一种高密度GPU集成系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高密度GPU集成系统。包括主板，设于主板上的多个卧式显卡插槽，以及横向接入卧式显卡插槽的显卡；所述显卡包括GPU，每块显卡上均安装有散热片，多块显卡之间的散热片共同构成散热通道。本实用新型专利技术采用卧式显卡插槽设计，从而减少了机箱高度，使系统结构更加紧凑稳定，并且卧式显卡插槽接口从力学分析，接口不易因长途运输而损坏；散热片形成一个散热通道，借助机箱的风扇散热，即使在系统满负荷运行的时候，也可使每块显卡的温度不超过50摄氏度，系统的稳定性和寿命极高，并且充分利用现有设计，节约成本，还不会增加体积。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高密度GPU集成系统，属于GPU集成应用领域。
技术介绍
随着GPU技术的不断发展，其硬件构架，处理能力都日臻完善，GPU能够分担越来越多原来仅能使用CPU完成的任务。在当今应用上，多GPU集成高清输出产品被大量使用在监控领域，如大规模视频图像数据解码上墙、调度指挥；另外，像视频会议、信息显示系统，也需要使用该类产品。因而，构建一种高效、稳定的多GPU集成高清输出产品显得越发重要。GPU相对于CPU计算，在如下方面具有优势：(1)高并发计算由于GPU芯片的内部有众多的可独立运行的计算单元，同时又具备大量独享的高带宽显存，GPU便天生地拥有了非常强大的高并发计算能力，它可以在同一时间内对为数众多的数据进行并发计算，这种并发能力远远强于传统意义上的多核CPU，甚至是具有一定高并发计算能力的DSP。(2)四维向量计算由于GPU最初的设计是针对图形计算的，而图形计算中，需要处理的多是以位置和颜色组成的四维向量数据，因此GPU便在这种类型的数据处理上，具备很强的处理性能。(3)浮点计算GPU里有为数众多的ALU，而每个ALU都是针对图形图像设计的，图形图像设计中往往需要大量的浮点运算，因此GPU的计算单元的硬件设计就是针
对浮点运算的，因此GPU的浮点运算能力远远强于CPU。(4)视频编解码以往视频的编解码需要占用大量的CPU计算资源，视频清晰度越高，所需要的CPU计算能力越强，而GPU的视频处理方面的能力也在不断地增强，不但可以分担大部分的CPU计算压力，还可以极大增强整个系统的视频处理能力。虽然GPU可以在很多应用场景上表现出良好的计算能力，然而一般计算机的结构设计和板卡设计，往往并未考虑多GPU的集成使用，因此我们很难很好的利用现有的硬件架构去搭建一个在性能、空间和功耗方面都有良好表现的多GPU计算机系统。现代的GPU芯片都是采用PCI Express总线接口与CPU和系统其他部分进行数据交互，标准的PCI Express总线接口采用金手指加插槽的方式对接，PCI Express的接口根据总线位宽不同而有所差异，包括X1、X4、X8以及X16。而显卡往往都是以全高的PCI-E X16的形态存在。因此如果想在一个计算机内实现多GPU的集成，那么必须采用至少3U高度的机箱，然后选择有足够多插槽的主机板才能够实现，而这样的系统往往没有统一的散热风道，每个GPU都包含自己的散热器和风扇，而风扇是易损部件，经过长期的使用极易损坏，而一块显卡上的风扇损坏，将导致这块显卡温度过高而损坏，从而导致整个系统无法正常工作。同时，GPU与主板之间的插槽接口，也经常会由于长途运输而被损坏。因此，最终这类产品的特点就是形态笨重、造价极高、产品结构不稳定、系统不可靠。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种高密度GPU集成系统，主要解决利用现有
的硬件架构去搭建的多GPU计算机系统存在的形态笨重、造价极高、产品结构不稳定、系统不可靠的问题。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种高密度GPU集成系统，包括主板，设于主板上的多个卧式显卡插槽，以及横向接入卧式显卡插槽的显卡；所述显卡包括GPU，每块显卡上均安装有散热片，多块显卡之间的散热片共同构成散热通道。具体地，所述卧式显卡插槽为48pin O型卧式插孔结构，相应地，显卡的接口为48pin O型插口。进一步地，所述每块显卡上均安装有多片散热片，散热片分别横向均匀分布于每块显卡上并与主板垂直，形成散热通道。散热通道则由多个小的通道组成，使热量能够快速准确地排出。作为优选，所述每块显卡的安装高度等高。更进一步地，所述每块显卡具有两路DVI-I高清输出。另外，本技术还包括机箱，在机箱电源插口一侧安装有风扇，并且在风扇背面机箱处开散热孔，该散热孔位于散热通道的一侧，在散热通道的另一侧则设有进气孔。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：(1)本技术采用卧式显卡插槽设计，从而减少了机箱高度，使系统结构更加紧凑稳定，并且卧式显卡插槽接口从力学分析，接口不易因长途运输而损坏。(2)本技术通过散热片的巧妙设计，散热片形成一个散热通道，借助机箱的风扇散热，即使在系统满负荷运行的时候，也可使每块显卡的温度不超过50摄氏度，系统的稳定性和寿命极高，并且充分利用现有设计，节约成本，
还不会增加体积。附图说明图1为本技术的结构示意图一。图2为本技术的结构示意图二。图3为本技术的系统散热原理图。上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：1-主板，2-卧式显卡插槽，3-显卡，4-散热片，5-风扇，6-进气孔。具体实施方式下面结合实施例和附图对本技术作进一步说明，本技术的实施方式包括但不限于下列实施例。实施例如图1-3所示，一种高密度GPU集成系统，包括主板1，在主板上预留了多个卧式显卡插槽2，该卧式显卡插槽均为48pin O型卧式插孔结构，显卡3则横向接入卧式显卡插槽中，因此，主板在全部接入显卡后，装配成的产品高度为1U(4cm)。在本实施例中，系统采用X86架构。不同于传统的竖式插槽设计，本技术方案采用卧式显卡插槽设计，从而减少了机箱高度，使系统结构更加紧凑稳定，并且卧式显卡插槽接口从力学分析，接口不易因长途运输而损坏。显卡均包括GPU，显卡为半高(一般显卡高度的一半，相对于全高显卡而言)设计，在本实施例中，主板上自带一块卧式安装的显卡，预留5个显卡插槽，即一共6块显卡，每块显卡支持两路DVI-I高清输出，可集成12路DVI-I高清输出，显卡的接口为48pin O型插口，在显卡上不安装单独的风扇进行散热，而是在每块显卡上安装多片散热片4，多块显卡之间的散热片共同构成一个统一
的散热通道，利用机箱内部的风扇，进行统一散热。在本实施例中，每块显卡的安装高度等高，显卡安装好后在同一水平面上，散热片分别横向均匀分布于每块显卡上并与主板垂直，形成散热通道，为了使散热片的安装更加稳固，每块显卡的两侧可分别通过一个连接件将散热片的两端固定起来，然后将连接件固定在显卡的某个位置上。值得说明的是，显卡的卧式安装方向为纵向。在本实施例中，为了保证每块显卡安装的一致性，显卡位于主板上其余零器件外。需要说明的是，本技术中，显卡和主板的电气构成以及电路原理为现有技术，并且在主板和显卡上还分布有各种电子元器件(图中未标出)，在此不做赘述，本技术仅仅是解决利用现有的硬件架构去搭建的多GPU计算机系统存在的形态笨重、造价极高、产品结构不稳定、系统不可靠的问题。提供一种多GPU集成到主板上的技术方案，分别对主板和显卡的装配结构进行改进，在充分考虑其系统稳定的前提下，通过改变硬件形态，使服务器可最大集成12路DVI-I高清输出。在本实施例中，在机箱电源插口一侧安装3个风扇5，风扇为4800转每分，并且在风扇背面机箱处开散热孔，该散热孔位于散热通道的一侧，在散热通道的另一侧则设有进气孔6。当系统工作时，显卡的热量集中到散热片上，风扇的风由左侧向右侧流动，将所有显卡散热片上的热量由右侧的散热孔带走，同时，由于气流朝右侧的散热孔移动，造成风扇一边气压较低，因而，外界的新鲜气流又会从左侧进入，如此循环，从而达到降温散热的目的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高密度GPU集成系统，其特征在于，包括主板(1)，设于主板上的多个卧式显卡插槽(2)，以及横向接入卧式显卡插槽的显卡(3)；所述显卡包括GPU，每块显卡上均安装有散热片(4)，多块显卡之间的散热片共同构成散热通道。

【技术特征摘要】
2015.07.06 CN 20152047852411.一种高密度GPU集成系统，其特征在于，包括主板(1)，设于主板上的多个卧式显卡插槽(2)，以及横向接入卧式显卡插槽的显卡(3)；所述显卡包括GPU，每块显卡上均安装有散热片(4)，多块显卡之间的散热片共同构成散热通道。2.根据权利要求1所述的一种高密度GPU集成系统，其特征在于，所述卧式显卡插槽为48pin O型卧式插孔结构，相应地，显卡的接口为48pin O型插口。3.根据权利要求2所述的一种高密度...

【专利技术属性】
技术研发人员：张帆，周伟，曾磊，
申请(专利权)人：成都新昱科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51