie in der Richtung fließt, die von Pfeil L angezeigt wird. Die Leitfläche 84 teilt die Flüssigkeit auf zwei Strömungswege auf, die von den Pfeilen M und N angezeigt werden. Strömungsweg M verläßt den Behälter durch den ersten und zweiten Flüssigkeitsauslaß auf der ersten bzw. zweiten Seite von Behälter 61 und tritt durch die jeweiligen ersten Rohre 71, 76 ein. Flüssigkeit aus dem Strömungsweg M fließt durch die Wärmetauscher 62, 63 auf den jeweiligen Strömungswegen, die durch die Pfeile M1 und M2 angezeigt werden. Strömungsweg N verläßt den Behälter durch den dritten und vierten Flüssigkeitsauslaß auf der ersten bzw. zweiten Seite von Behälter 61 und tritt durch die jeweiligen zweiten Rohre 73, 78 ein. Flüssigkeit aus dem Strömungsweg N fließt durch die Wärmetauscher 62, 63 auf den jeweiligen Strömungswegen, die durch die Pfeile N1 und N2 angezeigt werden. Es werden insgesamt vier Kühlkanäle (M1, M2, N1 und N2) durch die Wärmetauscher 62, 63 bereitgestellt.
Die Strömungswege M1 und M2 treten durch den jeweiligen ersten und zweiten Flüssigkeitseinlaß auf der ersten bzw. zweiten Seite von Behälter 61 wieder in den Behälter ein und vereinigen sich zum Strömungsweg R. Die Strömungswege N1 und N2 treten durch den jeweiligen dritten und vierten Flüssigkeitseinlaß auf der ersten bzw. zweiten Seite von Behälter 61 wieder in den Behälter ein und vereinigen sich zum Strömungsweg S. Die Strömungswege R und S vereinigen sich, und Flüssigkeit verläßt den Behälter über den primären Flüssigkeitsauslaß 65 entlang Strömungsweg T.
Es ist vorteilhaft, daß die Leitflächen 84 die Flüssigkeit in vier Kühlkanäle, zwei auf jeder Seite, drücken, wo die Flüssigkeit durch die Rippen der Wärmetauscher 62, 63 gekühlt, was optional durch Luft ergänzt wird, die durch die Rippen des Wärmetauschers nach Notwendigkeit oder Wunsch strömt. Die Leitflächen 84 trennen auch die ankommenden Ströme L, M und N vollständig von den abgehenden Strömungswegen R, S und T. In einigen Ausführungsformen können mehr oder weniger Kühlkanäle bereitgestellt werden (z.B. einer auf jeder Seite oder drei oder mehr auf jeder Seite).
Eine weitere Erscheinungsform einiger Ausführungsformen der Erfindung beinhaltet die Nutzung von Behälter 61 in einem ersten zugeordneten Flüssigkeitskühlsystem für einen ersten Prozessor eines Mehrprozessorcomputersystems und das Nutzen eines zweiten zugeordneten Flüssigkeitskühlsystems für einen zweiten Prozessor des Mehrprozessorcomputersystems. In einigen Beispielen befinden sich der erste und zweite Prozessor beide auf derselben Systemplatine des Mehrprozessorcomputersystems.
Mit Verweis auf 9, umfaßt ein Multiprozessorsystem 90 zumindest einen ersten Prozessor 92, der auf der Systemplatine 90 installiert ist, und mindestens ein erstes Flüssigkeitskühlsystem 96, das dafür ausgelegt ist, für eine spezifische Kühlung für den ersten Prozessor 92 zu sorgen. Das System kann ferner einen zweiten Prozessor 94 umfassen, der auf der Systemplatine 90 installiert ist, und ein zweites Flüssigkeitskühlsystem 98, das dafür ausgelegt ist, für eine spezifische Kühlung für den zweiten Prozessor 94 zu sorgen. Das erste und/oder zweite Flüssigkeitskühlsystem 96, 98 kann zum Beispiel einen Behälter, einen ersten Wärmetauscher, der an einer ersten Seite des Behälters befestigt ist, und einen zweiten Wärmetauscher, der an einer zweiten Seite des Behälters gegenüber der ersten Seite des Behälters befestigt ist, umfassen, wobei der Behälter sich in Flüssigkeitsverbindung mit dem ersten und zweiten Wärmetauscher befindet (wie z.B. in Verbindung mit den 3–8 oben beschrieben). Der Behälter kann sowohl einen Verteilungsbehälter wie auch einen Speicherbehälter im selben Gehäuse umfassen. Der Behälter kann im wesentlichen mittig zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher angeordnet sein. Der Behälter kann Leitflächen im Behälter umfassen, die mehrere Strömungswege festlegen.
