CN209731914U - 一种刀片服务器散热结构及刀片服务器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种刀片服务器散热结构及刀片服务器，该散热结构包括机箱、中置背板、前插板、后插板、第一区风扇；中置背板将机箱分隔为前部空间和后部空间，中置背板上开设有第一开孔和第二开孔；前插板将前部空间分隔为上进风道和下进风道；后插板将后部空间分隔形成第一区和第二区；第二区上设有后置背板，后插板上开设有第三开孔；第一区风扇设于第一区；第一开孔连通上进风道和第一区并形成刀片风道，第一区风扇工作时，冷却气流流经刀片风道并排出机箱外；第二开孔和第三开孔将下进风道、第二区和第一区连通并形成功能模块风道，第一区风扇工作时，冷却气流流经功能模块风道并排出机箱外。本方案有效改善了服务器的整体散热性能。

Description

一种刀片服务器散热结构及刀片服务器

技术领域

本实用新型涉及服务器结构技术领域，具体涉及一种刀片服务器散热结构及刀片服务器。

背景技术

刀片服务器通常由机箱、前置的刀片以及后置的电源模块、I/O交换模块、管理模块、风扇模块组成，刀片的散热通常是由位于机箱后端的风扇模块提供驱动力，冷却空气通过刀片面板进入，经过刀片上的硬盘、CPU、内存、PCI-e卡等后，通过中置背板上的开口进入到风扇模块，然后排出机箱外部。然而，后置的电源模块、I/O交换模块、管理模块由于空间的限制，散热条件较差，如电源模块一般要求进入到电源模块内的空气温度不超过50～55℃，电源模块如受到前方刀片的热级联，则很难满足服务器的整体环境温度规格要求。此外，刀片服务器一般同时支持半宽全宽刀片或半高全高刀片，但目前刀片服务器散热结构无法同时匹配左右两侧或上下两侧刀片的散热，不同位置刀片的散热风道有明显的不同，散热条件的差异性导致刀片服务器整机性能的降低。

在实际应用中，对于电源模块而言，有些服务器采用了在机箱后侧部开通风孔的形式，来减轻电源模块的散热问题，但由于侧通风口位于机箱后部，空气主要来源于机箱后部被刀片加热后的空气，尽管在进入到电源模块之前，空气温度有一定的降低，但仍远高于机房环境温度，电源模块的散热条件仍然较差。还有的服务器，采用电源模块前后贯通式设计方式，但这种结构设计方式不可避免的增加了机箱的高度，而且电源模块还需要定制化，通用性不好。

对于后置的功能模块(包括管理模块和I/O交换模块)而言，有些服务器中，后置的管理模块和I/O交换模块仍然采用了模块面板进风以及与刀片共用风扇的形式，这种方式不仅大幅降低了通过刀片的风量，同时从机箱排出的热空气直接进入管理模块和I/O交换模块，管理模块和I/O交换模块仍然得不到有效的散热。目前还出现了一些刀片服务器散热结构解决方案：在管理模块和I/O交换模块内部设置独立的风扇，由于额外给管理模块和I/O交换模块设置风扇，一方面，改装成本高，另一方面，风扇为易损件，风扇故障后需要及时更换风扇，而更换风扇时，需要将对应模块断电拔出，对业务有一定的影响，可靠性不高。因此，随着CPU、GPU功率密度以及交换容量需求的持续增加，刀片服务器的整机散热问题仍需要进一步的改善。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种刀片服务器散热结构，避免了前部的刀片与后部的功能模块之间的联级加热效应，从而有效改善了刀片服务器的整体散热性能。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：一种刀片服务器散热结构，其包括：

