CN112904984A - 一种无风扇的服务器散热***、方法及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无风扇的服务器散热***，应用于服务器，所述***包括：风源模块、进风通道、导风分配模块和调控模块；风源模块用于向进风通道提供压缩气流，进风通道用于将压缩气流导流，导风分配模块用于对压缩气流进行散热操作，调控模块用于控制导风分配模块中比例调节阀的开度大小，进而根据服务器组件功耗进行压缩气流流量调节，通过上述方式，本发明能够实现散热节能，极大程度降低了服务器能耗，通过监控服务器各个组件的实时功率分别控制吹向此组件的风量，高度可控，运行更安静，没有风扇产生的噪音，减少环境污染，减少服务器整体的高频微震，增强服务器的稳定性，降低故障率，减少对机房环境温度要求，从而降低环境降温能耗。
Description
技术领域
本发明涉及服务器散热技术领域，特别是涉及一种无风扇的服务器散热***、方法及介质。
背景技术
目前服务器较为常规的散热方式为服务器内部的多个风扇模组，通过风扇转动使得气流向前或者向后，对服务器内各个组件进行统一散热，且风速与风量只能通过服务器基板统一控制，无法针对服务器不同的组件进行独立的风速风量调控，因为服务器风扇通过气流的流动带走热量，所以对服务器机房的温度有着严格的要求，服务器机房必须配备高效率空调，而服务器风扇转动产生共振，导致服务器机房噪音巨大，污染环境，且共振容易造成服务器组件的故障。
发明内容
本发明主要解决的是服务器机房噪音污染，服务器组件由于风扇共振容易故障，服务器内部风扇风量无法根据服务器组件独立调控的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种无风扇的服务器散热***，应用于服务器，所述***包括：风源模块、进风通道、导风分配模块和调控模块；
所述进风通道分别与所述风源模块及所述导风分配模块电连接，所述调控模块与所述导风分配模块电连接；
所述风源模块用于压缩气体，并向所述进风通道提供压缩气流；
所述进风通道用于将所述压缩气流导流，并传输至所述导风分配模块；
所述导风分配模块根据所述服务器的组件位置、数量及功耗执行散热操作；
所述调控模块用于获取所述服务器的组件的功耗，并根据所述组件的功耗控制所述导风分配模块。
进一步，所述导风分配模块包括若干分流通道、比例调节阀；
所述比例调节阀覆盖于所述分流通道的通道口，执行所述压缩气流的限流操作；
所述分流通道根据所述组件的数量及位置对所述压缩气流执行分流操作，所述分流通道包括CPU通道、内存通道及硬盘通道。
进一步，所述组件包括CPU、硬盘及内存。
进一步，所述调控模块包括CPLD、BMC、AD单元及功放单元；
所述CPLD分别与所述BMC及所述AD单元电连接，所述功放单元与所述AD单元电连接；
所述BMC用于获取所述CPU、硬盘及内存的功率数据；
所述CPLD设有逻辑算法，所述CPLD通过所述逻辑算法对所述功率数据运算，并生成数字控制信号发送至所述AD单元；
所述AD单元用于转化所述数字控制信号为模拟控制信号；
所述功放单元用于将所述模拟控制信号放大，并发送至所述比例调节阀。
进一步，所述比例调节阀根据所述模拟控制信号执行开度调节操作，控制所述所述分流通道的通道口的开口大小。
进一步，所述服务器的内部无风扇，所述风源模块替代所述服务器的风扇执行散热操作，所述功率数据包括满负荷功率数据及实时功率数据。
本发明还提供所述的无风扇的服务器散热***的散热方法，包括以下步骤：
散热***初始化：当所述无风扇的服务器散热***上电时，所述BMC获取所述CPU、硬盘及内存的满负荷功率数据，所述CPLD根据所述逻辑算法及所述满负荷功率数据，生成所述比例调节阀的初始开度控制信号，完成所述比例调节阀初始化；
散热***动态调整：当所述无风扇的服务器散热***正常运行时，所述BMC获取所述CPU、硬盘及内存的实时功率数据，所述CPLD根据所述逻辑算法及所述实时功率数据，动态调整所述比例调节阀的开度大小。
