CN116860091A - 一种高密度服务器及其风液综合散热架构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种风液综合散热架构，包括安装于服务器机箱内的风扇，还包括主板、设置于所述主板背面的处理器安装槽、设置于所述主板表面的多个附件安装槽、安装于所述服务器机箱内的液冷板，所述主板安装于所述液冷板上，且所述处理器安装槽与所述液冷板保持接触。如此，中央处理器与附属部件分别位于主板两侧，风扇专用于对各个附属部件进行风冷散热，同时液冷板直接与处理器安装槽保持接触，专用于对中央处理器进行液冷散热，无需额外设置导热管路，确保散热性能与发热量相匹配，能够在满足服务器组件的散热需求的基础上，尽量减少对机箱空间的占用，同时提高服务器***集成度。本发明还公开一种高密度服务器，其有益效果如上所述。

Description

一种高密度服务器及其风液综合散热架构

技术领域

本发明涉及服务器技术领域，特别涉及一种风液综合散热架构。本发明还涉及一种高密度服务器。

背景技术

随着中国电子技术的发展，越来越多的电子设备已得到广泛使用。

服务器是电子设备中的重要组成部分，是提供计算服务的设备。由于服务器需要响应服务请求并进行处理，因此服务器应具备承担服务并且保障服务的能力。根据服务器提供的服务类型不同，分为文件服务器、数据库服务器、应用程序服务器、网页服务器等。服务器的主要构成包括处理器、硬盘、内存、***总线等，与通用的计算机架构类似。

目前，服务器等电子设备的配置和性能越来越强大，对散热性能的需求也越来越高。以服务器为例，常规的散热措施通常是在服务器机箱的前端或后端并列安装多个散热风扇，通过各个散热风扇的同时运行为服务器内的各个发热部件进行风冷散热，其中，发热量较大的部件是CPU，而CPU的其余附属部件，如内存、硬盘、PCIE板卡等发热量较小。由于服务器的风冷散热效率已趋极限，逐渐无法满足服务器的散热需求，必须使用散热效率更高的液冷技术，比如已经得到普及的冷板式液冷散热技术。

在现有技术中，部分服务器使用液冷板对主板上的各个发热部件进行散热，直接用液冷板替换传统风冷散热器的***架构，不仅能够提高散热性能，而且由于省去了风冷散热器，因此还能在机箱内省出部分空间。然而，随着高密度服务器需求的比重增加，虽然风冷散热器被省去，但液冷板与各个发热部件之间的导热管路仍然还保留着，需要使用导热管路将CPU及其附属部件的热量传递到液冷板上，这些导热管路占据了机箱内垂向上的部分空间，不利于服务器组件在主板上的规划布局，同时也不利于提高***集成度。

因此，如何在满足服务器组件的散热需求的基础上，尽量减少对机箱空间的占用，同时提高服务器***集成度，是本领域技术人员面临的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种风液综合散热架构，能够在满足服务器组件的散热需求的基础上，尽量减少对机箱空间的占用，同时提高服务器***集成度。本发明的另一目的是提供一种高密度服务器。

为解决上述技术问题，本发明提供一种风液综合散热架构，包括安装于服务器机箱内的风扇，还包括主板、设置于所述主板背面的处理器安装槽、设置于所述主板表面的多个附件安装槽、安装于所述服务器机箱内的液冷板，所述主板安装于所述液冷板上，且所述处理器安装槽与所述液冷板保持接触。