Einige herkömmliche Flüssigkeitskühlsysteme für Multiprozessorsystemplatinen nutzen einen einzigen Wärmetauscher, der von den Prozessoren gemeinsam verwendet wird. Das Bereitstellen eines zugeordneten Flüssigkeitskühlsystems für jeden Prozessor in einem Multiprozessorsystem kann Vorteile im Vergleich zur aktuellen Technologie bieten, die einen Wärmetauscher verwendet, den sich zwei oder mehr Prozessoren teilen. Unabhängig arbeitende Flüssigkeitskühlsysteme stellen zum Beispiel Redundanz bereit, so daß beim Ausfall eines Flüssigkeitskühlsystems die anderen weiterarbeiten. Ein einziger, gemeinsam genutzter Wärmetauscher kann auch kompliziertere Anforderungen an die Rohrführung stellen. Das Nutzen mehrerer zugeordneter Flüssigkeitskühlsysteme kann die Länge der Rohre verkürzen, die benötigt werden, und die Rohrverlegung vereinfachen, besonders wenn die Flüssigkeitskühlvorrichtung der 3–8 verwendet wird.
Oft wird ein Multiprozessorsystem zu Anfang mit weniger als der vollen Kapazität ausgelegt (z.B. ist nur ein einziger Prozessor eines Doppelprozessorsystems installiert). Ein weiterer potentieller Vorteil der Nutzung mehrerer, zugeordneter Flüssigkeitskühlsysteme im Gegensatz zu einem gemeinsam genutzten Flüssigkeitskühlsystem ist, daß die Anfangskosten des System reduziert werden können. Die zusätzliche Kapazität des gemeinsam genutzten Flüssigkeitskühlsystems verursacht zusätzliche Kosten (die manchmal mehrere Kühlplatten und zugehörige Rohrleitungen einschließen), die nicht benötigt wird, bis der zweite Prozessor installiert wird (und die vollkommen unnötig ist, wenn der zweite Prozessor überhaupt nicht installiert wird). Durch das Versenden des Multiprozessorsystems mit nur so vielen zugeordneten Flüssigkeitskühlsystemen, wie für jeden anfänglich installierten Prozessor benötigt werden, kann der Kunde Kosteneinsparungen in Form von weniger Teilen, geringerem Versandgewicht und einem kleineren, kostengünstigeren Flüssigkeitskühlsystem realisieren.
Mit Verweis auf 10, umfaßt ein Flüssigkeitskühlsystem 100 eine Wärmequelle A1 (z.B. einen Prozessor oder eine andere elektronische Vorrichtung). Eine Kühlplatte A2 ist mechanisch und thermisch mit der Wärmequelle A1 verbunden. Die Kühlplatte A2 steht in Flüssigkeitsverbindung mit einem Wärmetauscher (HEX) A3 (z.B. der Flüssigkeitskühlvorrichtung der 3–8). Die Kühlflüssigkeit wird von der Kühlplatte A2 zum HEX A3 und wieder zurück umgewälzt, um so einen Kühlkreislauf bereitzustellen. Die Kühlplatte A2 kann zum Beispiel durch Rohrleitung A4 mit dem HEX A3 zu einer Schleife verbunden werden. Eine Pumpe A5 kann in Reihe mit einem Zweig von Rohrleitung A4 bereitgestellt werden, damit die Kühlflüssigkeit, die in Rohrleitung A4 enthalten ist, umgewälzt wird (z.B. in Richtung der Pfeile A). Das System 100 kann einen oder mehrere optionale Lüfter A6 umfassen, um für einen Luftstrom für den HEX A3 und/oder die Kühlplatte A2 zu sorgen.