机箱；

中置背板，其设于所述机箱中并将机箱分隔为前部空间和后部空间，所述中置背板上开设有第一开孔和第二开孔；

前插板，其设于所述前部空间并将所述前部空间分隔为上下布置的上进风道和下进风道；

后插板，其插于所述后部空间并将后部空间分隔形成第一区和用于安置功能模块的第二区；所述第二区上设有后置背板，所述后插板上开设有第三开孔；

第一区风扇，其设于所述第一区；

所述第一开孔连通上进风道和第一区并形成刀片风道，第一区风扇工作时，冷却气流流经刀片风道并排出机箱外；

所述第二开孔和第三开孔将下进风道、第二区和第一区连通并形成功能模块风道，第一区风扇工作时，冷却气流流经功能模块风道并排出机箱外。

进一步地，所述后插板包括：

第一横隔板，其将所述机箱后部空间分隔为上下布置的上层区和下层区；

第一竖隔板，其将所述下层区分隔为下层风扇区和所述第二区；

所述上层区和下层风扇区组成所述第一区；

所述第三开孔开设于所述第一横隔板；

所述第二区风扇包括位于所述上层区的第一区风扇。

进一步地，所述后插板包括：

第一横隔板，其将所述机箱后部空间分隔为上下布置的上层区和下层区；

第一竖隔板，其将所述下层区分隔为下层风扇区和所述第二区；

所述上层区和下层风扇区组成所述第一区；

所述第三开孔开设于所述第一竖隔板；

所述第二区风扇包括位于所述下层风扇区的第一区风扇。

进一步地，所述下层区具有多个，且自左向右排成一行。

进一步地，所述机箱还包括与所述下进风道分隔开的电源模块风道，所述电源模块风道位于所述下进风道下方且与所述下进风道平行，电源风扇工作时，冷却气流流经电源模块风道并排出机箱外。

进一步地，所述电源风扇包括电源模块的内置风扇。

进一步地，所述机箱内还设有前横隔板，所述前横隔板将所述上进风道分隔为上下布置的多个刀片槽，所述刀片槽用于放置刀片。

进一步地，所述第一开孔具有多个，其数量与刀片的数量相同，且一一对应布置。

进一步地，所述刀片槽上可拆卸地设有前竖隔板，所述前竖隔板将所述刀片槽分隔成两个半宽槽位。

本实用新型还提供了一种刀片服务器，其包括刀片、电源模块和功能模块，其还包括如上所述的刀片服务器散热结构，所述刀片设于所述上进风道，所述电源模块设于所述机箱内，所述功能模块设于所述第二区。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型仍然采用前置刀片而后置功能模块、第一区风扇，通过前插板将机箱的前部空间分隔为上下布置的上进风道和下进风道，上进风道作为刀片散热时的冷却气流进气口，下进风道作为功能模块的冷却气流进气口，使得前部的刀片与后部的功能模块都具有前进风后出风的散热风道，降低了前部的刀片与后部的功能模块的进风温度，避免了前部的刀片与后部的功能模块之间的联级加热效应，从而有效改善了刀片服务器的整体散热性能，有利于支撑更功率密度CPU和GPU。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的刀片服务器散热结构正面结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的刀片服务器散热结构背面结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的中置背板结构示意图；

图4为图2中A-A向剖面结构示意图；

图5为图2中B-B向剖面结构示意图。

图中：1、机箱；10、电源模块风道；11、前横隔板；12、刀片槽；13、前竖隔板；2、中置背板；20、第一开孔；21、第二开孔；22、第四开孔；23、连接器；3、前插板；30、上进风道；31、下进风道；4、后插板；40、第一区；41、第二区；42、第三开孔；43、第一横隔板；430、上层区；431、下层风扇区；44、第一竖隔板；5、第一区风扇；6、电源模块；7、功能模块；8、刀片。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

参见图1至图5所示，本实施例提供了一种刀片服务器散热结构，其包括机箱1、中置背板2、前插板3、后插板4、第一区风扇5；其中：

机箱1包括水平壁板和垂直壁板(附图中未示出)，其中，机箱1的水平壁板指的是构成机箱1的顶部和底部壁板，垂直壁板指的是构成机箱1的左右两侧的壁板，另外，可以根据实际情况设置后置背板，后置背板可能只有一小部分，并不需要全部覆盖住后侧。