优选地，所述液冷板上开设有避位槽，以容纳所述处理器安装槽及安装于所述处理器安装槽中的中央处理器。

优选地，所述避位槽的槽底面与所述中央处理器的顶面紧贴，且所述避位槽的侧壁与所述中央处理器的侧面紧贴。

优选地，所述液冷板上开设有至少两个所述避位槽，各所述避位槽沿所述液冷板的长度方向分布，且相邻两个所述避位槽之间留出预设空间以安装所述主板。

优选地，所述液冷板内设置有曲折流道，且所述曲折流道中与各所述避位槽相对应的部位的曲折程度更高。

优选地，所述液冷板的侧壁上连通有进水口及出水口，所述进水口与所述曲折流道的一端连通，所述出水口与所述曲折流道的另一端连通。

优选地，还包括集分水器，所述进水口及所述出水口均与所述集分水器连通。

优选地，各所述附件安装槽的槽口均朝竖直方向。

优选地，所述主板的背面与所述液冷板的表面形成可拆卸连接。

本发明还提供一种高密度服务器，包括服务器机箱和安装于所述服务器机箱内的风液综合散热架构，其中，所述风液综合散热架构具体为上述任一项所述的风液综合散热架构。

本发明所提供的风液综合散热架构，主要包括风扇、主板、处理器安装槽、附件安装槽和液冷板。其中，风扇安装于服务器机箱内，一般安装在服务器机箱的一侧位置，主要用于通过风冷的方式对相关服务器组件进行散热。主板也安装在服务器机箱内，主要用于安装中央处理器及其附属部件。处理器安装槽设置在主板上，并具***于主板的背面，主要用于安装中央处理器，并使中央处理器与主板形成信号连接。附件安装槽也设置在主板上，并同时设置有多个，主要用于分别安装中央处理器的各个附属部件，比如硬盘、内存、PCIE卡等，与处理器安装槽不同的是，各个附件安装槽均设置在主板的表面，也就是处理器安装槽与各个附件安装槽分别设置在主板的两侧，以将发热量较大的中央处理器与发热量较小的其余附属部件在主板上间隔开来。液冷板安装在服务器机箱内，其内流通有冷却液，而主板安装在液冷板上，且主板的背面朝向液冷板，使得主板背面上设置的处理器安装槽与液冷板保持接触，从而使液冷板能够直接对处理器安装槽内安装的中央处理器进行液冷散热，以将散热性能较好的液冷散热方式应用在发热量较大的中央处理器上；相应的，对于发热量较小的附属部件，由于液冷板不与主板表面上设置的各个附件安装槽保持接触(也不通过导热管路相连)，因此液冷板的液冷量并不分配至各个附属部件上，而是通过风扇对这些附件安装槽中安装的附属部件进行风冷散热。如此，本发明所提供的风液综合散热架构，通过将处理器安装槽设置在主板的背面，同时将各个附件安装槽保留在主板的表面的方式，将发热量较大的中央处理器与发热量较小的附属部件互相间隔在主板的两侧，从而使风扇专用于对各个附属部件进行风冷散热，同时使液冷板专用于对中央处理器进行液冷散热，确保散热性能与发热量相匹配；相比于现有技术，由于液冷板直接与处理器安装槽保持接触，因此无需额外设置导热管路，且液冷板仅对中央处理器进行液冷散热，其余附属部件自然也无需再额外设置导热管路与液冷板相连；并且，由于处理器安装槽被设置到主板的背面，因此主板的正面的安装空间更多，更有利于各个附属部件的安装和规划，同时也更有利于多部件集成安装。综上所述，本发明所提供的风液综合散热架构，能够在满足服务器组件的散热需求的基础上，尽量减少对机箱空间的占用，同时提高服务器***集成度。

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。

图2为中央处理器与避位槽紧贴的结构示意图。

图3为主板的表面结构示意图。

图4为主板的背面结构示意图。

图5为液冷板的底面结构示意图。

图6为液冷板内部的曲折流道的结构示意图。

其中，图1—图6中：

主板—1，处理器安装槽—2，附件安装槽—3，液冷板—4，中央处理器—5，集分水器—6，连接器—7；

避位槽—41，曲折流道—42，进水口—43，出水口—44。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。

在本发明所提供的一种具体实施方式中，风液综合散热架构主要包括风扇、主板1、处理器安装槽2、附件安装槽3和液冷板4。

其中，风扇安装于服务器机箱内，一般安装在服务器机箱的一侧位置，主要用于通过风冷的方式对相关服务器组件进行散热。

如图4所示，图4为主板1的背面结构示意图。

主板1也安装在服务器机箱内，主要用于安装中央处理器5及其附属部件。处理器安装槽2设置在主板1上，并具***于主板1的背面，主要用于安装中央处理器5，并使中央处理器5与主板1形成信号连接。

附件安装槽3也设置在主板1上，并同时设置有多个，主要用于分别安装中央处理器5的各个附属部件，比如硬盘、内存、PCIE卡等，与处理器安装槽2不同的是，各个附件安装槽3均设置在主板1的表面，也就是处理器安装槽2与各个附件安装槽3分别设置在主板1的两侧，以将发热量较大的中央处理器5与发热量较小的其余附属部件在主板1上间隔开来。

液冷板4安装在服务器机箱内，其内流通有冷却液，而主板1安装在液冷板4上，且主板1的背面朝向液冷板4，使得主板1背面上设置的处理器安装槽2与液冷板4保持接触，从而使液冷板4能够直接对处理器安装槽2内安装的中央处理器5进行液冷散热，以将散热性能较好的液冷散热方式应用在发热量较大的中央处理器5上；相应的，对于发热量较小的附属部件，由于液冷板4不与主板1表面上设置的各个附件安装槽3保持接触(也不通过导热管路相连)，因此液冷板4的液冷量并不分配至各个附属部件上，而是通过风扇对这些附件安装槽3中安装的附属部件进行风冷散热。

如此，本实施例所提供的风液综合散热架构，通过将处理器安装槽2设置在主板1的背面，同时将各个附件安装槽3保留在主板1的表面的方式，将发热量较大的中央处理器5与发热量较小的附属部件互相间隔在主板1的两侧，从而使风扇专用于对各个附属部件进行风冷散热，同时使液冷板4专用于对中央处理器5进行液冷散热，确保散热性能与发热量相匹配。

相比于现有技术，由于液冷板4直接与处理器安装槽2保持接触，因此无需额外设置导热管路，且液冷板4仅对中央处理器5进行液冷散热，其余附属部件自然也无需再额外设置导热管路与液冷板4相连；并且，由于处理器安装槽2被设置到主板1的背面，因此主板1的正面的安装空间更多，更有利于各个附属部件的安装和规划，同时也更有利于多部件集成安装，从而使得主板1上的服务器组件更加紧凑，主板1的尺寸也能变得更加小巧，有利于实现主板1的小型化和轻量化设计，还能降低材料成本。

综上所述，本实施例所提供的风液综合散热架构，能够在满足服务器组件的散热需求的基础上，尽量减少对机箱空间的占用，同时提高服务器***集成度。

考虑到当中央处理器5安装在处理器安装槽2内后，中央处理器5的顶面(或底面)将凸出主板1的背面，为保证主板1的背面能够稳定地支撑在液冷板4的表面上，本实施例在液冷板4上开设了避位槽41。具体的，该避位槽41的开设位置与处理器安装槽2在主板1背面上的安装位置相对应，且该避位槽41具有适当的深度和开口尺寸，以能够完全容纳主板1背面的处理器安装槽2和安装在处理器安装槽2中的中央处理器5，从而使主板1的背面能够稳定地安装在液冷板4的表面上。

如图2所示，图2为中央处理器5与避位槽41紧贴的结构示意图。

进一步的，为保证对中央处理器5的液冷散热效率，本实施例中，避位槽41的槽深与中央处理器5安装到处理器安装槽2后凸出主板1背面的高度相当，如此设置，中央处理器5在安装至处理器安装槽2后，中央处理器5的顶面(或底面)将与避位槽41的槽底面互相紧贴，从而使中央处理器5的顶面直接与液冷板4的表面保持接触。

同理，本实施例中，不仅避位槽41的槽底面与中央处理器5的顶面保持紧贴，而是避位槽41的各个槽侧壁还与中央处理器5的侧面保持紧贴，从而提高中央处理器5与液冷板4的接触面积，提高散热效率。

为提高***集成度，本实施例中，一块液冷板4上能够同时安装多块主板1或容纳多个中央处理器5，比如一块液冷板4能够同时安装两块主板1，相当于两个节点集成安装，液冷板4同时对两个节点上的中央处理器5进行散热；或者一块液冷板4安装一块主板1，但主板1为扩展型板，同时安装有两个中央处理器5，相当于两路CPU节点，液冷板4同时对两个中央处理器5进行散热。相应的，避位槽41在液冷板4上至少开设有两个，以分别容纳各个中央处理器5。

如图5所示，图5为液冷板4的底面结构示意图。

进一步的，为合理布局多个主板1或多个中央处理器5在液冷板4上的安装规划，本实施例中，液冷板4具体为长度尺寸加强的矩形板，同时使各个避位槽41在液冷板4上沿长度方向均匀或非均匀地分布，以同时容纳多个中央处理器5。并且，相邻两个避位槽41之间需要留出预设空间，一方面对于多个主板1而言，能够避免相邻两块主板1产生干涉；另一方面对于单主板1多路CPU而言，相邻两个避位槽41的间距还需与相邻两个处理器安装槽2的间距相等，以保证各个中央处理器5能够准确地容纳在对应的避位槽41内。

如图6所示，图6为液冷板4内部的曲折流道42的结构示意图。

为提高液冷板4对中央处理器5的散热效果，本实施例中，在液冷板4内设置有曲折流道42，以通过该曲折流道42延长冷却液在液冷板4内的流动路径和流动时间。具体的，考虑到液冷板4仅对中央处理器5进行液冷散热，为避免冷量浪费，本实施例中，曲折流道42的各处曲折程度并不一致，且在与各个避位槽41相对应的部位处的曲折程度较高，以使冷却液在流动过程中，大部分冷量均集中在与各个避位槽41相对应的位置处，以集中对各个中央处理器5进行散热。

为便于使冷却液在液冷板4中形成循环流动，本实施例在液冷板4的侧壁上设置有进水口43和出水口44。其中，进水口43与曲折流道42的一端连通，而出水口44与曲折流道42的另一端连通。如此设置，外部冷却液即可通过进水口43进入曲折流道42，吸热后再从出水口44流出，并进入散热器进行冷却，之后再重新流回液冷板4，以此形成冷却液的循环流动。

进一步的，在服务器机箱内可同时安装多块液冷板4，从而能够同时安装多块主板1、多个中央处理器5，为实现同时对各个中央处理器5进行液冷散热，需要同时对各块液冷板4提供足量的冷却液。针对此，本实施例中增设了集分水器6。该集分水器6主要用于集中提供冷却液，同时对冷却液进行分流控制。具体的，集分水器6分为进液控制器和回液控制器，且在进液控制器和回液控制器上均开设有多个通孔。其中，各个液冷板4的进水口43与进液控制器上的各个通孔连通，以使冷却液通过进液控制器进行分流后同时流向各个液冷板4；各个液冷板4的出水口44与回液控制器上的各个通孔连通，以使各个液冷板4中吸收了热量后的冷却液分别回流到回液控制器中，并统一送至散热器进行散热。

如图3所示，图3为主板1的表面结构示意图。

在关于附件安装槽3的一种可选实施例中，考虑到取消中央处理器5的风冷散热器后，服务器机箱内的垂向安装空间空出较多，为合理利用该部分空间，本实施例中，各个附件安装槽3的槽口均沿竖直方向朝上。如此设置，各个附属部件将沿垂向竖直插设在各个附件安装槽3内，以使硬盘、内存、PCIE卡等附属部件均形成竖直安装状态，从而减小对于主板1表面的占用，进一步提高***集成度。

当然，除了各个附件安装槽3之外，在主板1的表面两侧位置一般还设置有各种连接器7，该连接器7的接插口同样沿竖直方向朝上，以便竖直插设各种线缆。

为便于实现主板1与液冷板4的拆装操作，本实施例中，主板1的背面与液冷板4的表面之间形成可拆卸连接，比如，主板1与液冷板4之间可通过若干个螺栓等紧固件实现螺纹连接，或通过液冷板4上的卡接槽与主板1形成卡接连接等。

本实施例还提供一种高密度服务器，主要包括服务器机箱和安装于服务器机箱内的风液综合散热架构，其中，该风液综合散热架构与上述相关内容相同，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种风液综合散热架构，包括安装于服务器机箱内的风扇，其特征在于，还包括主板(1)、设置于所述主板(1)背面的处理器安装槽(2)、设置于所述主板(1)表面的多个附件安装槽(3)、安装于所述服务器机箱内的液冷板(4)，所述主板(1)安装于所述液冷板(4)上，且所述处理器安装槽(2)与所述液冷板(4)保持接触。

2.根据权利要求1所述的风液综合散热架构，其特征在于，所述液冷板(4)上开设有避位槽(41)，以容纳所述处理器安装槽(2)及安装于所述处理器安装槽(2)中的中央处理器(5)。

3.根据权利要求2所述的风液综合散热架构，其特征在于，所述避位槽(41)的槽底面与所述中央处理器(5)的顶面紧贴，且所述避位槽(41)的侧壁与所述中央处理器(5)的侧面紧贴。

4.根据权利要求3所述的风液综合散热架构，其特征在于，所述液冷板(4)上开设有至少两个所述避位槽(41)，各所述避位槽(41)沿所述液冷板(4)的长度方向分布，且相邻两个所述避位槽(41)之间留出预设空间以安装所述主板(1)。

5.根据权利要求4所述的风液综合散热架构，其特征在于，所述液冷板(4)内设置有曲折流道(42)，且所述曲折流道(42)中与各所述避位槽(41)相对应的部位的曲折程度更高。

6.根据权利要求5所述的风液综合散热架构，其特征在于，所述液冷板(4)的侧壁上连通有进水口(43)及出水口(44)，所述进水口(43)与所述曲折流道(42)的一端连通，所述出水口(44)与所述曲折流道(42)的另一端连通。

7.根据权利要求6所述的风液综合散热架构，其特征在于，还包括集分水器(6)，所述进水口(43)及所述出水口(44)均与所述集分水器(6)连通。

8.根据权利要求1所述的风液综合散热架构，其特征在于，各所述附件安装槽(3)的槽口均朝竖直方向。

9.根据权利要求1所述的风液综合散热架构，其特征在于，所述主板(1)的背面与所述液冷板(4)的表面形成可拆卸连接。

10.一种高密度服务器，包括服务器机箱和安装于所述服务器机箱内的风液综合散热架构，其特征在于，所述风液综合散热架构具体为权利要求1-9任一项所述的风液综合散热架构。