具有液体冷却模块的服务器机柜制造技术

本发明专利技术涉及到服务器机柜，其包括：至少一个计算机服务器(3)、用于服务器(3)的至少一个液体冷却模块(4，5，6)，特征在于：机柜(1)包括通过无主/从的协作协议相互通信的至少三个液体冷却模块(4，5，6)，以N+1冗余度运行，其中N大于或等于2，以便在不停止服务器机柜(1)的冷却并且不停止位于服务器机柜(1)中的服务器(3)的运行的情况下，能够对任意冷却模块(4，5，6)进行标准更换，每个液体冷却模块(4，5，6)都包括其各自的冷却调节和故障检测系统。

Server cabinet with liquid cooling module

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有液体冷却模块的服务器机柜
本专利技术涉及到服务器机柜的领域，所述服务器机柜分别包括一个或多个计算机服务器并且由液体冷却模块冷却。
技术介绍
在第一项现有技术中，已知使用空气冷却封装在服务器机柜中的计算机服务器。计算机服务器包括处理器，其具有容纳在计算刀片中的相关电子元件，所述计算刀片插入服务器中，所述服务器安装在框架上并且一个接一个叠置在也被称为机架的服务器机柜上。这些刀片的电子元件通过空气冷却，所述空气在循环空气的平行路径中移动，所述循环空气通过风扇穿过刀片移动。但是，尽管在每个服务器机柜中的计算机服务器的数量和密度以及容纳计算机簇的室内的服务器机柜的数量和密度保持适中的情况下，这种空气冷却系统是有效的，但是在每个服务器机柜中计算机服务器的数量和密度以及室内服务器机柜的数量和密度显著增加，达到相对较小的室内设置大量服务器机柜，每个服务器机柜在有限空间内容纳大量计算机服务器的情况下，所述空气冷却系统则变得不足了。在第二项现有技术中，已知使用液体冷却系统。所述液体冷却系统基本上普遍包括用流经服务器机柜的流体冷却剂填充的液压回路、使流体冷却剂在液压回路中循环的装置以及能够冷却流体冷却剂的冷却装置。通常，使流体冷却剂循环的装置以及冷却装置未容纳在服务器机柜中，因为冷却剂泄漏的风险很大，尤其是因为冷却剂的质量不受液体冷却模块的监测。而且，因为流经服务器机柜的液压系统通道的直径较小，所以液压系统存在严重的污染风险。此外，这些冷却系统占用大量空间，这样对容纳服务器机柜的计算机室的空间需求提出了一个重大问题，因为这些计算机室不仅容纳服务器机柜，而且还必须容纳其冷却系统。因此，如果发生故障或泄漏，必须关闭这些冷却系统及相应的服务器机柜。在第三项现有技术中，已知使用包括两个液体冷却模块的液体冷却系统，第一个模块在运行中，第二个模块处于非活动状态，但是准备在第一个模块发生故障时取而代之。在1+1冗余度下运行的这个冷却系统相对简单而且稳定。但是，其效用是有限的。采用大尺寸液体冷却模块，服务器机柜总共只能消散80kW的热量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种服务器机柜，至少部分地克服上述缺点。更具体而言，本专利技术的目的是提供一种服务器机柜，其中，冷却系统在服务器机柜所需空间与运行过程中其中一个冷却模块发生故障情况下的鲁棒性(robustness)之间提供更好的折衷，其方式对服务器机柜运行的干扰较小，从而避免降低其计算性能。根据本专利技术，未保留第一项现有技术，因为它在本质上受到明显低于液体冷却剂热容的空气热容的限制。通过以高密度将大量服务器机柜分组的计算机簇，每个服务器机柜都包含大量计算机服务器，所述计算机服务器以高密度堆叠在彼此之上，冷却性能要求似乎过高，无法通过空气冷却来满足。根据本专利技术，未保留第二项现有技术，因为它需要大尺寸的共用元件，比如冷却剂循环泵，这可能存在两个缺点。第一个缺点在于，这些大元件占据很大的空间，这在以高密度将大量服务器机柜分组的计算机簇中变得至关重要，每个服务器机柜包含大量以高密度堆叠的计算机服务器。第二个缺点在于，在发生故障时，这些共用元件由于是共享的，所以在通用系统中会变成薄弱环节。