用于加速硬件的混合冷却装置制造方法及图纸

本文描述了使用相变冷却和空气冷却的组合的混合冷却装置和冷却方法。混合冷却装置包括闭环两相系统、一个或更多个风扇，以及装配夹。两相系统还包括冷却板、集成通道、散热器和压力传感器。冷却板可以包括相变流体，用于从夹在冷却板和装配夹之间的印刷电路板上的电子器件中提取热量。一个或更多个风扇可用于产生气流以冷却冷却板和散热器。压力传感器可用于控制混合冷却装置的运行，该混合冷却装置可部署在不同的系统环境和服务器配置中。部署在不同的系统环境和服务器配置中。部署在不同的系统环境和服务器配置中。

【技术实现步骤摘要】
用于加速硬件的混合冷却装置


[0001]本公开的实施例大体上涉及冷却系统。更具体地，本公开的实施例涉及同时使用相变冷却和空气冷却的混合冷却装置及混合冷却方法。

技术介绍

[0002]高功率密度装置是封装有高性能处理器(如GPU、ASIC、基于异构计算的IC芯片或小芯片等)的计算装置。这类高功率密度装置由于存在持续的高计算需求而越来越受欢迎。高功率密度装置往往会产生大量热量，并且通常被集成到服务器机箱内。因此，要使高功率密度装置正常工作，必须提供适合于服务器、机架和数据中心设施的热环境。
[0003]尽管液体冷却对于高功率密度装置来说是一个前景很好的冷却解决方案，尤其当单个芯片的功率预算超出阈值(例如400W)时更是如此，但是，其所需要的配套设施却可能成为瓶颈，因为这种液体冷却解决方案对超过一般数据中心能力的供应入口温度、流速和压力具有一定要求。即使可以开发出符合要求的数据中心设施，费用也过于高昂。
[0004]使该问题更复杂的是，许多高性能硬件组件都是通过外围组件高速互连标准(PCIe)扩展总线来连接的。与基于连接器的夹层卡相比，针对此类硬件组件和封装的液体冷却解决方案需要完全不同的架构。
[0005]以前，基于PCIe的电子器件冷却解决方案主要关注桌面产品，而非超大规模云数据中心。因此，这些冷却解决方案可能无法集成到云数据中心的服务器内。它们还可能无法扩展、不能通用、不够可靠或成本过高。另外，大多数解决方案都基于空气冷却，这一点可能无法满足不断增长的功率密度。

技术实现思路

[0006]一种混合冷却装置，包括：相变系统，包括冷却板、散热器以及连接冷却板和散热器的集成通道；装配夹，用于将待冷却的电子硬件定位在装配夹和冷却板之间，其中散热器位于冷却板上方，并且其中当装配夹夹到冷却板上时，冷却板被竖直定位以附接至电子硬件；以及一个或更多个风扇，用于向散热器和电子硬件提供空气冷却，其中电子硬件包括印刷电路板和封装在其上的电子装置，电子装置包括一个或更多个芯片或电力电子器件，并且其中相变系统、装配夹以及一个或更多个风扇连同封装在印刷电路板上的电子装置，能够插入到外围总线中作为集成的外围装置。
[0007]根据一些实施例，混合冷却装置进一步包括：装置框架，其中散热器、集成通道和冷却板附接至装置框架。
[0008]根据一些实施例，混合冷却装置进一步包括：适配加强件，其位于冷却板和电子硬件之间；一个或更多个弹性通道；其中，适配加强件与一个或更多个弹性通道协同工作，以保持对电子硬件的适当压力。
[0009]根据一些实施例，混合冷却装置进一步包括：移动轴，其位于弹性通道之一中；其中，装配夹的一端通过移动轴插入弹性通道中，使得装配夹的所述一端在弹性通道上可移
动。
[0010]根据一些实施例，弹性通道沿水平方向在两侧对移动轴提供力，以将电子硬件适当地固定在混合冷却装置内。
[0011]根据一些实施例，集成通道包括蒸汽线路和液体线路，液体线路用于将液体从散热器传送到冷却板，而蒸汽线路用于将蒸汽从冷却板传送到散热器。
[0012]根据一些实施例，一个或更多个风扇中的每一个集成到混合冷却装置或者是单独的风扇。
[0013]根据一些实施例，由一个或更多个风扇产生的气流通过第一专用通道穿过冷却板，并且通过第二专用通道穿过散热器。
[0014]根据一些实施例，混合冷却装置进一步包括：温度传感器；压力传感器；其中，温度传感器和压力传感器用于控制混合冷却装置的运行。
[0015]一种服务器机箱包括根据上述实施例的混合冷却装置；以及机箱风扇，用于提供气流以冷却服务器机箱和混合冷却装置。
[0016]一种电子机架包括多个根据上述实施例的服务器机箱。
附图说明
[0017]本专利技术的实施例在附图中通过示例而非限制性的方式进行说明，其中，相同的附图标记表示相同的部件。
[0018]图1A
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1B示出了根据一个实施例的用于混合冷却装置的硬件。
[0019]图2A
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2B示出了根据一个实施例的在混合冷却装置中带有风扇的硬件设计。
[0020]图3A
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3C示出了根据一个实施例的与印刷电路板上的电子器件相结合的混合冷却装置。
[0021]图4A
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4C示出了根据一个实施例的混合冷却装置内部的热管理。
[0022]图5A
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5B示出了根据一个实施例，混合冷却装置在服务器中的整个系统层面的使用情况。
[0023]图6示出了根据一个实施例，图2所示的混合冷却装置被部署在服务器机箱中。
[0024]图7A
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7B示出了根据一个实施例的混合冷却装置的操作控制。
[0025]图8是说明用于根据一个实施例的混合冷却装置的控制流程800的流程图。
[0026]图9示出了根据一个实施例的用于冷却异构计算架构的方法900。
[0027]图10是根据一个实施例的电子机架框图。
具体实施方式
[0028]本专利技术的各种实施例和方面将参照下文讨论的细节进行描述，附图将说明各种实施例。下面的描述和附图是说明性的，不应被解释为是限制性的。许多有关具体细节的描述是为了提供对本专利技术的各种实施例的透彻理解。在某些情况下，为提供对本专利技术的实施例的简要论述，公知或常规的细节将不作描述。
[0029]本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合实施例描述的具体特征、结构或特性可以被包括在本专利技术的至少一个实施例中。说明书中各处出现的“在一个实施例中”不一定全部指向同一实施例。
[0030]根据不同实施例，此处描述的是使用相变冷却和空气冷却的组合的混合冷却装置和冷却方法。混合冷却装置包括闭环两相系统、一个或更多个风扇，以及装配夹。两相系统进一步包括冷却板、集成通道和用作冷凝器的散热器。冷却板可以包括相变流体，用于从夹在冷却板和装配夹之间的印刷电路板(PCB)上的电子器件中提取热量。一个或更多个风扇可以用于产生气流，以冷却PCB上的电子器件以及散热器。压力传感器和温度传感器可用于控制混合冷却装置的运行，该混合冷却装置可以被集成到不同的系统环境和服务器配置中。
[0031]在一个实施例中，混合冷却装置进一步包括装置框架，散热器、集成通道和冷却板被附接到该装置框架上。此外，该混合冷却装置还可以包括在冷却板和PCB上的电子器件之间的适配加强件，以及一个或更多个弹性通道。适配加强件与一个或更多个弹性通道协同工作，以保持对PCB上的电子器件的适当压力。
[0032]在一个实施例中，该混合冷却装置还包括在弹性通道之一中的移动轴，装配夹的一端通过移动轴插入弹性通道，从而使装配夹的这一端在弹性通道上可移动。该弹性通道可以沿水平方向在两侧对移动轴提供力，以将PCB适当地固定在混合冷却装置内的特定位置。
[0033]在一个实施例中，PCB上的电子器件可以包括一个或更多个芯片或电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合冷却装置，包括：相变系统，包括冷却板、散热器以及连接冷却板和散热器的集成通道；装配夹，用于将待冷却的电子硬件定位在装配夹和冷却板之间，其中散热器位于冷却板上方，并且其中当装配夹夹到冷却板上时，冷却板被竖直定位以附接至电子硬件；以及一个或更多个风扇，用于向散热器和电子硬件提供空气冷却，其中电子硬件包括印刷电路板和封装在其上的电子装置，电子装置包括一个或更多个芯片或电力电子器件，并且其中相变系统、装配夹以及一个或更多个风扇连同封装在印刷电路板上的电子装置，能够插入到外围总线中作为集成的外围装置。2.根据权利要求1所述的混合冷却装置，进一步包括：装置框架，其中散热器、集成通道和冷却板附接至装置框架。3.根据权利要求1所述的混合冷却装置，进一步包括：适配加强件，其位于冷却板和电子硬件之间；一个或更多个弹性通道；其中，适配加强件与一个或更多个弹性通道协同工作，以保持对电子硬件的适当压力。4.根据权利要求3所述的混合冷却装置，进一步包括：移动轴，其位于弹性通道之一中；其中，装配夹的一端通过移动轴插入弹性通道中，使得装配夹的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高天翼，
申请(专利权)人：百度美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：