用高压冷气间隙方式对GPU芯片等降温降噪声的方法技术

本发明专利技术用高压冷气间隙方式对GPU芯片等降温降噪声的方法涉及一种用高压冷气流对GPU高效降温，可减少风扇或不用风扇的节能降噪方法。用气压泵先将高压冷气存入到储高压冷气箱中，芯片温度传感器通过自动控制器去控制气管电磁阀的打开、微量开放或关闭来控制储高压冷气箱中的高压冷气对GPU芯片和散热器的冷气输量和散热时间，实现时间是间隙方式排除的高压冷气将GPU芯片和散热器控制在设定的温度变化范围内。优点：解决了在GPU盒中产生雾露问题，则可用10℃—17℃高压冷气，就可以不用风扇而大大降低机房噪声，降温更快运算效率提高，节约制冷能源，又运算效率提高。又运算效率提高。又运算效率提高。

【技术实现步骤摘要】
用高压冷气间隙方式对GPU芯片等降温降噪声的方法


[0001]本专利技术涉及计算机服务器散热
，特别是涉及一种用高压冷气流对GPU高效降温，可减少风扇或不用风扇的降噪的装置。

技术介绍

[0002]现在对电脑服务器的GPU [CPU、电路板等] 的散热方法主要有风冷和液冷这两种。
[0003]关于风冷方法，风扇抽风是连续性抽取机箱外面的机房机柜环境中的10℃—35℃冷气体对40℃以上的最温GPU的散热，缺点是冷气体的能源利用效率低、成本高、风扇噪声大；原因：1是如机房环境10℃气温则机房内大量空间无意义的大量耗能，而且在房机的操作员进出机房的温差大而易生病，2是又如机房环境35℃气温则对GPU的散热的效果很差，在运算量大时，很易出现超温停机，甚至损坏GPU和其它发热部件；3是再如常用机房环境25℃气温则对GPU的散热，冷气25℃与GPU40℃之间的温差小，风扇要大功能运转产生快速气流，而使机房噪声大，影响操作人员和振动损坏服务器。
[0004]关于液冷蒸发式降温方法，这种设备复杂，成本高，如发生冷却液泄漏，冷却液将对GPU和电路板造成损坏。
[0005]关于冷却液浸泡式降温方法，这种冷却液昂贵，设备复杂，成本更高，适用面窄。
[0006]浪潮电子信息产业股份有限公司的中国专利201610058267.5一种新型集成高密度GPU的散热方法本专利技术公开了一种新型集成高密度GPU的散热方法，其具体实现过程为：首先将服务器系统通过板卡分成上下两层独立散热空间，上层空间内放置GPU显卡，下层空间内放置交换芯片，两独立空间均通过设置在服务器机箱后部的散热风扇散热；对上层的GPU显卡进行隔断式散热，将前排GPU显卡之间的空隙通过导风罩连接到对应的后排GPU显卡之间的空隙。该一种新型集成高密度GPU的散热方法与现有技术相比，通过分层式架构和隔离式的散热设计，解决了后部GPU显卡的散热，同时能保证交换芯片的散热，进而保证整个服务器系统散热最优；利用独立导风罩，能够高度集成显卡，适用范围广泛，可应用于所有电子产品的散热设计中。该专利解决了一个机壳中不同位置的多个GPU显卡的均匀散热的问题，但用于散热的风冷气体仍然是机房气体，一般C级机房气体温度许可范围在10～35℃，温度越低，如机房环境10℃则大量空间无意义的大量耗能，如机房环境35℃则对GPU的散热的效果很差，很易出现超温停机，甚至损坏GPU芯片和其它发热部件。
[0007]浪潮电子信息产业股份有限公司201510901883.8一种高密度集成显卡的新型服务器散热设计方法本专利技术公开了一种高密度集成显卡的新型服务器散热设计方法，属于服务器散热设计方法，本专利技术要解决的技术问题为如何能够满足高功耗GPU 卡的散热，同时又要保证高功耗交换芯片的散热。技术方案为 ：包括如下步骤 ：（1）显卡的位置 ：系统中放置高功率的显卡，前排放置一半，后排放置另一半 ；前后两排的显卡在同一高度上，前后两排的显卡错开摆放 ； （2）散热通道 ：包含通道 A 和通道 B 两个独立的风道 ； （3）服务器机箱系统的 1U 空间放置交换模块 ：与上部 3U 空间隙离。
