CN111475004A - 一种服务器散热装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种服务器散热装置及控制方法，包括：多个风扇、BMC、温度传感器、水冷***和铜质空心降温管；所述温度传感器设置在服务器的进风口；所述BMC通过I2C汇流排与温度传感器连接，所述铜质空心降温管设置在风扇的出风位置，所述水冷***与铜质空心降温管连通；所述水冷***与BMC连接。本发明增进风扇冷却的效能,并大大节省了风扇功耗,降低整体服务器***的功耗，提高了产品竞争力。
Description
技术领域
本发明属于服务器散热技术领域，具体涉及一种服务器散热装置及控制方法。
背景技术
随着科技的迅速发展，服务器架构日趋庞大,且追求高密度的性能,服务器内部随之衍生出各种***子板来增进服务器的效能,使得服务器内部***的管理也越来越复杂,服务器的整体功耗越来越高,功耗的过高时必须保证服务器不会因为自身功耗产生的热以及外在环境温度造成过热宕机,故在服务器***设计中，对于合理的规划散热一直是被业内重视的研究内容。
目前普遍的服务器散热架构都是用基板管理控制器当主控端,透过基板管理控制器的风扇控制接口,配合I2C汇流排连接到感测器，如温度感测器、功耗感测器等,判断***的实时温度与功耗,并输出风扇PWM控制信号来控制风扇的转速,达到控制整体***温度的目的。
现有技术存在以下缺点：
(1)随着外部环境温度的升高,服务器吸入的风温度也提高,需要更高的风扇转速来才能降低其内部的温度,增加了风扇的耗能。
(2)现在服务器往往是共用机壳,内部配置不同,不同的部件需要的功耗不同,从而使得服务器内部结构发热不均匀,单靠基板管理控制器控制风扇，无法完全解决散热的问题。
(3)基板管理控制器对于温度控制的演算机制是透过I2C汇流排来读取板上的温度感测器或功耗感测器,取其中温度最高的一点作为风扇转述控制的判断阈值；因为***中每个部件的功耗都不同,温度之间的温差差异度很大,但是风扇转数是全部相同的,无法独立分开,这样的控制方法往往将风扇功耗浪费在热量较低的部件上,造成服务器功耗的浪费。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种服务器散热装置及控制方法，以解决上述技术问题。
第一方面，本发明提供一种服务器散热装置，包括：多个风扇、BMC、温度传感器、水冷***和铜质空心降温管；所述温度传感器设置在服务器的进风口；所述BMC通过I2C汇流排与温度传感器连接，所述铜质空心降温管设置在风扇的出风位置，所述水冷***与铜质空心降温管连通；所述水冷***与BMC连接。
进一步的，所述装置还包括：设置在服务器的各部件上的温度传感器、单片机和全桥驱动器；所述温度传感器与单片机连接，所述单片机与BMC连接，所述全桥驱动器与单片机连接，所述全桥驱动器与风扇连接。
进一步的，所述装置还包括：设置在服务器的各部件上的功耗感测器，所述功耗感测器与单片机连接。
第二方面，本发明提供一种服务器散热控制方法，包括：
根据服务器各部件的性能需求设定各部件的温度阈值；
采集服务器各部件的实时温度，并与各部件的温度阈值对比；
BMC根据各部件的实时温度与温度阈值的大小，控制各部件风扇的关停。
进一步的，所述BMC根据各部件的实时功耗与温度阈值的大小，控制各部件风扇的关停，包括：
BMC根据实时温度与温度阈值的大小关系控制单片机向全桥驱动器输入的电平信号；
建立所述电平信号的电平高低与风扇旋转动作的映射关系；
全桥驱动器根据输入的所述电平信号和所述映射关系，判断各部件风扇的旋转动作。
进一步的，所述建立电平信号电平高低与风扇旋转动作的映射关系，包括：
单片机向全桥驱动器两个电平信号，两个所述的输入电平信号分别为第一输入信号和第二输入信号；
全桥驱动器输出两个电平信号，两个所述的输出电平信号分别为第一输出信号和第二输出信号；
根据输入信号和输出信号的电平关系，判断风扇旋转动作：
若两个输入电平信号的电平均为高电平，则两个输出电平信号均为低电平，且风扇旋转动作为“停止旋转”；
若两个输入电平信号的电平均为低电平，则全桥驱动器无输出的电平信号，且风扇保持原来的运行状态；
若第一输入信号为高电平且第二输入信号为低电平，则第一输出信号为高电平且第二输出信号为低电平，且风扇旋转动作为：逆时针旋转；
若第一输入信号低高电平且第二输入信号为高电平，则第一输出信号为低电平且第二输出信号为高电平，且风扇旋转动作为：顺时针旋转。
