[发明专利]电路卡组件与附加处理单元

说明书

本发明公开一种电路卡组件与附加处理单元，该电路卡组件包含电路卡，以阴影布置设置在电路卡的第一表面上的多个元件，以及设置在每个元件上的多个风冷式散热器结构。每一个风冷式散热器结构包含多个阻抗区，阻抗区串联布置且与气流路径实质上垂直。阻抗区包含具有第一空气阻抗的第一阻抗区，和具有小于第一空气阻抗的第二空气阻抗的第二阻抗区。此外，散热器结构中的阻抗区被对准，使得散热器结构中的一个中第一阻抗区相对于气流路径，不与散热器结构中的另一个中的第一阻抗区重叠。

技术领域

本发明涉及计算系统元件的冷却，并且更具体地是关于用于计算装置中的多个元件的双向和均匀冷却的系统和方法。

背景技术

在包含计算装置的电子学领域中，典型的趋势是减小元件的尺寸，同时提供相同或改进的性能。这意味着，在大多数的情况下，装置密度会增加。然而，当装置密度增加时，功率密度也随之提高。相对地，较高的功率密度会导致散热和温度控制问题增加。在某些情况下，温度控制问题可能非常严重。例如，在具有所谓的「阴影」布置(其中元件沿着气流串联布置)的高功率芯片组的计算装置中，这样的情况可能导致过热问题。具体而言，第一上游元件(沿着气流)可以被适当地冷却，但是随后的下游元件(沿着气流)可能不会被适当地冷却。原因是因为一旦空气被第一元件加热，则空气从第二元件吸收热量的能力会被受限。

传统上，这问题已经通过使用不同的上游和下游散热器以平衡气流阻抗来解决。具体而言，使用具有低气流阻抗的上游散热器以允许更多的空气到达下游散热器。通过这种方式，到达下游散热器的空气可能具有升高的温度，但仍然具有足够的能力吸收额外的热量。此外，下游散热器可以配置更高的气流阻抗，以使空气更长久地停留并且吸收更多热量。然而，这样的配置为折衷的，导致以上游元件的冷却效率为代价，提高了下游元件的冷却效率。而且，这样的配置为单向的。因此，实现这种方案的计算装置必须与兼容的通风系统配合以确保气流在正确的方向。

发明内容

本发明的实施方式是有关于计算装置中的多个元件的双向和均匀冷却的系统和方法。

根据一实施方式，电路卡组件包含电路卡和布置在电路卡的第一表面上的元件，其中元件布置在实质上垂直于沿着电路卡的第一表面的气流路径的路径中。电路卡还包含了风冷式散热器结构，每个风冷式散热器结构设置在元件中的一个上。在电路卡组件中，每一个风冷式散热器结构包含实质上垂直于气流路径的串联布置的阻抗区。阻抗区包含具有第一空气阻抗的第一阻抗区，和具有小于第一空气阻抗的第二空气阻抗的第二阻抗区。此外，散热器结构中的阻抗区被对准，使得散热器结构中的一个中第一阻抗区沿着气流路径，不与散热器结构中的另一个中的第一阻抗区重叠。

在一实施例中，多个散热器结构中的每一个可以包含多个鳍片。此外，第一阻抗区中鳍片的一部分的间隔可以小于第二阻抗区中鳍片的一部分的间隔。

在一实施例中，多个散热器结构中的多个阻抗区可以被对齐，使得流经散热器结构中的每一个的第一阻抗区的气流在沿气流路径的第一方向上实质上相等。此外，多个散热器结构中的多个阻抗区可以被对齐，使得流经散热器结构中的每一个的第一阻抗区且沿着与第一方向相反的第二方向的另一气流，实质上等于第一方向的气流。

在一实施例中，多个散热器结构可以在垂直于气流路径的方向上具有实质上相同的宽度。此外，多个散热器结构可以沿着气流路径实质上彼此重叠。

根据另一实施方式，附加处理单元包含电路卡以及沿气流路径在电路卡表面上的第一表面上串联布置的第一处理器和第二处理器。处理单元还包含设置在第一处理器上的第一散热器结构和第二处理器上的第二散热器结构。在处理单元中，第一散热器结构和第二散热器结构包含至少第一阻抗区和第二阻抗区，且第一阻抗区和第二阻抗区布置与气流路径实质上垂直。此外，第一阻抗区具有第一空气阻抗，第二阻抗区具有小于第一空气阻抗的第二空气阻抗。另外，第一散热器结构中的第一阻抗区沿着气流路径，不与第二散热器结构中的第一阻抗区重叠。