一种新型集成高密度GPU的散热方法技术

本发明专利技术公开了一种新型集成高密度GPU的散热方法，其具体实现过程为：首先将服务器系统通过板卡分成上下两层独立散热空间，上层空间内放置GPU显卡，下层空间内放置交换芯片，两独立空间均通过设置在服务器机箱后部的散热风扇散热；对上层的GPU显卡进行隔断式散热，将前排GPU显卡之间的空隙通过导风罩连接到对应的后排GPU显卡之间的空隙。该一种新型集成高密度GPU的散热方法与现有技术相比，通过分层式架构和隔离式的散热设计，解决了后部GPU显卡的散热，同时能保证交换芯片的散热，进而保证整个服务器系统散热最优；利用独立导风罩，能够高度集成显卡，适用范围广泛，可应用于所有电子产品的散热设计中。

【技术实现步骤摘要】
一种新型集成高密度GPU的散热方法
本专利技术涉及计算机服务器散热
，具体地说是一种实用性强、新型集成高密度GPU的散热方法。
技术介绍
现在互联网计算机行业为满足对地图、游戏的技术支持，对服务器的图形处理要求越来越高，对显卡的需求也越来越高。但考虑到成本和空间需求，希望能在有限的机箱空间内能高度集成大型显卡，如GPU卡或者MIC卡。这些显卡的功耗大都在200w以上，而且这些组件的本身散热就是一个难题。再者，由于受国标机柜上架尺寸的限制，机箱的宽度不能无限放宽，只能前后两排放置高端板卡。但如果高功耗显卡放在系统后端，很容易受到前方元器件的预热，散热问会非常严重。而且服务器为识别和使用这些显卡，需要在系统内部集成多个交换芯片，而这些芯片的功耗也在30W以上，依然需要重点解决散热问题。这样既要满足高功耗GPU卡的散热，又要保证高功耗交换芯片的散热，对这种类型的服务器散热设计必然是一个很大的散热挑战。本专利技术针对这种集成高密度GPU显卡的服务器，专利技术设计了一种散热方法，能够充分解决GPU显卡和交换芯片的散热。
技术实现思路
本专利技术的技术任务是针对以上不足之处，提供一种实用性强、新型集成高密度GPU的散热方法。一种新型集成高密度GPU的散热方法，其具体实现过程为：首先将服务器系统通过板卡分成上下两层独立散热空间，上层空间内放置GPU显卡，下层空间内放置交换芯片，两独立空间均通过设置在服务器机箱后部的散热风扇散热；对上层的GPU显卡进行隔断式散热，具体为，将GPU显卡分成两排，并前后交错放置，即前排每两个GPU显卡之间的空隙对应后排一个GPU显卡，后排每两个GPU显卡之间的空隙对应前排一个GPU显卡；将前排GPU显卡之间的空隙通过导风罩连接到对应的后排GPU显卡之间的空隙，从而使得后排GPU显卡从前排GPU板卡之间的空隙获得冷风，前排GPU显卡产生的热量进入后排GPU显卡之间的空隙，最后所有的热风均通过散热风扇排出。所述服务器机箱为4U机箱，GPU显卡放置在上侧的3U空间内，交换芯片放置在下侧的1U空间内。所述GPU显卡设置的数量不高于16张，当该GPU显卡的设置数量为16时，将其分成两排，每排8张，并前后交错放置在服务器机箱内的主板上，且前侧的GPU显卡对应的机箱上开设有空气进口，配合后侧的散热风扇形成散热风道。所述交换芯片设置的数量不高于6个，在每个交换芯片的外侧均设置有散热片，该散热片配合后侧的散热风扇辅助交换芯片散热。所述服务器机箱后侧的散热风扇以后部GPU显卡温度和底部交换芯片显卡的温度为基准进行风扇调控，其调控过程为：首先在低于室温的工作环境下设计风扇调控，运行各种软件压力测试工具，待软件压力测试显示稳定后，调节风扇转速，使得风扇转速PWM1值保证该服务器系统功耗最优，同时记录下后部显卡的温度值T11和底部交换芯片的温度T12，取两者的最大值，分别以温度T11和T12为横轴起点，风扇转速PWM1值为纵轴起点；然后不断提高工作环境，取得温度提高时对应的一系列PWM值和CPU温度，进而生成两套风扇调控策略，最终输出给风扇的转速指令，取两者最大值。所述工作环境是指在常温和35度以上环境温度。所述风扇调控的具体实现过程为：设定服务器环境温度20、25、30、35、40度,并选择制定包括测试软件PTU、3Dmark的显卡加压软件，设置软件测试参数，分别对显卡和交换芯片部件进行满负荷测试；在设定的20度环境温度，运行测试软件进行加压测试，通过不断调节风扇PWM值，使得系统关键点显卡、交换芯片满足系统温度规范，记录此时的PWM1值和对应的系统功耗；然后，以此PWM1值为基础，再不断调节风扇PWM值，监测记录系统关键点温度和系统功耗；当系统温度满足散热需求，并且此时的系统功耗达到最低时，并记录此时最大显卡的温度T11、交换模块芯片T12和设定的风扇PWM2值，作为风扇调控策略的起点；在工作环境25度下，重复步骤一的测试步骤，确认相对应的风扇PWM3值和最大显卡的温度T21、交换模块芯片T22；在工作环境30度下，重复步骤一的测试步骤，确认相对应的风扇PWM4值和最大显卡的温度T31、交换模块芯片T32；在工作温度35度下，重复步骤一的步骤，确定相对应的风扇PWM5值和最大显卡的温度T41、交换模块芯片T42；在工作温度40度下，重复步骤一的步骤，确定相对应的风扇PWM6值和对应的最大显卡的温度T51、交换模块芯片T52，作为风扇调控策略的终点；根据上述步骤记录的风扇调控PWM值和对应的显卡温度Ti1和交换芯片Ti2，分别设定出两条适合低功耗的风扇调控策略，在风扇调控策略中设定，最终输出的风扇转速以取两者最大值，以保证系统能充分散热。本专利技术的一种新型集成高密度GPU的散热方法，具有以下优点：本专利技术的一种新型集成高密度GPU的散热方法，通过分层式架构和隔离式的散热设计，解决了后部GPU显卡的散热，同时能保证交换芯片的散热，进而保证整个服务器系统散热最优；利用独立导风罩，能够高度集成显卡，适用范围广泛，可应用于所有电子产品的散热设计中。附图说明附图1为本专利技术的服务器机箱上部结构图。附图2为本专利技术的服务器机箱下部结构图。附图3为本专利技术的风扇智能调控流程图。附图中的标记分别表示：1、服务器机箱，2、GPU显卡，3、散热风扇，4、交换芯片，5、散热片。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术提供一种新型集成高密度GPU的散热方法，如附图1、图2所示，其中涉及的各个数字标记分别表示1、服务器机箱，2、GPU显卡，3、散热风扇，4、交换芯片，5、散热片。其具体实现过程为：首先将服务器系统通过板卡分成上下两层独立散热空间，上层空间内放置GPU显卡，下层空间内放置交换芯片，两独立空间均通过设置在服务器机箱后部的散热风扇散热；对上层的GPU显卡进行隔断式散热，具体为，将GPU显卡分成两排，并前后交错放置，即前排每两个GPU显卡之间的空隙对应后排一个GPU显卡，后排每两个GPU显卡之间的空隙对应前排一个GPU显卡；将前排GPU显卡之间的空隙通过导风罩连接到对应的后排GPU显卡之间的空隙，从而使得后排GPU显卡从前排GPU板卡之间的空隙获得冷风，前排GPU显卡产生的热量进入后排GPU显卡之间的空隙，最后所有的热风均通过散热风扇排出。所述服务器机箱为4U机箱，GPU显卡放置在上侧的3U空间内，交换芯片放置在下侧的1U空间内。所述GPU显卡设置的数量不高于16张，当该GPU显卡的设置数量为16时，将其分成两排，每排8张，并前后交错放置在服务器机箱内的主板上，且前侧的GPU显卡对应的机箱上开设有空气进口，配合后侧的散热风扇形成散热风道。