进一步的，所述方法还包括：
设定服务器进风口的温度阈值；
采集服务器进风口的实时温度，并与服务器进风口的温度阈值对比：
若进风口的实时温度高于进风口的温度阈值，BMC则开启水冷***。
本发明的有益效果在于，
本发明提供的一种服务器散热装置及控制方法，BMC通过I2C汇流排读取进风口的温度，若进风口本身温度太高,则开启水冷***,利用安装在风扇前的铜质空心降温管来针对风流降温,提高风扇降温的效率；并且将各部件之间的温度进行读取并管控,控制风扇的开启或关闭，增进风扇冷却的效能,并大大节省了风扇功耗,降低整体服务器***的功耗，提高产品竞争力。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一个实施例的装置的部分结构示意图；
图2是本申请一个实施例的装置的部分结构示意图；
图3是本申请一个实施例的方法的流程框图；
图4是本申请一个实施例的输入信号电平和动作对照表；
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
如图1所示，本申请实施例提供一种服务器散热装置，包括：多个风扇、BMC、温度传感器、水冷***和铜质空心降温管；所述温度传感器设置在服务器的进风口；所述BMC通过I2C汇流排与温度传感器连接，所述铜质空心降温管设置在风扇的出风位置，所述水冷***与铜质空心降温管连通；所述水冷***与BMC连接；如图2所示，所述装置还包括：设置在服务器的各部件上的温度传感器、单片机和全桥驱动器；所述温度传感器与单片机连接，所述单片机与BMC连接，所述全桥驱动器与单片机连接，所述全桥驱动器与风扇连接。
本装置提供两种散热模式，一种是对于风扇的风流进行散热，位于服务器进风口的温度传感器检测进入风扇的风流的问题，若风流温度过高，则会影响散热效果，这时BMC控制水冷***开启，水冷***对风扇出风口的铜质空心降温管进行液冷，使得降温管温度迅速降低，风扇吹出的风，经过降温管后风流温度会降低，提升风扇的散热效果；另一种是对于服务器内的部件分别单独散热，在各个服务器部件上分别按照温度传感器，当某个部件温度升高或降低，BMC控制该部件相应位置的风扇开启或关闭。
实施例2
本申请实施例提供一种服务器散热装置，所述装置还包括：设置在服务器的各部件上的功耗感测器，所述功耗感测器与单片机连接；若功耗感测器检测道某部件处于高功耗模式，则发送单片机开启该部件相应位置的风扇。
图3是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。其中，图3执行主体可以为一种服务器散热装置。
如图3所示，该方法100，包括：
步骤110，根据服务器各部件的性能需求设定各部件的温度阈值；
步骤120，采集服务器各部件的实时温度，并与各部件的温度阈值对比；
步骤130，BMC根据各部件的实时温度与温度阈值的大小，控制各部件风扇的关停。
可选地，作为本申请一个实施例，所述BMC根据各部件的实时功耗与温度阈值的大小，控制各部件风扇的关停，包括：
BMC根据实时温度与温度阈值的大小关系控制单片机向全桥驱动器输入的电平信号；
建立所述电平信号的电平高低与风扇旋转动作的映射关系；
全桥驱动器根据输入的所述电平信号和所述映射关系，判断各部件风扇的旋转动作。
可选地，作为本申请一个实施例，所述建立电平信号电平高低与风扇旋转动作的映射关系，包括：
单片机向全桥驱动器两个电平信号，两个所述的输入电平信号分别为第一输入信号和第二输入信号；
全桥驱动器输出两个电平信号，两个所述的输出电平信号分别为第一输出信号和第二输出信号；
根据输入信号和输出信号的电平关系，判断风扇旋转动作：
若两个输入电平信号的电平均为高电平，则两个输出电平信号均为低电平，且风扇旋转动作为“停止旋转”；
若两个输入电平信号的电平均为低电平，则全桥驱动器无输出的电平信号，且风扇保持原来的运行状态；
若第一输入信号为高电平且第二输入信号为低电平，则第一输出信号为高电平且第二输出信号为低电平，且风扇旋转动作为：逆时针旋转；
若第一输入信号低高电平且第二输入信号为高电平，则第一输出信号为低电平且第二输出信号为高电平，且风扇旋转动作为：顺时针旋转。
可选地，作为本申请一个实施例，所述方法还包括：
设定服务器进风口的温度阈值；
采集服务器进风口的实时温度，并与服务器进风口的温度阈值对比：
若进风口的实时温度高于进风口的温度阈值，BMC则开启水冷***。