[0008]国网黑龙江省电力有限公司信息通信公司201910689432.0循环液冷散热服务器节点机箱针对现有整机风路的机箱不能完全密封、易使灰尘进入问题，本专利技术提供一种循环液冷散热服务器节点机箱，属于处理散热
本专利技术的散热器固定在外壳上，外壳与散热器形成密封空间，CPU换热器、GPU换热器、液泵和液箱设置在该空间内；液箱内装有冷却液，散热器具有的若干个散热鳍片，散热鳍片为中空结构，冷却液在若干个散热鳍片内以蛇形流动，将热量传导至鳍片中，冷却液依次从液箱、CPU换热器、散热器、GPU换热器再流入液箱形成循环液；CPU换热器，与服务器的CPU主电路板紧密接触，将CPU产生的热量传导至冷却液；GPU换热器，与服务器的GPU从电路板紧密接触，将GPU从电路板产生的热量传导至冷却液。本专利用循环冷却液体在换热器中，对GPU和电路板散热，但这种设置复杂，成本高，如发生冷却液泻漏，冷却液将对GPU和电路板造成损坏。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供对制冷的能源高效利用、机房噪声低、GPU芯片等保持清洁、GPU芯片等工作温度更低、GPU芯片等实际运算能力更强的高压冷气间隙方式对GPU芯片等降温降噪声的方法。
[0010]本专利技术所述的GPU芯片等指GPU芯片、CPU芯片、芯片上的散热器，为叙述简便用GPU芯片简单文字代替。
[0011]GPU指GPU芯片或CPU芯片这些要发热的运算器，为叙述简便用GPU简单文字代替。
[0012]GPU盒4指装有GPU芯片或CPU芯片的盒体，有进气口和出气口。
[0013]高压冷气指：高压冷气与高压冷气体、高压冷却气、高压冷却气体是指相同概念，仅因在不同地用语方便而用不同的词。高压冷气的高压是大于一个大气压到到比普通家用高压锅的气压稍小的气压，使其吹出气体对GPU芯片等的气体流速5米/秒—40米/秒，因受储高压冷气箱2到GPU芯片等的气体管道大小、长短和气管实物安装产生的弯曲等影响采用不同的气压值，所以高压的具体含义是压力为105KPa—150KPa范围的变化式气压。冷气是制冷设备输出的低于环境室温的10℃—17℃制冷气体。与现在风扇的抽风负压相比，本专利技术高压冷气的高压意思是，具有正向气压的制冷气体。现有技术因为噪声和振动问题使GPU盒4和机箱的风扇功率不能太大，风扇功率受限止，而本专利技术用正向气压，可以放在机房外的气压泵1产生正向气压，气压泵1功率不受限止，气压大小就可以大于风扇产生的气压，可以提供比风扇的气压更大，气流速度更快的高气压。用气压泵1产生高气压快速气流替代GPU盒4和机箱的风扇低气压慢速气流是本专利技术的重要专利技术点。本专利技术的构思是：本专利技术用可以放在机房外的气压泵1产生气压，气压泵1功率不受限止，可以提供比风扇的气压更大，气流速度更快的高气压，用高气压可以有效驱除雾露，则就可以用比现在风扇降温更低的气体温度对GPU芯片等降温，用更低的气体温度就提高了降温效率，更好保护GPU芯片等，提高GPU芯片运算能力。用气压泵1产生高气压快气流替代GPU盒4和机箱的风扇低气压慢气流是本专利技术的重要专利技术点，用了高压气体可除雾露，散热用的气体才能用10℃—17℃这种比风扇降温更低的气体温度。
[0014]现有风扇降温的常用机房温度为室温或25℃左右，因为这个温度范围对于风扇连续排气的工作方式比较节约制冷的能源，但缺点是25℃左右与GPU芯片等发热元件的温差小，散热效率不高，对制冷的能源利用率低，降温成本高，风扇的噪声大，特别是GPU芯片等
的工作量大而温度高时，风扇散热慢，降温效果差而使GPU芯片等升温不止，运算能力减低，易停机或损坏GPU芯片等。
[0015]本专利技术用更低的冷气散热解决问题：为解决散热的气体温度与GPU芯片温差小这些问题，本专利技术用高压间隙方式吹出10℃—17℃冷气直接吹GPU芯片等降温，增大了冷气与GPU芯片等发热元件的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用高压冷气间隙方式对GPU芯片等降温降噪声的方法，包括气压泵（1），储高压冷气箱（2），GPU芯片和散热器（3），芯片温度传感器（16）和自动控制器（13）；GPU芯片和散热器（3）设置在GPU盒（4）内，GPU盒（4）上设有进气孔（5）和出气孔（6），气压泵（1）上设有气泵电源开关（11），其特征在于：对GPU芯片和散热器（3）散热用的冷气，来自于气压泵（1）将冷气压入储高压冷气箱（2）中成高压冷却气体备用的高压冷气，储高压冷气箱（2）中设有气体压力传感器（9），在储高压冷气箱（2）的储气箱出气管（8）上设有气管电磁阀（15），自动控制器（13）分别电线连接芯片温度传感器（16）、气管电磁阀（15）、气体压力传感器（9）和气泵电源开关（11）；芯片温度传感器（16）通过自动控制器（13）去控制气管电磁阀（15）的打开、微量开放或关闭，来控制储高压冷气箱（2）中的高压冷气对GPU芯片和散热器（3）的输出量和输出时间，实现间隙方式排除的高压冷气对GPU芯片和散热器（3）散热，将GPU芯片和散热器（3）控制在设定的温度变化范围内；具体方式如下：当芯片温度传感器（16）的温度达到自动控制器（13）设置的额定高温设定值后，芯片温度传感器（16）使自动控制器（13）驱动气管电磁阀（15）打开，储气箱出气管（8）向GPU盒（4）内的GPU芯片和散热器（3）放出大量高压冷气，对GPU芯片和散热器（3）快速降温；当芯片温度传感器（16）的温度达到自动控制器（13）设置的额定低温设定值后，芯片温度传感器（16）使自动控制器（13）驱动气管电磁阀（15）微量开放，储气箱出气管（8）向GPU盒（4）内的GPU芯片和散热器（3）放出少量高压冷气，保持GPU芯片和散热器（3）低温或使GPU芯片和散热器（3）缓慢升温；或者当芯片温度传感器（16）的温度达到自动控制器（13）设置的额定低温设定值后，芯片温度传感器（16）使自动控制器（13）驱动气管电磁阀（15）关闭。2.根据权利要求1所述的用高压冷气间隙方式对GPU芯片等降温降噪声的方法，其特征在于：所述的高压冷气的气压为105KPa—150KPa，温度为10℃—17℃。3.根据权利要求2所述的用高压冷气间隙方式对GPU芯片等降温降噪声的方法，其特征在于：当芯片温度传感器（16）的温度达到自动控制器（13）设置的额定高温设定值后，储气箱出气管（8）放出大量高压冷却气体的压力为130KPa—150KPa，温度为10℃—17℃；当芯片温度传感器（16）的温度达到自动控制器（13）设置的额定低温设定值后，气管电磁阀（15）微量开放，储气箱出气管（8）放出少量高压冷气的压力为105KPa—130KPa，温度为10℃—17℃；或者当芯片温度传感器（16）的温度达到自动控制器（13）设置的额定低温设定值后，气管电磁阀（15）关闭，不放出高压冷气。4.根据权利要求3所述的用高压冷气间隙方式对GPU芯片等降温降噪声的方法，其特征在于：还包括一个气体均分盒（18）和多根均分盒出气管（19），用气体均分盒（18）把储气箱出气管（8）中的高压冷气体均匀地分散输入给多个GPU盒（4）或多个GPU芯片和散热器（3）；每个气体均分盒（18）接通多根均分盒出气管（19），每根均分盒出气管（19）进入一个GPU盒（4）上的进气孔（5），把高压冷气体输入GPU盒（4）内，或每根均分盒出气管（19）直接对准GPU芯片和散热器（3）吹出高压冷气体。5.根据权利要求4所述的用高压冷气间隙方式对GPU芯片等降温降噪声的方法，其特征在于：气体均分盒（18）内设有气体均分板（21），气体均分板（21）上设有大小不同的漏风孔（22），接近储气箱出气管（8）位置的漏风孔（22）面积小于远离储气箱出气管（8）的漏风孔
（22）面积，使气体均分盒（18）上连通的全部均分盒出气管（19）分别都能获得相同气压和流量的冷却气体。6.根据权利要求4所述的用高压冷气间...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓丹，廖礼毅，
申请(专利权)人：四川弘智远大科技有限公司，
类型：发明
国别省市：