所述交换芯片设置的数量不高于6个，在每个交换芯片的外侧均设置有散热片，该散热片配合后侧的散热风扇辅助交换芯片散热。如附图3所示，所述服务器机箱后侧的散热风扇以后部GPU显卡温度和底部交换芯片显卡的温度为基准进行风扇调控，其调控过程为：首先在低于室温的工作环境下设计风扇调控，运行各种软件压力测试工具，待软件压力测试显示稳定后，调节风扇转速，使得风扇转速PWM1值保证该服务器系统功耗最优，同时记录下后部显卡的温度值T11和底部交换芯片的温度T12，取两者的最大值，分别以温度T11和T1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型集成高密度GPU的散热方法，其特征在于，其具体实现过程为：首先将服务器系统通过板卡分成上下两层独立散热空间，上层空间内放置GPU显卡，下层空间内放置交换芯片，两独立空间均通过设置在服务器机箱后部的散热风扇散热；对上层的GPU显卡进行隔断式散热，具体为，将GPU显卡分成两排，并前后交错放置，即前排每两个GPU显卡之间的空隙对应后排一个GPU显卡，后排每两个GPU显卡之间的空隙对应前排一个GPU显卡；将前排GPU显卡之间的空隙通过导风罩连接到对应的后排GPU显卡之间的空隙，从而使得后排GPU显卡从前排GPU板卡之间的空隙获得冷风，前排GPU显卡产生的热量进入后排GPU显卡之间的空隙，最后所有的热风均通过散热风扇排出。

【技术特征摘要】
1.一种新型集成高密度GPU的散热方法，其特征在于，其具体实现过程为：首先将服务器系统通过板卡分成上下两层独立散热空间，上层空间内放置GPU显卡，下层空间内放置交换芯片，两独立空间均通过设置在服务器机箱后部的散热风扇散热；对上层的GPU显卡进行隔断式散热，具体为，将GPU显卡分成两排，并前后交错放置，即前排每两个GPU显卡之间的空隙对应后排一个GPU显卡，后排每两个GPU显卡之间的空隙对应前排一个GPU显卡；将前排GPU显卡之间的空隙通过导风罩连接到对应的后排GPU显卡之间的空隙，从而使得后排GPU显卡从前排GPU板卡之间的空隙获得冷风，前排GPU显卡产生的热量进入后排GPU显卡之间的空隙，最后所有的热风均通过散热风扇排出；服务器机箱后侧的散热风扇以后部GPU显卡温度和底部交换芯片显卡的温度为基准进行风扇调控，其调控过程为：首先在低于室温的工作环境下设计风扇调控，运行各种软件压力测试工具，待软件压力测试显示稳定后，调节风扇转速，使得风扇转速PWM1值保证该服务器系统功耗最优，同时记录下后部显卡的温度值T11和底部交换芯片的温度T12，分别以温度T11和T12为横轴起点，风扇转速PWM1值为纵轴起点；然后不断提高工作环境，取得温度提高时对应的一系列PWM值和CPU温度，进而生成两套风扇调控策略，最终在不同工作环境温度值下，取两套风扇调控策略中对应的最大风扇转速指令，输出给风扇。2.根据权利要求1所述的一种新型集成高密度GPU的散热方法，其特征在于，所述服务器机箱为4U机箱，GPU显卡放置在上侧的3U空间内，交换芯片放置在下侧的1U空间内。3.根据权利要求2所述的一种新型集成高密度GPU的散热方法，其特征在于，所述GPU显卡设置的数量不高于16张，当该GPU显卡的设置数量为16时，将其分成两排，每排8张，并前后交错放置在服务器机箱内的主板上，且前侧的GPU显卡对应的机箱上开设有空气进口，配合后侧的散热风扇形成散热风道。4.根据权利要求2所述的一种新型集成...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鹏，张旭东，李海平，
申请(专利权)人：浪潮电子信息产业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37