[发明专利]芯片嵌入式液冷热沉与热源的评估与优化方法及系统

权利要求书

1.一种芯片嵌入式液冷热沉与热源的适配性评估与优化方法，其特征在于，所述芯片嵌入式液冷热沉与热源的适配性评估与优化方法包括：

基于最高温度、温度均匀性与冷却剂的流动压降因素，构建定量评估热沉与热源适配度的复合性能指标函数；

根据芯片的功率分布构建功率离散度函数评估芯片功率的非均匀性；所述芯片的功率分布随着处理器运行任务的不同而发生变化；

针对建立的复合性能指标函数、功率离散度函数，在均匀热源和非均匀热源两种条件下进行仿真计算，选择最高温度差值给定的权重进行有效评估；并采用多目标优化算法得到四种嵌入式热沉的最高温度、温度均匀性因子和压降的最优解集，基于最优解集，针对不同工程应用需求，设计对应复合性能指标函数优化的热沉结构和入口雷诺数；

所述复合性能指标函数包括：

Φ＝1-λ₁(0.5x_T-0.5x_f)-λ₂x_P，

式中，x_T、x_f和x_P分别为归一化后的芯片最高温度、温度均匀性因子和进出口压降，λ₁和λ₂为加权因子；最高温度T_max/K代表芯片工作的阈值温度；温度均匀性f_T/K为描述芯片上温度分布的均匀性，进出口压降Δp。

2.如权利要求1所述的芯片嵌入式液冷热沉与热源的适配性评估与优化方法，其特征在于，在构建的复合性能指标函数中，复合性能指标函数的权重因子取决于不同强弱的热载荷对冷却能力需求和冷却代价要求的不同差异。

3.如权利要求1所述的芯片嵌入式液冷热沉与热源的适配性评估与优化方法，其特征在于，在芯片的实际工作中，所述最高温度T_max/K代表芯片工作的阈值温度；

所述温度均匀性f_T/K为描述芯片上温度分布的均匀性，平均温度为其中温度均匀性及平均温度的实际计算域为芯片热的上表面，温度均匀性f_T/K值越小，表明温度分布越均匀；

所述冷却剂的流动压降包括进出口压降，进出口压降Δp是流动过程中由于能量损失而引起的压强降低，定义式为：

Δp＝p_in-p_out；

式中p_in和p_out分别为冷却剂进出口截面的平均压强。

4.如权利要求1所述的芯片嵌入式液冷热沉与热源的适配性评估与优化方法，其特征在于，所述功率离散度函数为：

式中，P_i为i区域的平均功率密度，为芯片的平均功率密度，S_i为i区域的面积，S₀为芯片的总面积；当Θ为0时，热源为均匀热源。