进一步，所述散热***初始化的步骤进一步包括：获取所述服务器的CPU数量、内存的数量及硬盘的数量，获取所述服务器的CPU的满负荷功率、内存的满负荷功率及硬盘的满负荷功率；根据所述逻辑算法得出所述CPU通道的比例调节阀开度、所述内存通道的比例调节阀开度及所述硬盘通道的比例调节阀开度。
进一步，所述散热***动态调整的步骤进一步包括：所述BMC轮询获取所述CPU、硬盘及内存的实时功率数据并发送至所述CPLD，将所述实时功率数据带入逻辑算法，CPLD发送数字控制信号至所述AD单元，所述AD单元将所述数字控制信号转化为模拟控制信号并发送至功放单元，所述功放单元将所述模拟控制信号放大并控制所述比例调节阀开度，执行动态调整操作。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的无风扇的服务器散热***的散热方法步骤。
本发明的有益效果是：
1、本发明所述的无风扇的服务器散热***，可以实现散热节能，极大程度降低了服务器能耗，通过监控服务器各个组件的实时功率分别控制吹向此组件的风量，高度可控，运行更安静，没有风扇产生的噪音，减少环境污染，减少服务器整体的高频微震，增强服务器的稳定性，降低故障率，减少对机房环境温度要求，从而降低环境降温能耗。
2、本发明所述的无风扇的服务器散热方法，可以获取服务器组件的最大负荷功率对散热***进行初始化，还可以在初始化完成后，监控服务器组件的实时功率，动态调整散热功耗比，实现负载均衡。
3、本发明所述的无风扇的服务器散热介质，可以实现对比例调节阀的动态调整。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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是本发明实施例1所述的无风扇的服务器散热***的结构拓扑图；
图2是本发明实施例2所述的一种无风扇的服务器散热***的散热方法的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，都属于本发明保护的范围。
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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
需要说明的是，在本发明的描述中，CPLD((Complex Programmable LogicDevice)是复杂可编程逻辑器件、BMC(Baseboard Manager Controller)是基板管理控制器、AD(Analog-to-Digital Convert)是数模转换、CPU(Central Processing Unit)是中央处理器、GPU(Graphics Processing Unit)是图像处理器。
实施例1
本发明一种无风扇的服务器散热***，应用于服务器机箱内部，请参阅图1，***包括：风源模块、进风通道、导风分配模块和调控模块；
进风通道分别于风源模块及导风分配模块电连接，调控模块与导风分配模块电连接；
导风分配模块包括若干分流通道、比例调节阀；
调控模块包括CPLD、BMC、AD单元及功放单元；
为了解决服务器由于共振产生噪音污染的问题，本发明的服务器机箱内部无风扇，为了更优的解决噪音污染，本实施例服务器所在的机房内同样无风扇，所以风源最优为静音的设备，且风源模块为可以压缩气体的装置，产生的风源为压缩气流，被压缩的气流通过进风通道导入到导风分配模块，并在导风分配模块内部膨胀，但是将压缩到多少大气压强，并非我们所需讨论的问题，所以不再赘述，可以对压缩的气流进行进一步降温，且风源产生的压缩气流的温度越低，压强越大，对服务器组件的散热效果越明显，因服务器机房内有若干服务器机箱，所以风源模块将压缩气流吹入进风通道内，为了便于后续维护散热***，进风通道的接口为统一口径，进风通道的材质根据企业需求进行安装，进风通道的另一端连接导风分配模块，因本实施例中，服务器内部无风扇，所以导风分配模块的位置为服务器原本风扇所在的位置。