Das flüssigkeitsgekühlte System 100 umfaßt ferner eine optionale zusätzliche Wärmequelle B1 (z.B. einen zweiten Prozessor in einem Doppelprozessorsystem). Eine Kühlplatte B2 ist mechanisch und thermisch mit der Wärmequelle B1 verbunden. Die Kühlplatte B2 steht in Flüssigkeitsverbindung mit einem HEX B3 (z.B. der Flüssigkeitskühlvorrichtung der 3–8). Die Kühlflüssigkeit wird von der Kühlplatte B2 zum HEX B3 und wieder zurück umgewälzt, um so einen Kühlkreislauf bereitzustellen. Die Kühlplatte B2 kann zum Beispiel durch Rohrleitung B4 mit dem HEX B3 zu einer Schleife verbunden werden. Eine Pumpe B5 kann in Reihe mit einem Zweig von Rohrleitung B4 bereitgestellt werden, damit die Kühlflüssigkeit, die in Rohrleitung B4 enthalten ist, umgewälzt wird (z.B. in Richtung der Pfeile B). Das System 100 kann einen oder mehrere optionale Lüfter B6 umfassen, um für einen Luftstrom für den HEX B3 und/oder die Kühlplatte B2 zu sorgen.
In einigen Ausführungsformen sind die Rohre A4, B4 flexibel, leicht zu verlegen, im wesentlichen beständig gegen Einreißen und Abknicken, haben eine äußerst niedrige Wasserdampfdurchlaßrate und können zu niedrigen Kosten hergestellt werden. Die Rohre können zum Beispiel aus einem oder mehreren der folgenden Werkstoffe hergestellt werden: FEP, PVDF, ETFE, PTFE oder einem Fluorkautschuk, wie zum Beispiel einem fluorierten EPDM-Gummi (z.B. Viton, das von DuPont erhältlich ist). Die Rohre können zum Beispiel durch Extrudieren geformt werden. Die Rohre können aus den Werkstoffen, die oben genannt werden, kombiniert mit anderen Werkstoffen geformt werden. Es kann zum Beispiel ein Co-Extrudierungsprozeß verwendet werden, um die Rohre 48, 50 herzustellen, um so zwei oder mehr Schichten zu haben, von denen jede aus einem anderen Werkstoff gebildet ist. In einigen Ausführungsformen können die Rohre zwei Schichten haben, die eine innere Schicht, gebildet aus einem aus FEP, PVDF, ETFE, PTFE oder einem Fluorkautschuk, und eine äußere Schicht, zum Beispiel aus Nylon, umfassen. Für jedes dieser Rohre kann auch die Rohr-in-Rohr-Konstruktion verwendet werden.
Das Bilden der Rohre aus einem oder mehreren aus FEP, PVDF, ETFE, PTFE oder einem Fluorkautschuk ist insofern besonders vorteilhaft, daß solche Werkstoffe für eine äußerst niedrige Wasserdampfdurchlaßrate sorgen. Dieses Charakteristikum kann, entweder für sich oder im Kombination mit anderen Merkmalen des Kühlsystems, das hierin beschrieben wird, dem Kühlsystem ermöglichen, ordnungsgemäß über einen verlängerten Zeitraum (z.B. mehrere Jahre), ohne übermäßigen Verlust an Kühlmittel durch Verdunsten und ohne Wartung zu arbeiten.
Die Rohre können vom Wärmetauscher zur Kühlplatte parallel angeordnet sein und können sich im wesentlichen im ganzen Verlauf berühren (z.B. aneinander befestigt sein). Dies kann eine geeignete Verlegung der Rohre erleichtern. Die benachbarte Lage des Auslaßports und des Einlaßports des Wärmetauschers in den 3–8 kann die geeignete parallele Verlegung der Rohre bis zu einer Kühlplatte, die zusammen angeordnete Einlaß- und Auslaßports hat, erleichtern. In einigen Anwendungen kann auch der zentral angeordnete Behälter die Einlaß- und Auslaßports näher zur Vorrichtung, die gekühlt werden soll, plazieren, wodurch für eine einfachere und kürzere Verlegung der Rohre gesorgt wird.
Mit Verweis auf 11, umfaßt ein Flüssigkeitskühlsystem 110 eine erste Flüssigkeitskühlvorrichtung 112 und eine optionale zweite Flüssigkeitskühlvorrichtung 114, von denen jede im wesentlichen so konstruiert ist, wie oben in Verbindung mit den 3–8 beschrieben. Jede der Vorrichtungen 112 und 114 kann so ausgelegt sein, daß sie eine Einheit (1U) der Standardgestellhöhe hat, um so einen 1U-Flüssigkeitskühlwärmetauscher mit integrierten zentralen Verteilungsbehältern und Speicherbehältern zu versorgen. Jede Flüssigkeitskühlvorrichtung 112, 114 hat zwei zugehörige Lüfter 116. Für ein 1U-System sind die Lüfter vorzugsweise Hochleistungslüfter von 40 × 40 mm. Die 1U-Flüssigkeitskühlvorrichtungen 112, 114 können in einem Gestelleinbauserversystem verwendet werden. Zum Beispiel können für eine Doppelprozessorsystemplatine die erste Flüssigkeitskühlvorrichtung 112 und die zugehörigen Lüfter 116 Teil eines zugeordneten Flüssigkeitskühlsystems für einen Prozessor sein. Wenn beide Prozessoren auf der Doppelprozessorsystemplatine installiert sind, können die zweite Flüssigkeitskühlvorrichtung 112 und die zugehörigen Lüfter 116 Teil eines zugeordneten Flüssigkeitskühlsy stems für den zweiten Prozessor sein. Die zwei Kühlvorrichtungen 112, 114 können nebeneinander installiert sein, wie illustriert. Die mittig angeordneten Einlaß- und Auslaßports sorgen für eine kurze und direkte Rohrverlegung zu den jeweiligen Kühlplatten für jeden der beiden Prozessoren.
Die vorhergehenden und anderen Erscheinungsformen der Erfindung werden einzeln und in Kombination erreicht. Die Erfindung darf nicht so ausgelegt werden, daß sie zwei oder mehr solche Erscheinungsformen benötigt, es sei denn, daß dies ausdrücklich von einem bestimmten Anspruch gefordert wird. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben wurde, was gegenwärtig als die bevorzugten Beispiele angesehen wird, versteht es sich, daß die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele beschränkt ist, sondern im Gegenteil verschiedene Änderungen und äquivalente Anordnungen erfassen soll, die vom Geist und Geltungsbereich der Erfindung umfaßt werden.
ZUSAMMENFASSUNG:
Ein Multiprozessorsystem (90) hat zumindest einen ersten Prozessor (A1), der auf der Systemplatine (90) installiert ist, und mindestens ein erstes Flüssigkeitskühlsystem (A2, A3, A4, A5), das dafür ausgelegt ist, für eine spezifische Kühlung für den ersten Prozessor (A1) zu sorgen. Ein zweiter Prozessor (B1) kann auf der Systemplatine (90) installiert werden, und ein zweites Flüssigkeitskühlsystem (B2, B3, B4, B5) kann dafür ausgelegt sein, für eine spezifische Kühlung für den zweiten Prozessor (B1) zu sorgen. Das Flüssigkeitskühlsystem umfaßt einen Behälter (61), einen ersten Wärmetauscher (62), der an einer ersten Seite des Behälters (61) befestigt ist, und einen zweiten Wärmetauscher (63), der an einer zweiten Seite des Behälters (61) gegenüber der ersten Seite des Behälters befestigt ist.

Claims

Vorrichtung, die umfaßt: – einen Behälter; – einen ersten Wärmetauscher, der an einer ersten Seite des Behälters befestigt ist; und – einen zweiten Wärmetauscher, der an einer zweiten Seite des Behälters gegenüber der ersten Seite des Behälters befestigt ist, wobei der Behälter sich in einer Flüssigkeitsverbindung mit dem ersten und zweiten Wärmetauscher befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Behälter einen ersten Flüssigkeitsauslaß und einen ersten Flüssigkeitseinlaß auf der ersten Seite des Behälters und einen zweiten Flüssigkeitsauslaß einen zweiten Flüssigkeitseinlaß auf der zweiten Seite des Behälters hat.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Behälter ferner einen dritten Flüssigkeitsauslaß auf der ersten Seite des Behälters, einen vierten Flüssigkeitsauslaß auf der zweiten Seite des Behälters und Leitflächen im Behälter und zum Verteilen von Flüssigkeit zwischen dem ersten und zweiten und dritten vierten Flüssigkeitsauslaß umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Behälter ferner einen vierten Flüssigkeitseinlaß auf der ersten Seite des Behälters und einen vierten Flüssigkeitseinlaß auf der zweiten Seite des Behälters hat.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Behälter sowohl einen Verteilungsbehälter wie auch einen Speicherbehälter im selben Gehäuse umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Behälter im wesentlichen mittig zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Behälter sowohl einen Verteilungsbehälter wie auch einen Speicherbehälter im selben Gehäuse umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Behälter ein im wesentlichen kastenförmiges Gehäuse mit im wesentlichen ebenen Seiten umfaßt, wobei der Behälter im wesentlichen mittig zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher angeordnet ist, umfassend: – einen primären Flüssigkeitseinlaß, der auf einer dritten Seite des Behälters angeordnet ist; und – einen primären Flüssigkeitsauslaß, der auf der dritten Seite des Behälters angeordnet ist, wobei die dritte Seite des Behälters zwischen der ersten und zweiten Seite des Behälters befestigt ist; – einen ersten Flüssigkeitsauslaß und einen ersten Flüssigkeitseinlaß auf der ersten Seite des Behälters; – einen zweiten Flüssigkeitsauslaß und einen zweiten Flüssigkeitseinlaß auf der zweiten Seite des Behälters; – einen dritten Flüssigkeitsauslaß und einen dritten Flüssigkeitseinlaß auf der ersten Seite des Behälters; – einen vierten Flüssigkeitsauslaß und einen vierten Flüssigkeitseinlaß auf der zweiten Seite des Behälters; und – Leitflächen im Behälter und zum Festlegen jeweiliger Strömungswege vom primären Flüssigkeitseinlaß zum ersten, zweiten, dritten und vierten Flüssigkeitsauslaß und vom ersten, zweiten, dritten und vierten Flüssigkeitseinlaß zum primären Flüssigkeitsauslaß angeordnet.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Leitflächen im wesentlichen so angeordnet sind, daß sie einen Speicherbehälter im Behälter bereitstellen.
Verfahren, das umfaßt: – Bereitstellen eines Behälters; – Befestigen eines ersten Wärmetauschers an einer ersten Seite des Behälters; und – Befestigen eines zweiten Wärmetauschers an einer zweiten Seite des Behälters gegenüber der ersten Seite des Behälters; und – Bereitstellen einer Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Behälter und dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner umfaßt: Anordnen des Behälters im wesentlichen mittig zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner umfaßt: – Aufnehmen einer Flüssigkeit in den Behälter; und – Verteilen der Flüssigkeit auf mehrere Flüssigkeitsauslässe auf der ersten und zweiten Seite des Behälters.
Verfahren nach Anspruch 12, das ferner umfaßt: Bereitstellen von Leitflächen im Behälter, um mehrere Strömungswege für die Flüssigkeit festzulegen.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner umfaßt: Unterteilen des Behälters in einen Verteilungsbehälter und einen Speicherbehälter.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner umfaßt: – Verwenden des Behälters in einem ersten zugeordneten Flüssigkeitskühlsystem für einen ersten Prozessor eines Multiprozessorcomputersystems; und – Verwenden eines zweiten zugeordneten Flüssigkeitskühlsystems für einen zweiten Prozessor des Multiprozessorcomputersystems.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der erste und zweite Prozessor sich beide auf derselben Systemplatine des Mehrprozessorcomputersystems befinden.
System, das umfaßt: – eine Multiprozessorsystemplatine; – mindestens einen ersten Prozessor, der auf der Systemplatine installiert ist; und – mindestens ein erstes Flüssigkeitskühlsystem, das so ausgelegt ist, daß es eine spezifische Kühlung für den ersten Prozessor zur Verfügung stellt.
System nach Anspruch 17, das ferner umfaßt: – einen zweiten Prozessor, der auf der Systemplatine installiert ist; und – ein zweites Flüssigkeitskühlsystem, das so ausgelegt ist, daß es für eine spezifische Kühlung für den zweiten Prozessor sorgt.
System nach Anspruch 17, wobei das erste Flüssigkeitskühlsystem umfaßt: – einen Behälter; – einen ersten Wärmetauscher, der an einer ersten Seite des Behälters befestigt ist; und – einen zweiten Wärmetauscher, der an einer zweiten Seite des Behälters gegenüber der ersten Seite des Behälters befestigt ist, wobei der Behälter sich in Flüssigkeitsverbindung mit dem ersten und zweiten Wärmetauscher befindet.
System nach Anspruch 19, wobei der Behälter sowohl einen Verteilungsbehälter als auch einen Speicherbehälter im selben Gehäuse umfaßt.
System nach Anspruch 19, wobei der Behälter im wesentlichen mittig zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher angeordnet ist.
System nach Anspruch 19, wobei der Behälter Leitflächen im Behälter umfaßt, die mehrere Strömungswege festlegen.