为了便于对本发明的理解，下面以本发明NVME硬盘背板点灯方法的原理，结合实施例中对NVME硬盘线缆混插的过程，对本发明提供的NVME硬盘背板点灯方法做进一步的描述。
具体的，所述一种服务器散热控制方法包括：
S1、根据服务器各部件的性能需求设定各部件的温度阈值；
服务器内部的每个部件的功耗都不同,所以每个部件的温度不同，需要对各个部件单独测温。各部件由于材料、构造不同，受温度影响的耐受程度不同，需要对各部件进行单独的阈值设定，提高了服务器散热的精细化、模块化管理。
S2、采集服务器各部件的实时温度，并与各部件的温度阈值对比；
***实时监控每个部件的温度，并单独进行实时温度和温度阈值的对比，当某部件实时温度大于温度阈值时，控制该部件风扇开启；当某部件实时温度小于温度阈值时，控制该部件风扇关闭。
S3、BMC根据各部件的实时温度与温度阈值的大小，控制各部件风扇的关停。
单片机向全桥驱动器输入两个电平信号，两个输入电平信号分别为第一输入信号和第二输入信号；全桥驱动器输出两个电平信号，两个所述的输出电平信号分别为第一输出信号和第二输出信号；如图4所示，若两个输入电平信号的电平均为高电平，则两个输出电平信号均为低电平，且风扇旋转动作为“停止旋转”；若两个输入电平信号的电平均为低电平，则全桥驱动器无输出的电平信号，且风扇保持原来的运行状态；若第一输入信号为高电平且第二输入信号为低电平，则第一输出信号为高电平且第二输出信号为低电平，且风扇旋转动作为：逆时针旋转；若第一输入信号低高电平且第二输入信号为高电平，则第一输出信号为低电平且第二输出信号为高电平，且风扇旋转动作为：顺时针旋转。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种服务器散热装置，其特征在于，包括：多个风扇、BMC、温度传感器、水冷***和铜质空心降温管；所述温度传感器设置在服务器的进风口；所述BMC通过I2C汇流排与温度传感器连接，所述铜质空心降温管设置在风扇的出风位置，所述水冷***与铜质空心降温管连通；所述水冷***与BMC连接。
2.根据权利要求1所述的一种服务器散热装置，其特征在于，所述装置还包括：设置在服务器的各部件上的温度传感器、单片机和全桥驱动器；所述温度传感器与单片机连接，所述单片机与BMC连接，所述全桥驱动器与单片机连接，所述全桥驱动器与风扇连接。
3.根据权利要求1所述的一种服务器散热装置，其特征在于，所述装置还包括：设置在服务器的各部件上的功耗感测器，所述功耗感测器与单片机连接。
4.一种服务器散热控制方法，其特征在于，包括：
根据服务器各部件的性能需求设定各部件的温度阈值；
采集服务器各部件的实时温度，并与各部件的温度阈值对比；
BMC根据各部件的实时温度与温度阈值的大小，控制各部件风扇的关停。
5.根据权利要求4所述的一种服务器散热控制方法，其特征在于，所述BMC根据各部件的实时功耗与温度阈值的大小，控制各部件风扇的关停，包括：
BMC根据实时温度与温度阈值的大小关系控制单片机向全桥驱动器输入的电平信号；
建立所述电平信号的电平高低与风扇旋转动作的映射关系；
全桥驱动器根据输入的所述电平信号和所述映射关系，判断各部件风扇的旋转动作。
6.根据权利要求4所述的一种服务器散热控制方法，其特征在于，所述建立电平信号电平高低与风扇旋转动作的映射关系，包括：
单片机向全桥驱动器两个电平信号，两个所述的输入电平信号分别为第一输入信号和第二输入信号；
全桥驱动器输出两个电平信号，两个所述的输出电平信号分别为第一输出信号和第二输出信号；
根据输入信号和输出信号的电平关系，判断风扇旋转动作：
若两个输入电平信号的电平均为高电平，则两个输出电平信号均为低电平，且风扇旋转动作为“停止旋转”；
若两个输入电平信号的电平均为低电平，则全桥驱动器无输出的电平信号，且风扇保持原来的运行状态；
若第一输入信号为高电平且第二输入信号为低电平，则第一输出信号为高电平且第二输出信号为低电平，且风扇旋转动作为：逆时针旋转；
若第一输入信号低高电平且第二输入信号为高电平，则第一输出信号为低电平且第二输出信号为高电平，且风扇旋转动作为：顺时针旋转。
7.根据权利要求4所述的一种服务器散热控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
设定服务器进风口的温度阈值；
采集服务器进风口的实时温度，并与服务器进风口的温度阈值对比：
若进风口的实时温度高于进风口的温度阈值，BMC则开启水冷***。
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