参见图3和图4所示，中置背板2设置在机箱1中，并且将机箱1分隔为前部空间和后部空间，中置背板2上开设有第一开孔20和第二开孔21，第一开孔20和第二开孔21的数量根据实际情况开设；中置背板2上还设有连接器23，包括电源连接器、信号连接器等，用于实现刀片与I/O交换模块、管理模块、电源模块的电连接、信号连接。

参见图1和图4所示，前插板3插于机箱1的前部空间，并将机箱1的前部空间分隔为上下布置的上进风道30和下进风道31，前插板3与中置背板2相连，本实施例中，上进风道30可以放置刀片8，并可以作为刀片8散热时的冷却气流进气口，下进风道31作为位于后部空间的功能模块7的冷却气流进气口，上进风道30和下进风道31之间不连通，进入上进风道30和下进风道31的冷却气流不会串气，功能模块7包括I/O交换模块和管理模块；

参见图2所示，后插板4插于机箱1的后部空间，并将机箱1的后部空间分隔形成第一区40和用于安置功能模块7的第二区41，后插板4与中置背板2相连；第二区41上设有后置背板(图中未示出)，后置背板与机箱1以及中置背板2将第二区41封装成通道，有利于冷却气流的导向，后插板4上开设有第三开孔42(见图5所示)；

参见图2所示，第一区风扇5设于第一区40，作为刀片8冷却气流驱动的动力来源；

参见图4，并结合图2所示，第一开孔20连通上进风道30和第一区40并形成刀片风道，刀片风道呈“一”字型，当第一区风扇5工作时，冷却气流从机箱1前端流经刀片风道，对刀片8进行散热并经过第一开孔20和第一区风扇5后排出机箱1外；

参见图5，并结合图2所示，第二开孔21和第三开孔42将下进风道31、第二区41和第一区40连通并形成功能模块风道，当第一区风扇5工作时，冷却气流流经功能模块风道，对功能模块7进行散热后排出机箱1外。

本实用新型仍然采用前置刀片而后置I/O交换模块、管理模块、第一区风扇，通过前插板将机箱的前部空间分隔为上下布置的上进风道和下进风道，上进风道作为刀片散热时的冷却气流进气口，下进风道作为功能模块的冷却气流进气口，使得前部的刀片与后部的I/O交换模块、管理模块都具有前进风后出风的散热风道，降低了前部的刀片与后部的I/O交换模块、管理模块的进风温度，避免了前部的刀片与后部的I/O交换模块、管理模块之间的联级加热效应，从而有效改善了刀片服务器的整体散热性能，有利于支撑更功率密度CPU和GPU。

实施例2

本实施例提供了一种刀片服务器散热结构，本实施例与实施例1的区别在于：参见图2所示，后插板4包括第一横隔板43、第一竖隔板44；第一横隔板43将机箱1后部空间分隔为上下布置的上层区430和下层区；第一竖隔板44将下层区分隔为下层风扇区431和第二区41；上层区430和下层风扇区431组成第一区40，参见图5所示，第三开孔42开设在第一横隔板43上，第二开孔21和第三开孔42将下进风道31、第二区41和上层区430连通并形成功能模块风道，功能模块风道呈型，当位于上层区430内的第一区风扇5工作时，冷却气流流经功能模块风道，对功能模块7进行散热后排出机箱1外。

本实施例中，刀片风道和功能模块风道仍然是前进风后出风的散热风道，同时也充分利用了位于上层区430的第一区风扇5。

本实施例中，上层区430内的第一区风扇5即对上层的刀片8进行散热，也对功能模块7进行散热。

下层风扇区431内的第一区风扇5可以自上而下设置多个，参见图2所示，其具有4个，上进风道30内可以自上而下设置多个刀片8，对应于各个刀片8，在中置背板2上开设相应的第一开孔20，使得下层风扇区431内的第一区风扇5可以对下层的刀片8进行散热，这样可以保证每个刀片8都具有大致相同结构的风道，使每个刀片8散热的一致性。

下层区可以设置多个，且自左向右排成一行，参见图2所示，下层区设置有两个，第一区40包括一个上层区430和两个间隔设置的下层风扇区431，呈型。

实施例3

本实施例提供了一种刀片服务器散热结构，本实施例与实施例1的区别在于：参见图2所示，后插板4包括第一横隔板43、第一竖隔板44；第一横隔板43将机箱1后部空间分隔为上下布置的上层区430和下层区；第一竖隔板44将下层区分隔为下层风扇区431和第二区41；上层区430和下层风扇区431组成第一区40，第三开孔42开设在第一竖隔板44上(图中未示出)，第二开孔21和第三开孔42将下进风道31、第二区41和上层区430连通并形成功能模块风道，当位于下层风扇区431内的第一区风扇5工作时，冷却气流流经功能模块风道，对功能模块7进行散热后排出机箱1外。

本实施例中，刀片风道和功能模块风道仍然是前进风后出风的散热风道，同时也充分利用了位于下层风扇区431的第一区风扇5。

实施例4

本实施例提供了一种刀片服务器散热结构，本实施例与实施例1的区别在于：参见图4和图5所示，机箱1还包括与下进风道31分隔开的电源模块风道10，电源模块风道10位于下进风道31下方且与下进风道31平行，电源模块6置于电源模块风道10内，当电源风扇工作时，冷却气流流经电源模块风道10并排出机箱1外，本实施例中，电源风扇采用电源模块6的内置风扇，当然也可以使用其他的风扇，比如将电源模块风道10后端顶部与下层风扇区431连通，同时电源模块风道10后端通过后盖封闭，通过下层风扇区431内的第一区风扇5进行散热。

参见图4和图5所示，本实施例中，中置背板2延伸至电源模块风道10内并抵持于电源模块风道10底部和侧壁，在中置背板2位于电源模块风道10的部分上开设有第四开孔22。

本实施例中的电源模块风道10配合刀片风道和功能模块风道，形成三条前进风后出风的散热风道，避免了前部的刀片与电源模块以及后部的I/O交换模块、管理模块之间的联级加热效应，从而有效改善了刀片服务器的整体散热性能，有利于支撑更功率密度CPU和GPU。

实施例5

本实施例提供了一种刀片服务器散热结构，本实施例与实施例1的区别在于：参见图1所示，机箱1内还设有前横隔板11，前横隔板11将上进风道30分隔为上下布置的多个刀片槽12，刀片槽12用于放置刀片8。

参见图3所示，第一开孔20具有多个，其数量与刀片8的数量相同，且一一对应布置，确保每个刀片8都有大致相同结构的风道，保证每个刀片散热的一致性。

参见图1所示，刀片槽12上可拆卸地设有前竖隔板13，前竖隔板13将刀片槽12分隔成两个半宽槽位，通过插拔前竖隔板13，使得刀片槽12可以配置半宽尺寸刀片和全宽尺寸刀片。

实施例6

本实施例提供了一种刀片服务器，其包括刀片8、电源模块6和功能模块7、以及上述刀片服务器散热结构，刀片8设于上进风道30，电源模块6设于机箱1内，功能模块7均设于第二区41。

本实施例中，通过前插板将机箱的前部空间分隔为上下布置的上进风道和下进风道，上进风道作为刀片散热时的冷却气流进气口，下进风道作为功能模块的冷却气流进气口，使得前部的刀片与后部I/O交换模块、管理模块都具有前进风后出风的散热风道，降低了前部的刀片与后部的I/O交换模块、管理模块的进风温度，避免了前部的刀片与后部的I/O交换模块、管理模块之间的联级加热效应，从而有效改善了刀片服务器的整体散热性能，有利于支撑更功率密度CPU和GPU。

本实用新型不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种刀片服务器散热结构，其特征在于：其包括：

机箱(1)；

中置背板(2)，其设于所述机箱(1)中并将机箱(1)分隔为前部空间和后部空间，所述中置背板(2)上开设有第一开孔(20)和第二开孔(21)；

前插板(3)，其设于所述前部空间并将所述前部空间分隔为上下布置的上进风道(30)和下进风道(31)；

后插板(4)，其插于所述后部空间并将后部空间分隔形成第一区(40)和用于安置功能模块(7)的第二区(41)；所述第二区(41)上设有后置背板，所述后插板(4)上开设有第三开孔(42)；

第一区风扇(5)，其设于所述第一区(40)；

所述第一开孔(20)连通上进风道(30)和第一区(40)并形成刀片风道，第一区风扇(5)工作时，冷却气流流经刀片风道并排出机箱(1)外；

所述第二开孔(21)和第三开孔(42)将下进风道(31)、第二区(41)和第一区(40)连通并形成功能模块风道，第一区风扇(5)工作时，冷却气流流经功能模块风道并排出机箱(1)外。

2.如权利要求1所述的刀片服务器散热结构，其特征在于，所述后插板(4)包括：

第一横隔板(43)，其将所述机箱(1)后部空间分隔为上下布置的上层区(430)和下层区；

第一竖隔板(44)，其将所述下层区分隔为下层风扇区(431)和所述第二区(41)；

所述上层区(430)和下层风扇区(431)组成所述第一区(40)；

所述第三开孔(42)开设于所述第一横隔板(43)；

所述第二区风扇包括位于所述上层区(430)的第一区风扇(5)。

3.如权利要求1所述的刀片服务器散热结构，其特征在于，所述后插板(4)包括：

第一横隔板(43)，其将所述机箱(1)后部空间分隔为上下布置的上层区(430)和下层区；

第一竖隔板(44)，其将所述下层区分隔为下层风扇区(431)和所述第二区(41)；

所述上层区(430)和下层风扇区(431)组成所述第一区(40)；

所述第三开孔(42)开设于所述第一竖隔板(44)；

所述第二区风扇包括位于所述下层风扇区(431)的第一区风扇(5)。

4.如权利要求2或3所述的刀片服务器散热结构，其特征在于：所述下层区具有多个，且自左向右排成一行。

5.如权利要求1所述的刀片服务器散热结构，其特征在于：所述机箱(1)还包括与所述下进风道(31)分隔开的电源模块风道(10)，所述电源模块风道(10)位于所述下进风道(31)下方且与所述下进风道(31)平行，电源风扇工作时，冷却气流流经电源模块风道(10)并排出机箱(1)外。

6.如权利要求5所述的刀片服务器散热结构，其特征在于：所述电源风扇包括电源模块(6)的内置风扇。

7.如权利要求1所述的刀片服务器散热结构，其特征在于：所述机箱(1)内还设有前横隔板(11)，所述前横隔板(11)将所述上进风道(30)分隔为上下布置的多个刀片槽(12)，所述刀片槽(12)用于放置刀片(8)。

8.如权利要求7所述的刀片服务器散热结构，其特征在于：所述第一开孔(20)具有多个，其数量与刀片(8)的数量相同，且一一对应布置。

9.如权利要求7所述的刀片服务器散热结构，其特征在于：所述刀片槽(12)上可拆卸地设有前竖隔板(13)，所述前竖隔板(13)将所述刀片槽(12)分隔成两个半宽槽位。

10.一种刀片服务器，其包括刀片(8)、电源模块(6)和功能模块(7)，其特征在于：其还包括如权利要求1所述的刀片服务器散热结构，所述刀片(8)设于所述上进风道(30)，所述电源模块(6)设于所述机箱(1)内，所述功能模块(7)设于所述第二区(41)。