不仅必须关闭这些元件，而且还必须关闭依赖这些有故障的项目进行冷却的所有服务器机柜，当然还有其所有计算机服务器，如果其计算机冷却系统的某些元件发生故障，这会导致计算机簇的计算性能严重下降。根据本专利技术，第三项现有技术造成以下困境。在第一个方案中，保留了模块的冗余，而且冷却系统在发生故障时是稳定的；但是，有必要针对正常模式下的冷却对其进行大量的过度设计，因为与冷却整个服务器机柜的冷却模块一样大的冷却模块仍然处于非活动状态，并且因此未使用。在第二个备选方案中，未保留模块的冗余，而且可以针对正常模式下的冷却对冷却系统进行适当的设计；但是，该冷却系统对即使是单个冷却模块的故障也很敏感，因为这种故障会自动导致冷却能力显著下降，即冷却能力减半，要求迅速地完全关闭相关服务器机柜。根据本专利技术，考虑通过把冗余至少增加到2+1来改进第三项现有技术，换言之，2+1即至少三个冷却模块之中的至少两个持续冷却，而第三个冷却模块则保持非活动状态，但是准备在处于运行中的两个冷却模块之一发生故障时取而代之。考虑主/从架构。尽管这个架构在从模块发生故障时稳定，但是它对主模块的故障仍然很敏感，所述主模块再次构成冷却系统的薄弱环节。而且，除了从属冷却模块外，还必须随手必备一些更换主冷却模块的存货。本专利技术因此提出可有利地互换的多个冷却模块，除了其中一个冷却模块处于非活动状态，以便在处于运行的任何冷却模块发生故障时取而代之外，所有所述冷却模块都在冷却。然后，这些冷却模块通过无主/从的协作协议相互通信，由此消除了薄弱环节，同时补偿了运行中的冷却模块的故障，并且确保在不关闭冷却系统或相应服务器机柜的情况下现场更换所述冷却模块，与此同时占据服务器机柜内较少的总空间。根据本专利技术，该协作协议伴随着每个冷却模块的更大的自主性，因为它现在必须执行以前没有执行过的任务。在冷却模块可互换的情况下，这样也减少了要随手必备的更换冷却模块的类型的数量。根据本专利技术的一个优选实施例，为同一个服务器机柜中的计算机服务器提供具有2+1冗余的至少120kW的冷却。容量分别为60kW的三个模块足以代替根据第三项现有技术的容量分别为120kW的两个模块。服务器机柜中节省的空间很大。因此没有主控制器，所以冷却管理不集中，也未变成关键点。本专利技术的非集中化导致使用协作操作协议，因此没有主从协议，其中，所有冷却模块都在同一级别通信，它们之间没有层级关系；因此它们都是平等的。为此目的，本专利技术提供一种服务器机柜，其包括：至少一个计算机服务器，以及用于所述服务器的至少一个液体冷却模块，特征在于：机柜包括通过无主/从的协作协议相互通信的至少三个液体冷却模块，以N+1冗余度运行，其中N大于或等于2，以便在不停止服务器机柜的冷却并且不停止位于服务器机柜中的服务器的运行的情况下，能够对任意冷却模块进行标准更换，每个液体冷却模块包括其各自的冷却调节和故障检测系统。为此目的，本专利技术还提供一种冷却系统，其包括用于位于服务器机柜中的至少一个计算机服务器的至少一个液体冷却模块，其中：机柜包括位于服务器机柜中并且通过无主/从的协作协议相互通信的至少三个液体冷却模块，以N+1冗余度运行，其中N大于或等于2，以便在不停止服务器机柜的冷却并且不停止位于服务器机柜中的服务器的运行的情况下，能够对任意冷却模块进行标准更换，每个液体冷却模块包括其各自的冷却调节和故障检测系统。因此，根据本专利技术的优选实施例，液体冷却模块可以在不停止服务器机柜或其容纳的计算机服务器的运行的情况下进行互换维护。该液体冷却模块具有其各自的电子件用于调节和故障检测，同一服务器机柜的液体冷却模块之间独立协作运行，服务器机柜没有主控制器。优化后的冗余度，即n个模块处于运行状态，一个模块处于非活动状态，降低了能耗。把冗余模块设置为非活动的这个决定是由同一服务器机柜的所有冷却模块基于协作算法做出的。根据优选实施例，本专利技术包括以下特征中的一项或多项，可以单独采用或者与本专利技术的前述对象相结合采用。优选地，服务器机柜包括直接冷却计算机服务器的次液压回路，液体冷却模块与次液压回路相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.服务器机柜，其包括：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.10 FR 16597531.服务器机柜，其包括：至少一个计算机服务器(3)，用于所述服务器(3)的至少一个液体冷却模块(4，5，6)，其特征在于：所述机柜(1)包括通过无主/从的协作协议相互通信的至少三个液体冷却模块(4，5，6)，以N+1冗余度运行，其中N大于或等于2，以便在不停止所述服务器机柜(1)的冷却并且不停止位于所述服务器机柜(1)中的所述服务器(3)的运行的情况下，能够对任意冷却模块(4，5，6)进行标准更换，每个液体冷却模块(4，5，6)包括其各自的冷却调节和故障检测系统。2.根据权利要求1所述的服务器机柜，其特征在于：所述服务器机柜(1)包括直接冷却所述计算机服务器(3)的次液压回路(8)，所述液体冷却模块(4，5，6)与所述次液压回路(8)相互并联。3.根据前述权利要求中任一项所述的服务器机柜，其特征在于：所述服务器机柜(1)包括用于连接到在所述服务器机柜(1)外部的散热器(9)的一部分主液压回路(7)，所述液体冷却模块(4，5，6)与所述一部分主液压回路(7)相互并联。4.根据前述权利要求中任一项所述的服务器机柜，其特征在于：所述服务器机柜(1)包括直接冷却所述计算机服务器(3)的次液压回路(8)，所述次液压回路(8)中液体冷却剂的温度为20℃至45℃。5.根据前述权利要求中任一项所述的服务器机柜，其特征在于：其中一个冷却模块(4，5，6)在大部分冷却时间内保持关闭状态，优选在至少90％的冷却时间内保持关闭状态。6.根据权利要求5所述的服务器机柜，其特征在于：始终是同一个冷却模块(6)在大部分冷却时间内保持关闭状态。7.根据权利要求5所述的服务器机柜，其特征在于：每个冷却模块(4，5，6)都周期性地轮流相继在大部分冷却时间内保持关闭状态。8.根据前述权利要求中任一项所述的服务器机柜，其特征在于：所有冷却模块(4，5，6)在大部分冷却时间内一起冷却，优选地，仅在初始阶段和/或在所述冷却模块(4，5，6)的重置阶段和/或在外部散热器(9)临时失灵期间一起冷却，所述服务器机柜(1)通过所述一部分主液压回路(7)连接到所述外部散热器。9.根据前述权利要求中任一项所述的服务器机柜，其特征在于：所述机柜(1)包括通过无主/从的协作协议相互通信的至少3至5个液体冷却模块(4，5，6)，以N+1冗余度运行，其中N介于2至4之间，以便在不停止所述服务器机柜(1)的冷却并且不停止位于所述服务器机柜(1)中的所述服务器(3)的运行的情况下，能够对任意冷却模块(4，5，6)进行标准更换。10.根据前述权利要求中任一项所述的服务器机柜，其特征在于：所述液体冷却模块(4，5，6)在平等的基础上相互通信，仅受总管理器管制，所述总管理器管理服务器机柜(1)池冷却计算机服务器(3)簇，并且除了通过服务器机柜(1)池冷却外，还管理所述计算机服务器(3)簇的其它几项功能，包括启动所述计算机服务器(3)簇以及分配任务。11.根据前述权利要求中任一项所述的服务器机柜，其特征在于：每个所述冷却模块(4，5，6)消散至少50kW的热量，优选为至少60kW的热量。12.根据前述权利要求中任一项所述的服务器机柜，其特征在于：所述服务器机柜(1)包括直接冷却所述计算机服务器(3)的次液压回路(8)，所述服务器机柜(1)包括用于连接到在所述服务器机柜(1)外部的散热器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：金克里斯托菲·博宁，埃尔椰斯·泽克里，
申请(专利权)人：布尔有限公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR