水冷式热管散热器在服务器中的应用研究.pdf

第5期
机槭设计与制造
2015年5月
Machinery Design Manufacture
水冷式热管散热器在服务器中的应用研究
王玉珏,杜雪涛
(华南理工大学杌械与汽车工程学院,广东广州510640)
摘要:为了满足数据中心服务器的散热需求,设计了一种水冷式热管散热器对服务器的CPU进行散热,并搭建服务器
测试平台对此散热器的性能进行测试。在不同的CPU负载率η环境温度T。、进水温度情况下,对安装了水冷式热管
散热器的服务器进行实验研究,得出服务器CPU的温度变化规律。实验结果表明:水冷式热管散热器相对于传统的风冷
散热器具有更高的散热效率,散热器的热阻仅为0.0704C/W。影响水冷式热管散热器散热效果的最主要参数为进水温
度,而环境温度对CPU的温度影响相对較小。因此,通过提高环境温度的方法,可以减少数据中心空调设备的热负荷,以
达到节能的目的。
关键词:数据中心;服务器;热管;水冷;散热;
中图分类号:TH16;TK17文献标识码:A文章编号:1001-3997(2015)05-0039-04
Water Cooling Heat Pipe Radiator Application Research on the Server
WANG Yu-jue, DU Xue-tao
( School of Mechanical and Automotive Engineering, South China University of Technology, Guangdong Guangzhou 510640
China)
Abstract: In order to meet the cooling needs of the data center serers, designed a water-cooling heat pipe radiator for
cooling the seme, and set wp test plaform or testing the perormance of the radiator. In different cases of CPU Load ratio
ambient temperature Ta, water temperature T, obtained temperature trend of the server CPU. The results show that
compared to traditional cooling rador, it s ee eat ansfer c e c he radiator the md resistance was only
about 0.0704/W and the most important paramer that affect the cooling effect is water temperature, and theinfluence of
ambient temperature on the CPU is relatively small. Therefore, in order to achieve energy swing, it can reduce data center air
conditioning equipment heat Load by increasing the ambient temperature
Key Words: Data Center; Servers; Heat Pipe; Water Cooling; Heat Dissipation
设备占数据中心总能耗的(40-60)
随着计算机技术的不断发展,当前数据中心服务器的计算
为了满足服务器的散热需求和减少能源消耗,国内外专家
能力也不断增强,数据中心的服务器不断地向高密度,高集成化学者都提出了各自优化的方案。其中,采用水冷技术和热管技术
的方向发展。根据摩尔定律,集成电路上可容纳的品体管数日,约是当前研究的一种有效可行的方法。文献设计了一套以陶为
每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍同时,随着集成吸液芯、纯水为工作液的环路热管散热器,这套环路热管应用在
电路的集成化程度越来越高,服务器内部芯片已经出现发热量过
一个1U服务器内,带走100W的CPU热量。文献时大型计算机
大以及热流密度过高的现象,当前CPU芯片的热流密度已经高 Aquasar E的水冷系统的能源效率进行了研究,研究显示此系统相
达(10~105)WIm2的数量级叫。
对于传统风冷系统的计算机能够节约40%的能源消耗。文献设
然而,当前数据中心服务器的散热技术与能耗控制技术的计了一种采用铜-水环路热管的冷却装置,对超级计算机进行冷
发展并没有跟上集成电路技术的发展速度,当前的数据中心中的却,并验证了环路热管的传热性能。文献提出来了一种基于环路
服务器散热一般都是采用机房空调进行风冷散热方法,随着机架热管的低噪音的PC冷却系统,此冷却系统能够散发高达180W
热负荷的上升,许多数据中心已经基本达到其热负荷极限。同时,·的热量,并且使得系统的总热阻R≤0.29℃W。
为满足散热需求,需要耗费大量能源在空调设备上,据统计,空调
以上服务器散热方案从热管技术与水冷技术上做出了研究
来稿日期:2014-10-14
基金项目:广东省自然科学基金项目(S2011010002225)
作者简介:王玉珏,(1989~),男,广东东莞人,硕士,主要研究方向:微热管及其关键制造技术
李勇,(1974),男,河南信阳人,博士,教授,主要研究方向:微成形及面向节能与新能源的设计与制造技术