为了针对性的对服务器组件进行散热，导风分配模块根据服务器内的组件重要性设定三类出风通道，每个出风通道上都设有阀门，本实施例中，为了实现较佳的效果，阀门为比例调节阀，导风通道的压缩气流首先经过比例调节阀，再经过出风通道，第一类出风通道将压缩气流导向CPU，第二类出风通道将压缩气流导向硬盘，第三类出风通道将压缩气流导向内存，因各个服务器运营商的需求不同，所以在本实施例中只提到了这三类服务器组件，但是根据实际需求，我们还应当设定第四类出风通道，第五类出风通道等，第四类出风通道将压缩气流导向网卡或者服务器其他的组件，第五类出风通道将压缩气流导向GPU或者其他的服务器组件，所以划分多少种出风通道不应局限，所以在本实施例中，只提出三类出风通道。
其中比例调节阀的开度大小通过CPLD的逻辑算法控制，服务器内BMC与CPLD相连，本实施例中CPU的出风通道的风道口的内径为dcpu，因CPU在服务器中具有核心作用，所以每一个CPU都配备有一个出风通道；指向硬盘的出风通道数量设定为5个，每一个出风通道的风道口的内径为dHDD；指向内存的出风通道数量为4个，每一个出风通道的风道口的内径为dMem。
调控模块内的CPLD设有逻辑算法，为了满足服务器中各种组件在极端的运行状态下可以得到较好的散热，在本实施例散热***最开始上电时，就需要进行初始化，获取服务器各个组件的满负荷功率，并通过逻辑算法将初始化状态求出，逻辑算法定义CPU的功耗为Pcpu，CPU的数量为Ccpu，单个内存功耗为PMem,内存数量为CMen，单个硬盘功耗为PHDD，硬盘数量为CHDD，BMC读取CPU、硬盘及内存的满负荷功耗，并实时与阀门控制单元进行信息交互，逻辑算法获取BMC传输来的Pcpu、PMem及PHDD，通过公式
将BMC获取的数值带入公式，得出三种通道的风道内径的数字量，风道内径通过比例调节阀进行控制，CPLD将比例调节阀内径的数字量发送至AD单元，AD单元负责AD转换，将数字量变为模拟量并发送至功放单元，因为CPLD以及AD单元的功率不够驱动比例调节阀进行调整，所以功放单元将数字小信号进行放大，驱动比例调节阀的进行开度调节，驱动比例调节阀的收缩或者扩张，完成散热***的初始化。
当服务器持续运行时，BMC获取三种组件的实时功耗，对三种通道的进风通道的比例调节阀进行调控，BMC轮询获取CPU、内存及硬盘的实时功率，并发送至CPLD，CPLD通过逻辑算法将Pcpu、PMem及PHDD带入，得出当前的服务器组件的功耗下的散热需求，求得比例调节阀的开度大小比值，实现对服务器动态的风力调控，满足服务器整体的负载平衡。
实施例2
本发明实施例提供一种无风扇的服务器的散热***的散热方法，请参阅图2，包括以下步骤：
首先将无风扇的服务器的散热***安装至服务器内部，此服务器为无风扇服务器，***的导风分配模块替代风扇的位置。
当进行散热***开始上电，进行散热***的初始化时，BMC获取服务器各个组件的满负荷功率数据，本实施例中获取CPU、硬盘及内存的满负荷功率数据，但不应只限于此三种服务器组件，按照需要，可以将获取的数据进行扩大，但数据样本的多少并非本发明的保护重点，所以不再赘述，所述BMC将满负荷功率数据发送至CPLD，CPLD的逻辑算法
其中A为所述CPU通道的数量，B为所述内存通道的数量，C为所述硬盘通道的数量，dcpu为所述CPU通道的比例调节阀内径，dMem为所述内存通道的比例调节阀内径，dHDD为所述硬盘通道的比例调节阀开度大小，为了得到较佳的实施效果，本实施例中A为服务器中CPU的个数，B为4，C为5，所以得出了在满负荷时，本散热***的散热上限能力，对电子阀的开度大小进行控制，CPLD得出dcpu、dMem及dHDD，因为此dcpu、dMem及dHDD为数字信号，所以CPLD将数字信号发送至AD单元，AD单元进行数模转换后，功放单元将模拟信号放大，进行控制比例调节阀完成初始化操作。
当完成初始化后，BMC继续轮询查看服务器各个组件的实时功率，并将实时功率发送至CPLD，CPLD根据逻辑算法动态输出数字信号，进而控制比例调节阀进行动态扩张收缩，保证了散热***的负载均衡。
基于与前述实施例中方法同样的发明构思，本说明书实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如前述公开的一种无风扇的服务器的散热***的散热方法的步骤。
上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种无风扇的服务器散热***，应用于服务器，其特征在于，所述***包括：风源模块、进风通道、导风分配模块和调控模块；
所述进风通道分别与所述风源模块及所述导风分配模块电连接，所述调控模块与所述导风分配模块电连接；
所述风源模块用于压缩气体，并向所述进风通道提供压缩气流；
所述进风通道用于将所述压缩气流导流，并传输至所述导风分配模块；
所述导风分配模块根据所述服务器的组件位置、数量及功耗执行散热操作；
所述调控模块用于获取所述服务器的组件的功耗，并根据所述组件的功耗控制所述导风分配模块。
2.根据权利要求1所述的无风扇的服务器散热***，其特征在于：所述导风分配模块包括若干分流通道、比例调节阀；
所述比例调节阀覆盖于所述分流通道的通道口，执行所述压缩气流的限流操作；
所述分流通道根据所述组件的数量及位置对所述压缩气流执行分流操作，所述分流通道包括CPU通道、内存通道及硬盘通道。
3.根据权利要求2所述的无风扇的服务器散热***，其特征在于：所述组件包括CPU、硬盘及内存。
4.根据权利要求3所述的无风扇的服务器散热***，其特征在于：所述调控模块包括CPLD、BMC、AD单元及功放单元；
所述CPLD分别与所述BMC及所述AD单元电连接，所述功放单元与所述AD单元电连接；
所述BMC用于获取所述CPU、硬盘及内存的功率数据；
所述CPLD设有逻辑算法，所述CPLD通过所述逻辑算法对所述功率数据运算，并生成数字控制信号发送至所述AD单元；
所述AD单元用于转化所述数字控制信号为模拟控制信号；
所述功放单元用于将所述模拟控制信号放大，并发送至所述比例调节阀。
5.根据权利要求4所述的无风扇的服务器散热***，其特征在于：所述比例调节阀根据所述模拟控制信号执行开度调节操作，控制所述分流通道的通道口的开口大小。
6.根据权利要求4所述的无风扇的服务器散热***，其特征在于：所述功率数据包括满负荷功率数据及实时功率数据。
7.根据权利要求1-6中任一项所述无风扇的服务器散热***的散热方法，其特征在于，包括以下步骤：
散热***初始化：当所述无风扇的服务器散热***上电时，所述BMC获取所述CPU、硬盘及内存的满负荷功率数据，所述CPLD根据所述逻辑算法及所述满负荷功率数据，生成所述比例调节阀的初始开度控制信号，完成所述比例调节阀初始化；
散热***动态调整：当所述无风扇的服务器散热***正常运行时，所述BMC获取所述CPU、硬盘及内存的实时功率数据，所述CPLD根据所述逻辑算法及所述实时功率数据，动态调整所述比例调节阀的开度大小。
8.根据权利要求7所述的无风扇的服务器散热***的散热方法，其特征在于：所述散热***初始化的步骤进一步包括：获取所述服务器的CPU数量、内存的数量及硬盘的数量，获取所述服务器的CPU的满负荷功率、内存的满负荷功率及硬盘的满负荷功率；根据所述逻辑算法得出所述CPU通道的比例调节阀开度、所述内存通道的比例调节阀开度及所述硬盘通道的比例调节阀开度。
9.根据权利要求7所述的无风扇的服务器散热***的散热方法，其特征在于：所述散热***动态调整的步骤进一步包括：所述BMC轮询获取所述CPU、硬盘及内存的实时功率数据并发送至所述CPLD，将所述实时功率数据带入逻辑算法，CPLD发送数字控制信号至所述AD单元，所述AD单元将所述数字控制信号转化为模拟控制信号并发送至功放单元，所述功放单元将所述模拟控制信号放大并控制所述比例调节阀开度，执行动态调整操作。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求7-9任一项所述的无风扇的服务器散热***的散热方法步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210604 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |