CN101960408B - 数据中心的可变流量计算机冷却系统及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
此处披露了具有多个液体冷却的计算机系统的数据中心。每个计算机系统都包括处理器，所述处理器与允许直接对所述处理器进行液体冷却的冷却板耦合。所述冷却板还被布置为将适合的冷却液流提供给所述处理器的不同部分，从而使温度较高的区域接收更大流速的冷却液。以可变的方式调整冷却液流以反映不同的活动级别。通过最大化离开所述计算机系统的冷却液的温度，所述系统可以利用周围空气的自由冷却温度并不再需要冷却器。还提供了与区域供热系统耦合的数据中心并且从计算机系统抽取的热量用于抵消碳排放并降低数据中心的总体拥有成本。
Description
技术领域
本发明涉及具有液体冷却的计算机的数据中心，具体地说，涉及具有在保持所需处理器芯片温度的情况下使冷却液输出温度达到最高的冷却系统的数据中心。
背景技术
数据中心是容纳大量计算机系统的设施。这些计算机系统被布置为向用户提供计算机处理服务。通常，计算机系统安放于将单独计算机电连接到用户和其他计算机的机架中。标准大小的机架可容纳近40到80个计算机系统。所述计算机系统可以包括多个组件，其中包括一个或多个处理器、微控制器、半导体、存储设备等。每个数据中心可以有许多具有计算机系统的机架同时运行。
在运行期间，计算机系统产生大量热能。通常，每个计算机系统可以产生大约200W到250W的热量。一般而言，诸如基于CMOS的半导体之类的半导体当以较低的温度运行时，其速度更快、功耗更低。因此，出于可靠性和性能原因，数据中心包括大量冷却系统以消散由计算机系统产生的热量。此外，机架通常位于专门设计的通过空气冷却和调节来保持适当环境条件的房间内。通过在计算机系统上移动冷却和调节后的空气来实现计算机系统的冷却。然后将空气从房间排出并重新调节其温度以供以后使用。数据中心的冷却系统可以包括多个组件。这些组件包括一个或多个冷却器、加湿器、空调压缩机、冷凝器、风扇和泵。
数据中心被认为是最具成本效益的计算配置，因为多个用户共享的数据中心内的计算机中心具有非常高的利用率(约为25％)。该利用率远高于利用率通常为1-3％的分布式个人计算机和服务器。但是，典型数据中心的电效率仅为30％，因为运行所需的辅助设备消耗了数据中心使用的电力的其余70％。由于数据中心内使用的计算机系统继续以更快的速度运行，因此所产生的相应热能也更高。因此，数据中心运行所需的冷却系统和功率调节将继续消耗数据中心使用的电力的更多部分。
数据中心内使用的冷却系统被进行大小调节以便在最大或最坏的状况下运行。通常，数据中心在最大运行条件下运行的时间少于10％。因此，冷却系统在大部分时间内未被充分使用，但是仍消耗大量电力。由于计算机系统组件(如处理器)与空气之间的热阻，使得冷却系统的大小进一步复杂化。为了提供足够的性能，冷却系统需要对空气进行冷却以便在计算机处理器和冷却空气之间提供60℃的温度梯度。因此，如果数据中心希望计算机处理器在75℃-85℃之间运行，则冷却系统需要提供最高25℃的空气。由于数据中心内空气分布的低效率，因此空调系统的工作点通常需要非常低。
由于现有数据中心冷却系统非常复杂，因此，数据中心的电力需求也十分巨大。最近的研究估计小型数据中心每年浪费的能量相当于近3250MWh的化石燃料以及630吨二氧化碳。根据为了帮助降低温室气体排放而签订的条约，有些国家已经引入了税收机制来对一氧化碳排放者收费。这些税费可能高达$85/吨二氧化碳。因此，排放税对数据中心的财务生存能力具有巨大的影响。
尽管现有的数据中心冷却系统足以满足它们的预期目标，但是希望具有其辅助设备所需的电力更少，并且其碳排放更少甚至为零的数据中心。
发明内容
提供了一种具有多个计算机系统的数据中心。每个计算机系统具有至少一个处理器、多个电子组件和电力电子设备。液冷回路通过流体耦合到与所述多个计算机系统关联的所述处理器中的每个处理器。所述液冷回路包含冷却液。第一多个冷却液控制设备耦合到所述液冷回路，其中所述第一多个冷却液控制设备中的每个冷却液控制设备与到所述处理器的冷却液流关联并被布置为控制所述冷却液流。此外，换热器耦合到所述液冷回路。
还提供了一种具有包含第一侧和第二侧的处理器的计算机系统。一组电子组件电耦合到所述处理器。电力变换器(power converter)电耦合到所述处理器和一组电子组件以便为它们提供电力。液冷回路在热力上耦合到所述处理器、所述一组电子组件和所述电力变换器。冷却板在热力上耦合到所述处理器并通过流体耦合到所述液冷回路。所述冷却板包括具有第一直径的第一多个喷嘴和具有第二直径的第二多个喷嘴。所述第一多个喷嘴和所述第二多个喷嘴直接通过流体将所述处理器的第一侧耦合到所述液冷回路。
还提供了一种运行计算机冷却系统的方法。所述方法包括确定处理器的功率图的步骤，其中所述功率图包括处于第一热通量的第一部分和处于第二热通量的第二部分。冷却液以第一流速和第三温度流向所述第一部分。冷却液还以第二流速和所述第三温度流向所述第二部分。然后通过所述处理器将所述冷却液加热为第四温度。冷却液然后以所述第四温度流向存储器组件。然后通过所述存储器组件将所述冷却液加热为第五温度。接着冷却液以所述第五温度流向电力变换器和其他电子组件。最后通过所述电力变换器和其他电子组件将所述冷却液加热为第六温度。
附图说明
图1是示例性实施例数据中心的示意图；
图2A-2B是图1的数据中心内使用的液体冷却处理器的侧平面图；
图3是与图2的处理器一起使用的冷却板的透视图；
图4是图2的处理器的功率图的图示；
图5是与图2的处理器一起使用的示例性实施例冷却板的仰视平面图；
图6是图2的液体冷却处理器的一个实施例的示意图；
图7是跨图2的处理器的冷却液流的一个实施例的示意图；
图8是跨图2的处理器的冷却液流的备选实施例的示意图；
图9是使用传导性集热器的计算机系统冷却系统的侧平面图；
图10是使用配合性(compliant)集热器的备选实施例计算机冷却系统的侧平面图；
图11是具有液体冷却传导性收集器的另一备选实施例计算机冷却系统的侧平面图；
图12是示出相对冷却成本与冷却液温度的图；以及
图13是与区域供热系统耦合以最小化总体碳排放的数据中心的示意图。
具体实施方式
在描述本发明的上下文中(尤其是在下面的权利要求的上下文中)使用术语“一”、“一个”和“该”以及类似的引用应被认为是既表示单数，也表示复数，除非此处另有所指或上下文中明确否认。与数量结合使用的修饰语“大约”包括所声称的值并且具有上下文中所指的意义(例如，它包括与特定量的测量关联的误差度)。此处披露的所有范围都包括端点，并且端点可以独立地相互组合。
现在参考图1，其中示出了数据中心20的示例性图示。数据中心20包括多个被布置为提供计算机处理服务的计算机系统22。每个计算机系统包括一个或多个处理器24和关联的电子组件26(例如通常在计算机数据中心系统中使用的随机存取存储器或只读存储器)。每个计算机系统22还包括电力电子模块28，模块28提供诸如调节输入电力以提供计算机系统22所需的电气特性的直流-直流电力变换器之类的组件。
应该理解，尽管图1中仅示出了四个计算机系统22，但是数据中心20可以包含任意数量的计算机系统22，例如，最多可以包含100个机架，每个机架容纳40个计算机系统22。此外，尽管此处的描述提及单个处理器，但是计算机系统22可以包括多个处理器。计算机系统22还可以包含多芯片模块(“MCM”)。MCM是包括多个集成电路的电子封装，所述多个集成电路的封装方式允许系统作为单个集成电路运行。
如下面将更详细描述的，每个计算机系统22都耦合到液体冷却系统30。冷却系统30将诸如水、乙二醇或水与乙二醇的混合物之类的冷却液输送到每个计算机系统22。在一个实施例中，冷却系统30进入计算机系统22并首先冷却处理器24组件。冷却处理器24之后，将冷却存储器芯片26。最后冷却包括直流-直流变换器28的其他电子组件。在该实施例中，首先冷却具有最低热变化容忍度的组件(例如，处理器芯片)，最后冷却具有最高热变化容忍度的组件(例如，电力变换器)。这样，可以调节冷却系统300的大小以使来自每个计算机系统22的冷却液的输出温度达到最高。这提供了增加冷却系统30效率的优势并提供了进一步利用所产生的热能的机会。为了确保冷却液温度达到最高，在每个计算机系统的入口处使用可控阀门(126)，可控阀门(126)在计算机系统关闭时闭合，在计算机系统全速运行时完全打开。
所述冷却回路还包括换热器32，换热器32提供了用于移除冷却液吸收的热能的手段。如下面更详细描述的，液体冷却系统30的使用允许冷却液和处理器24之间的更小的热梯度。此热梯度的减小使得无需提供辅助冷却并允许使用周围空气移除热能。应该理解，尽管换热器32被示为单个组件，但是它可以包含多个设备，包括但不限于屋顶冷却器、被动式散热器、冷却塔或管壳式换热器。
图2A和图2B示出了示例性实施例液体冷却处理器24。在该实施例中，处理器芯片34具有第一面40和第二面42。第一面40与冷却板36接合并向冷却板36传递热量。冷却板36在图2A和图2B中示为直接处理器芯片背面冷却板。本领域的技术人员了解，可以如图2A所示将导热界面52置于处理器芯片34和处理器芯片盖47之间。备选地，可按照图2B所示使用两个导热界面49、51。在图2B的实施例中，第一导热界面49布置在冷却板36和处理器芯片盖47之间。第二导热界面51布置在处理器芯片34和处理器芯片盖47之间。处理器芯片34的第二侧或活动侧42通过多个焊球44与封装基板38在横向上具有间隔。垫片46置于处理器芯片34旁边且位于冷却板36和封装基板38之间。还可以使用如图2A和图2B中所示的类似冷却板布置对存储器芯片26和电力电子组件28进行冷却。
冷却板36包括通过流体耦合以接收来自液体冷却系统30的冷却液的进口48。冷却液进入冷却板36并通过内部部分50进行分流。内部部分50允许冷却液流动并冷却处理器芯片34的第一侧40。如图3所示，冷却板36可包括多个可选地位于冷却板36顶面上的入口48。内部部分50还可以可选地包括翅片或分流器部分以帮助转移热能和平均分配冷却液。
现在参考图2-6，将描述处理器芯片34的液体冷却。处理器芯片34在运行期间产生需要被散发的热量。希望使处理器芯片34的温度保持在约65℃到85℃之间。由于热循环可能损坏半导体及其关联的电连接，所以还希望使芯片保持接近恒温。如下所述，由于处理器芯片34和冷却液之间的低热阻，冷却液对处理器芯片34的直接可变流量冲击将芯片上不同位置之间的热梯度减小到低于3℃的水平。因为芯片和冷却液之间的热梯度很小，所以即使当关闭计算机系统22时，冷却系统30也可以使计算机系统22保持为接近恒温。此外，通过保持较低的热梯度，最大程度上减少了处理器和其他电子组件的热循环，从而提高了可靠性。
处理器芯片34的特性妨碍了将处理器芯片34的温度保持恒定和均匀的努力。在运行期间，处理器芯片34形成了局部热点54。处理器芯片的功率图示出了均匀移除热量时图4中示出的示例性负荷的温度分布图(profile)。所示的梯度线表示温度的地形曲线。这些局部热点54使得处理器芯片34的运行进一步复杂化，因为处理器芯片34包括根据温度以不同的速度运行的晶体管(未示出)。由于具有以不同的速度运行的晶体管，因此处理器芯片34通常必须执行同步步骤才能正确地执行操作。
在所述示例性实施例中，冷却板36包括多个冷却液喷嘴52。这些喷嘴将冷却液从内部部分导向处理器芯片第一侧40，然后使冷却液返回内部部分50。为了进一步增加冷却系统30的效率并最小化跨处理器芯片34的温差，喷嘴52包括具有第一直径的第一多个喷嘴54和具有第二直径的第二多个喷嘴56。第二多个喷嘴56的直径大于第一多个喷嘴54的直径以提高冷却液的流速。在示例性实施例中，喷嘴52、56间隔0.1mm-0.5mm。一般而言，随着处理器芯片34的厚度减小，喷嘴间的距离也必须缩短。
如图5所示，第二多个喷嘴56布置在冷却板36上且接近处理器芯片34上的局部热点54。冷却板36充当冷却液控制设备并通过将第二多个喷嘴56布置在热点54的区域内，可以消散更高级别的热通量。这样可实现更一致的结温。当使用恒定冷却液流时(例如，所有喷嘴的直径均相同)，需要1.64升/分钟的冷却液流来提供对处理器芯片34的冷却。通过使用不同的喷嘴直径以允许在热点56的位置处增加流量，冷却液流降为0.20升/分钟便可实现相等级别的冷却。此外，由于离开喷嘴的冷却液之间的梯度更小，因此入口48和出口58之间冷却液的温度增幅从1.0℃上升到8.1℃。
图6示出了备选实施例喷嘴布置。在该实施例中，喷嘴被布置为具有入口喷嘴和回流喷嘴的分层歧管。冷却液通过入口60离开内部部分50，在入口60处，冷却液被分流到第二入口62、64、68。这些入口62、64、68具有不同的直径，从而导致通过相应第二入口的流速也不同。每个第二入口62、64、68进一步将冷却液流分流到喷嘴70、72、74，后者将冷却液导向处理器芯片34的第一侧40。一组回流通道78、80、82使加热后的冷却液回流到第二回流通道84、86、88，然后到达出口90，出口90使加热后的冷却液回流到内部部分50。
通过将具有最高流速V2的喷嘴74布置到热点56，来自喷嘴74的冷却液提供的热量转移Q2大于由其他喷嘴72、78冷却的较低热通量区域。应该理解，通过将流速安排为V2＞V3＞V1，相应结温是相似的，即使Q2＞Q3＞Q1也是如此。此外，由于流速差异，因此离开相应第二回流通道84、86、88的冷却液之间的温差更小，从而提高了能量效率。
图7-8进一步示出了具有不同流速的效果。这些图示意性地示出了处理器芯片34表面上的温度梯度，其中Q3＞Q2＞Q1。冷却液的相应流速级别为V3＞V2＞V1。高流速被导向具有较高预期负荷条件的静态区域。这种安排的结果是，更高的流速V3吸收更多的热能，但是，冷却液的现有温度保持与较低的流速V1接近或相同。换句话说，每个冷却液体积单位的热转移在处理器芯片34的表面上保持相同。
图8示出了使用有源或无源比例阀92、94、96的不同实施例。使用比例阀可以动态地更改流向处理器芯片34的冷却液流速。因此，随着负荷条件变化以及处理器芯片34的不同区域变得活动，可相应地更改冷却液的流速。可以通过多种方式更改流速，例如，冷却系统中的控制器可以包括一组指示预期运行条件下温度梯度和局部热点的功率图。当控制器检测到处理器芯片34的运行变化时，控制器使用与新的负荷条件关联的功率图。在示例性实施例中，所述控制器包括至少100个提供处理器芯片34的温度分布数据以及所需冷却液流速的功率图。在备选实施例中，所述控制器包括两个功率图，一个用于峰值负荷性能，一个用于非峰值性能。
通过为处理器芯片34提供可变冷却液流速，将需要较低的冷却液流速。这为计算机系统22和数据中心20的运行提供了益处。较低的流速节约了泵功率、保存了能量并允许更均匀的芯片温度。应该理解，更均匀的芯片温度减少了处理器芯片的热循环，同时还使得处理器芯片34的晶体管之间的速度差最小化。在示例性实施例中，处理器芯片34温度保持在恒定温度的+/-3℃处。这提供了进一步的益处，即降低了电源电压和减少了具有指数温度相关性的漏电电流。
除了处理器24之外，还需要冷却计算机系统22内的其他组件以散除所产生的热量。这些组件之一包括支持处理器24运行的一组辅助电子组件26。一般而言，在具有较低热通量的同时，辅助电子组件26的结温限制高于处理器24的结温限制。例如，处于85℃的处理器具有达到30W/cm2的本地热通量，而直流-直流变换器在20W/cm2时最高温度为115℃。利用这些热特性，可以将冷却系统30布置为顺序地移除热能以使计算机系统22的冷却液输出温度达到最高。
图9示出了计算机系统22内的热冷却回路92的一个实施例。在该实施例中，处理器34通过上述冷却系统30进行液体冷却。传导性收集器94耦合到与处理器芯片34相对的冷却板36。传导性收集器可以为任何适当的材料，例如具有导热性的金属。传导性收集器94具有第二部分96，第二部分96以可传递热量的方式与辅助电子组件98上的散热器耦合。传导性收集器94还具有耦合到另一辅助电子组件104上的散热器102的第三部分100。可以在冷却板36和传导性收集器94之间布置诸如热脂之类的导热界面材料106。
由于与冷却板36接合，因此传导性收集器94将热能从辅助电子组件98、104转移到冷却板36。由于传导性收集器94的效率低于处理器芯片34的液体冷却，因此到冷却板36背面的热转移将比冷却板与处理器芯片之间的热转移更加缓和。此布置允许在处理器芯片34保持恒温的情况下为辅助电子组件26提供充分冷却。应该理解，尽管图9将传导性收集器94示为耦合到两个辅助组件98、104，但是所述实施例并不限于此并且传导性收集器可以扩展为与所有需要冷却的辅助电子组件进行热传递。
图10示出了热冷却回路92的备选实施例，在此实施例中，传导性收集器94如上所述与冷却板耦合并进行热传递。通过平台方式(planermanner)将传导性收集器94配置为与其上安装处理器24和电子组件26的基板108的平面平行。从传导性收集器的底部延伸的是配合性集热器110。集热器110延伸以与每个电子组件112进行热传递。集热器110可以为任何可以顺应不同的组件表面高度并能够将热能从电子组件112导向传导性收集器94的适合材料(包括例如金属翅片、泡沫金属或弹簧)。应该理解，可以将集热器110耦合到传导性收集器94以便于维修和保养。
图11示出了热冷却回路92的另一备选实施例。在该实施例中，如上面参考图10所述布置传导性收集器94和集热器110。冷却系统30延伸经过处理器24并与集热器110接合和进行热传递。冷却液然后继续回流到传导性收集器94并通过出口114排出。通过使液体冷却系统300延伸通过集热器110，使得从电子组件到冷却液的热阻更小，从而提供较高的冷却液温度。
图1和11中示出的实施例提供了对处理器24和电子组件26的顺序冷却。如图1所示，冷却系统30然后与电力电子装置28进行热传递。这种顺序布置使得能够有效冷却计算机系统22并且还提供了具有期望排出温度的冷却液。在所述示例性实施例中，冷却液以小于处理器芯片34的结温的温度(28℃)进入计算机系统22。这样，当期望结温为80℃时，冷却液只需以57℃进入。这导致当处理器空闲时，吸收处理器24、电子组件26和电力电子装置28的热能之后的冷却液的排出温度为57℃，并且当处理器24全速运行时，吸收上述热能之后的冷却液的排出温度为65℃。为了避免较低的冷却液输出温度，在处理器关闭或被最大程度地节流时，使用阀门彻底减少冷却液流。由于平均环境温度(也称为自由冷却温度)小于30℃，因此可以使用诸如屋顶冷却器之类的冷却设备移除来自冷却液的热能，并且无需现有技术所需的冷却装置。如图12所示，自由冷却温度在北极气候的约17℃和赤道气候的约33℃之间变化。因此，几乎在任何环境中都可在没有冷却装置的情况下降低所述示例性实施例中的冷却液排出温度。炎热季节和白天的峰值温度可能高于图12中给出的平均值，但是57℃的冷却液输出温度甚至允许在55℃的异常环境温度下进行自由冷却。
自由冷却温度与来自计算机系统的冷却液的输出温度之间的此温差创造了额外利用先前被浪费的热能的机会。在现有技术数据中心冷却系统中，由于空气冷却系统的输出流体温度的品质不足以用于工艺加热或住宅供热(例如，流体温度太低)，因此并未对所产生的热量进行商业利用。通常，现有技术系统需要诸如热泵之类的辅助设备将浪费热量的温度提升到有用的温度。在现有技术中这需要额外的电能，从而降低了其效率和商业可行性。但是，在冷却液之间的温差为20℃或大于自由冷却温度的情况下，可以收集所产生的热能并进一步利用这些热能而无需额外的电能。
在城市地区，通常使用中央锅炉系统为周围地区的多个设施或住宅区供热。这种供热系统有时称为区域供热或远距离供热。热水通过隔热管道传输到购买热水的预约建筑。应该理解，从中央位置购买用于供热目的的热水具有更高的效率，而且较之分布式供热布置可以更好地利用热源。如下面所述，使用集中热源还提供了抵消碳排放的机会。
图13示出了用于收集来自数据中心20的热量以重新用于工艺加热、商业供热或住宅供热的示例性实施例系统。在该实施例中，数据中心20包括多个计算机系统22，计算机系统22包括处理器24、电子组件26和电力电子装置28。液体冷却系统116使诸如水之类的冷却液在换热器118和计算机系统22中循环，其中所述冷却液吸收热能。耦合了区域供热系统120以接收来自换热器118的热能。应该理解，区域供热系统120可以包括住宅建筑、商业建筑、工业建筑或上述建筑的组合。
冷却系统116还包括冷却液控制设备124、126、128、130。所述冷却液控制设备可以是诸如比例阀之类的能够改变通过冷却系统116的冷却液流量的阀门。在所述示例性实施例中，冷却液控制设备能够将信号传输给控制器122。所述冷却液控制设备还能够从控制器122接收信号并更改设备运行的状态，从而响应于从控制器122接收信号而例如改变冷却液的流速。冷却液控制设备124布置在换热器118和计算机系统22之间。冷却液控制设备124允许控制器122调节冷却系统116的总体流量。冷却液控制设备126、128、130被布置为控制进入各个计算机系统22的入口的冷却液流。
控制器122被电耦合以监视冷却系统116的运行和来自区域供热系统120的需求。控制器122是能够接受数据和指令、执行指令以处理数据，以及呈现结果的适合电子设备。控制器122可以包括一个或多个处理器。控制器122可以通过用户接口或者通过包括但不限于电子数据卡、语音激活装置、手动操作选择和控制装置、辐射波长和电子或电气传输之类的其他手段接受指令。因此，控制器122可以是微处理器、微计算机、小型计算机、光计算机、板式计算机、复杂指令集计算机、ASIC(专用集成电路)、精简指令集计算机、模拟计算机、数字计算机、分子计算机、量子计算机、蜂窝计算机、超导计算机、超级计算机、固态计算机、单板计算机、缓冲存储计算机、计算机网络、桌面计算机、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)或上述任何计算机的混合体。
控制器122能够将诸如温度传感器之类的传感器所提供的模拟电压或电流电平转换为指示计算机系统22所产生的热量和区域供热系统120的回流水温的数字信号。备选地，可将传感器配置为向控制器122提供数字信号，或者可在传感器和控制器122之间耦合模拟-数字(A/D)转换器以便将传感器提供的模拟信号转换为数字信号以供控制器122处理。控制器122使用数字信号作为控制冷却系统116的各种工艺的输入。数字信号表示一个或多个冷却系统116数据，包括但不限于通过冷却液控制设备124、126、128、130设备的流速等。
控制器122通过数据传输介质134在运行上与数据中心20的一个或多个组件耦合。数据传输介质134包括但不限于实芯连线、双绞线连线、同轴电缆和光缆。数据传输介质134还包括但不限于无线、射频和红外线信号传输系统。控制器122使用诸如内部集成电路(I2C)、串行外围设备接口(SPI)、系统管理总线(SMbus)、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)、RS-232、ModBus之类的公知计算机通信协议或其他任何适合于此处所披露目的的通信协议通过数据传输介质134进行通信。
一般而言，控制器122接受来自诸如温度传感器之类的传感器和诸如冷却液控制设备124之类的设备的数据。控制器122还会接收可执行指令集中的特定指令以将来自传感器的数据与诸如期望冷却液排出温度之类的预定操作参数相比较。例如，控制器122提供操作冷却液控制设备124的操作信号。控制器122还接受来自区域供热系统120的例如指示用户对系统的热量需求是增长还是减少的数据。控制器122将操作参数与预定偏差(例如，冷却液温度、处理器运行状态、热量需求)相比较，并且如果超过预定偏差，则生成可用于向外部设备指示警报或消息的信号。此外，所述信号可以启动其他改变冷却系统116运行的方法，例如更改冷却液控制设备124的操作状态以补偿超出偏差范围的操作参数。
控制器122包括与随机存取存储器(RAM)器件、非易失性存储器(NVM)器件、只读存储器(ROM)器件、一个或多个输入/输出(I/O)控制器以及数据接口设备耦合的处理器。I/O控制器还可以与一个或多个从传感器接收模拟信号的模拟-数字(A/D)转换器耦合。
数据接口设备提供控制器122与诸如计算机、膝上型计算机之类的外部设备或计算机网络之间使用数据通信协议的通信，所述数据通信协议包括但不限于外部设备支持的USB(通用串行总线)或JTAG(联合测试行动小组)。ROM器件存储应用代码(例如，主功能固件，其中包括初始化参数)和处理器的引导代码。应用代码还包括用于使处理器执行任意操作控制方法的程序指令，所述操作控制方法包括启动和停止操作，更改冷却液控制设备124、126、128、130，监视诸如传感器测量之类的预定操作参数以及数据信号的生成。
NVM器件为任意形式的非易失性存储器，例如EPROM(可擦写可编程只读存储器)芯片、闪存芯片、盘驱动器等。NVM器件中存储应用代码的各种操作参数。可以从本地、使用用户接口(未示出)或通过数据接口以远程的方式将各种操作参数输入NVM器件。将理解，应用代码可以存储在NVM器件而非ROM器件中。
控制器104还包括体现在应用代码中的操作控制方法。这些方法通常以软件的形式体现在被编写为由处理器104执行的计算机指令中。所述软件可以使用任何语言进行编码，包括但不限于机器语言、汇编语言、VHDL(Verilog硬件描述语言)、VHSIC HDL(超高速集成电路硬件描述语言)、Fortran(公式翻译)、C、C++、Visual C++、Java、ALGOL(算法语言)、BASIC(初学者通用符号式指令码)、Visual BASIC、ActiveX、HTML(超文本标记语言)以及上述语言的任意组合或上述至少一种语言的派生语言。另外，操作员可以使用诸如电子表格或数据库之类的现有软件应用并将各个单元格与算法中列举的变量进行关联。此外，所述软件可与其他软件无关或依赖于其他软件(例如，采用集成软件的形式)。
在运行期间，控制器122接收正常操作所需的信号，具体而言，接收用于控制流向计算机系统22和区域供热系统120的冷却液流的信号。输入包括位于计算机系统内的温度传感器、冷却液控制设备124、126、128、130的操作状态以及来自区域供热系统120的热量需求。根据这些输入，控制器122将信号提供给冷却液控制设备124、126、128、130。在一个实施例中，运行液体冷却系统116以最大化排出计算机系统的冷却液的温度，同时保持足够低的处理器芯片34温度。在一个实施例中，处理器芯片34保持75℃的温度并且冷却液排出温度保持为55℃。在另一实施例中，控制器122操作液体冷却系统116以保持排出计算机系统的冷却液的温度至少高于环境温度20℃，但是一般不超过65℃。应该理解，对于相对较大的干式屋顶冷却器，通常需要温度梯度为5℃才能将热量从冷却液转移到空气。当温度梯度为20℃时，屋顶冷却器的尺寸可以更小。
控制器122还能够独立地操作每个冷却液控制设备124、126、128、130以适应计算机系统22的各个操作状态。这样，控制器122可以使排出每个计算机系统22的冷却液的温度达到最高。该实施例通过从计算机系统22抽取热能并使用这些热能作为住宅、商业设施或工艺加热的热源，最大程度上利用了数据中心20的有效能(exergy)。在所述示例性实施例中，数据中心通过重新利用计算机系统22所产生的热量，每年抵消360吨二氧化碳排放。通过销售热能以及抵消碳排放，可以使数据中心的运营成本或总体拥有成本降低近50％。
此处披露的某些实施例的功能可以通过软件、固件、硬件或它们的某种组合实现。作为一个实例，所披露的实施例的一个或多个方面可以包括在具有例如计算机可用介质的制品(例如，一个或多个计算机程序产品)中。所述介质中包含例如用于提供和促进本发明的能力的计算机可读程序代码装置。所述制品可包括为计算机系统的一部分，也可以单独出售。
此外，可以提供至少一个可由机器读取并且有形地体现至少一个可由所述机器执行以实现所披露的实施例的能力的指令程序的程序存储设备。
此处所示的图形只是作为实例。在不偏离本发明的精神的情况下，可以存在此处所披露的这些图形或步骤(或操作)的许多变型。例如，可以按照不同的顺序执行所述步骤，或者可以添加、删除或修改步骤。所有这些变型都被认为是所要求保护的发明的一部分。
尽管参考示例性实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，可以在不偏离本发明的范围的情况下做出各种更改以及使用等价元素替换其中的元素。此外，可以在不偏离本发明的实质范围的情况下做出许多修改以使特定的情形或材料符合本发明的教导。因此，并非旨在将本发明限于所披露的被构想为实现本发明的最佳模式的特定实施例。
Claims (17)
1.一种数据中心系统，包括：
多个计算机系统，所述多个计算机系统中的每个计算机系统都具有至少一个处理器、多个存储器组件和多个电力变换器以及其他电子组件；
液冷回路，其通过流体耦合到与所述多个计算机系统关联的所述处理器中的每个处理器，所述液冷回路包含冷却液；
第一多个冷却液控制设备，其耦合到所述液冷回路，所述第一多个冷却液控制设备中的每个冷却液控制设备都与流向和所述多个计算机系统关联的所述处理器的冷却液流关联并被布置为控制所述冷却液流；
换热器，其耦合到所述液冷回路，
其中，所述处理器具有第一侧和第二侧，所述存储器组件电耦合到所述处理器，
所述计算机系统还包括冷却板，其在热力上耦合到所述处理器并通过流体耦合到所述液冷回路，所述冷却板包括具有第一直径的第一多个喷嘴和具有第二直径的第二多个喷嘴，其中所述第一多个喷嘴和所述第二多个喷嘴直接通过流体将所述处理器的第一侧耦合到所述液冷回路，
所述计算机系统还包括：传导性收集器，所述传导性收集器具有在热力上耦合到与所述处理器相对的所述冷却板的第一部分和被布置为邻近一组所述存储器组件的第二部分。
2.如权利要求1中所述的数据中心系统，还包括：耦合到所述换热器的区域供热系统。
3.如权利要求1中所述的数据中心系统，其中所述冷却液以第一温度进入所述计算机系统并以第二温度离开所述计算机系统，其中所述第二温度比环境空气温度高5℃或5℃以上。
4.如权利要求3中所述的数据中心系统，其中与所述多个计算机系统关联的所述处理器中的每个处理器以第三温度运行，并且其中所述处理器上的最热点和最冷点之间的温度梯度小于或等于3℃。
5.如权利要求4中所述的数据中心系统，其中与所述多个计算机系统关联的所述处理器中的每个处理器都至少包括以第四温度运行的第一部分和以第五温度运行的第二部分，其中所述第一多个冷却液控制设备通过流体耦合到所述处理器以便将所述冷却液以第一流速提供给第一处理器部分，以及将所述冷却液以第二流速提供给第二处理器部分。
6.如权利要求5中所述的数据中心系统，还包括：耦合到所述液冷回路的第二多个冷却液控制设备，所述第二多个冷却液控制设备中的每个冷却液控制设备被布置为控制到所述多个计算机系统之一的冷却液流。
7.如权利要求6中所述的数据中心系统，其中所述多个计算机系统中的每个计算机系统包括在热力上耦合到所述液冷回路的热冷却回路，其中所述热冷却回路被布置为从所述处理器、所述存储器组件和所述其他电子组件顺序地移除热能。
8.如权利要求5中所述的数据中心系统，其中所述第一多个冷却液控制设备中的每个冷却液控制设备被布置为提供所述第一流速和所述第二流速以维持所述第四温度和所述第五温度之间的温差小于或等于3℃。
9.如权利要求1中所述的数据中心系统，还包括：电耦合到所述多个计算机系统和所述第一多个冷却液控制设备的控制器，其中所述控制器响应于可执行计算机指令而更改到所述计算机系统之一的流速，以响应来自所述计算机系统的指示与所述计算机系统关联的所述处理器中的温度变化的信号。
10.如权利要求1中所述的数据中心系统，还包括：电耦合到所述多个计算机系统和所述第一多个冷却液控制设备的控制器，其中所述控制器响应于可执行计算机指令而更改到所述计算机系统之一的流速，以响应来自所述计算机系统的所述冷却液的温度变化。
11.如权利要求2中所述的数据中心系统，还包括：电耦合到所述多个计算机系统和所述第一多个冷却液控制设备的控制器，其中所述控制器响应于可执行计算机指令而更改到所述计算机系统之一的流速，以响应来自所述区域供热系统的信号。
12.一种计算机系统，包括：
处理器，其具有第一侧和第二侧；
一组存储器组件，其电耦合到所述处理器；
电力电子模块，其电耦合到所述处理器和所述一组存储器组件并将电力提供给所述处理器和所述一组存储器组件；
液冷回路，其在热力上耦合到所述处理器、所述一组存储器组件和所述电力电子模块及其他电子组件；以及
冷却板，其在热力上耦合到所述处理器并通过流体耦合到所述液冷回路，所述冷却板包括具有第一直径的第一多个喷嘴和具有第二直径的第二多个喷嘴，其中所述第一多个喷嘴和所述第二多个喷嘴直接通过流体将所述处理器的第一侧耦合到所述液冷回路，其中，
所述计算机系统还包括：传导性收集器，所述传导性收集器具有在热力上耦合到与所述处理器相对的所述冷却板的第一部分和被布置为邻近所述一组存储器组件的第二部分。
13.如权利要求12中所述的计算机系统，其中所述处理器包括以第一功率密度运行的第一部分和以第二功率密度运行的第二部分。
14.如权利要求13中所述的计算机系统，其中所述第一多个喷嘴被布置为邻近所述第一部分并且所述第二多个喷嘴被布置为邻近所述第二部分。
15.如权利要求14中所述的计算机系统，还包括：在所述传导性收集器和所述电力电子模块及其他电子组件之间耦合的集热器。
16.如权利要求15中所述的计算机系统，其中从包括配合性金属翅片、泡沫金属或弹簧的组中选择所述集热器。
17.如权利要求14中所述的计算机系统，其中所述传导性收集器通过流体耦合到在所述处理器下游的所述液冷回路。
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Families Citing this family (85)
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| US20080104985A1 (en) * | 2006-11-03 | 2008-05-08 | American Power Conversion Corporation | Constant temperature CRAC control algorithm |
| US9003211B2 (en) * | 2007-03-20 | 2015-04-07 | Power Assure, Inc. | Method and apparatus for holistic power management to dynamically and automatically turn servers, network equipment and facility components on and off inside and across multiple data centers based on a variety of parameters without violating existing service levels |
| US7808780B2 (en) * | 2008-02-28 | 2010-10-05 | International Business Machines Corporation | Variable flow computer cooling system for a data center and method of operation |
| US7970561B2 (en) | 2008-04-14 | 2011-06-28 | Power Assure, Inc. | Method to calculate energy efficiency of information technology equipment |
| US7808781B2 (en) * | 2008-05-13 | 2010-10-05 | International Business Machines Corporation | Apparatus and methods for high-performance liquid cooling of multiple chips with disparate cooling requirements |
| US8944151B2 (en) * | 2008-05-28 | 2015-02-03 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for chip cooling |
| US8382565B2 (en) * | 2008-06-09 | 2013-02-26 | International Business Machines Corporation | System and method to redirect and/or reduce airflow using actuators |
| DE102008030308A1 (de) * | 2008-06-30 | 2009-12-31 | Lindenstruth, Volker, Prof. | Gebäude für ein Rechenzentrum mit Einrichtungen zur effizienten Kühlung |
| US8020390B2 (en) * | 2009-06-06 | 2011-09-20 | International Business Machines Corporation | Cooling infrastructure leveraging a combination of free and solar cooling |
| US8111516B2 (en) * | 2009-07-14 | 2012-02-07 | International Business Machines Corporation | Housing used as heat collector |
| JP2011023587A (ja) * | 2009-07-16 | 2011-02-03 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 半導体装置 |
| US8522569B2 (en) * | 2009-10-27 | 2013-09-03 | Industrial Idea Partners, Inc. | Utilization of data center waste heat for heat driven engine |
| FR2954971B1 (fr) | 2010-01-06 | 2012-02-10 | Paul Benoit | Radiateur electrique utilisant des processeurs de calcul comme source chaude. |
| US20110240281A1 (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | Industrial Idea Partners, Inc. | Liquid-Based Cooling System For Data Centers Having Proportional Flow Control Device |
| US20120012299A1 (en) * | 2010-07-16 | 2012-01-19 | Industrial Idea Partners, Inc. | Proportional Micro-Valve With Thermal Feedback |
| US8077460B1 (en) | 2010-07-19 | 2011-12-13 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Heat exchanger fluid distribution manifolds and power electronics modules incorporating the same |
| US20120061059A1 (en) * | 2010-09-09 | 2012-03-15 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Cooling mechanism for stacked die package and method of manufacturing the same |
| US9343436B2 (en) | 2010-09-09 | 2016-05-17 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Stacked package and method of manufacturing the same |
| US8199505B2 (en) | 2010-09-13 | 2012-06-12 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing Norh America, Inc. | Jet impingement heat exchanger apparatuses and power electronics modules |
| US8659896B2 (en) | 2010-09-13 | 2014-02-25 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Cooling apparatuses and power electronics modules |
| US8427832B2 (en) | 2011-01-05 | 2013-04-23 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Cold plate assemblies and power electronics modules |
| DE102011000444B4 (de) * | 2011-02-01 | 2014-12-18 | AoTerra GmbH | Heizsystem, Rechner, Verfahren zum Betreiben eines Heizsystems, Rechenlastverteilungs-Rechner und Verfahren zum Betreiben eines Rechenlastverteilungs-Rechners |
| US8391008B2 (en) | 2011-02-17 | 2013-03-05 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Power electronics modules and power electronics module assemblies |
| US8482919B2 (en) | 2011-04-11 | 2013-07-09 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Power electronics card assemblies, power electronics modules, and power electronics devices |
| US9151543B2 (en) | 2011-07-15 | 2015-10-06 | International Business Machines Corporation | Data center coolant switch |
| KR101942609B1 (ko) * | 2011-09-22 | 2019-01-25 | 인제팀 파워 테크놀로지, 에스.에이. | 병렬 유닛 및 내고장성을 갖는 전력 변환 시스템 |
| CN103930847A (zh) * | 2011-10-26 | 2014-07-16 | 惠普发展公司，有限责任合伙企业 | 用于冷却数据中心中的电子元件的装置 |
| DE102011117223B3 (de) * | 2011-10-28 | 2013-04-25 | Fujitsu Technology Solutions Intellectual Property Gmbh | Luftleithaube zur Strömungsführung von Luft in einem elektronischen Gerät und elektronisches Gerät mit einer solchen Luftleithaube |
| US8760863B2 (en) | 2011-10-31 | 2014-06-24 | International Business Machines Corporation | Multi-rack assembly with shared cooling apparatus |
| US8817474B2 (en) | 2011-10-31 | 2014-08-26 | International Business Machines Corporation | Multi-rack assembly with shared cooling unit |
| US10123464B2 (en) | 2012-02-09 | 2018-11-06 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Heat dissipating system |
| CH706146A2 (de) * | 2012-02-29 | 2013-08-30 | Oblamatik Ag | Verfahren und System zum Temperieren von Bauteilen. |
| CN104094682B (zh) | 2012-03-12 | 2017-01-18 | 慧与发展有限责任合伙企业 | 一种用于电子器件机架的液体冷却系统及液体冷却方法 |
| EP2663172A1 (en) | 2012-05-11 | 2013-11-13 | eCube Computing GmbH | Method for operating a data centre with efficient cooling means |
| US20130306293A1 (en) * | 2012-05-21 | 2013-11-21 | Hamilton Sundstrand Space Systems International | Extruded matching set radiators |
| US20130308273A1 (en) * | 2012-05-21 | 2013-11-21 | Hamilton Sundstrand Space Systems International | Laser sintered matching set radiators |
| US9107327B2 (en) | 2012-07-18 | 2015-08-11 | International Business Machines Corporation | Data center cooling method |
| CN104685984A (zh) | 2012-09-28 | 2015-06-03 | 惠普发展公司，有限责任合伙企业 | 冷却组件 |
| CN104756618B (zh) | 2012-10-31 | 2017-07-21 | 慧与发展有限责任合伙企业 | 模块式机架系统 |
| US9148982B2 (en) | 2012-11-08 | 2015-09-29 | International Business Machines Corporation | Separate control of coolant flow through coolant circuits |
| US9291281B2 (en) | 2012-12-06 | 2016-03-22 | International Business Machines Corporation | Thermostat-controlled coolant flow within a heat sink |
| GB2508920A (en) * | 2012-12-17 | 2014-06-18 | Ibm | Cooling of a memory device |
| US8643173B1 (en) | 2013-01-04 | 2014-02-04 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Cooling apparatuses and power electronics modules with single-phase and two-phase surface enhancement features |
| US9477275B2 (en) * | 2013-01-18 | 2016-10-25 | Intel Corporation | Thermal management solution for circuit products |
| WO2014120182A1 (en) | 2013-01-31 | 2014-08-07 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Liquid cooling |
| US9476657B1 (en) | 2013-03-13 | 2016-10-25 | Google Inc. | Controlling data center cooling systems |
| EP2967004B1 (en) | 2013-03-15 | 2022-04-27 | Deepwater Desal LLC | Co-location of a heat source cooling subsystem and aquaculture |
| US10408712B2 (en) | 2013-03-15 | 2019-09-10 | Vertiv Corporation | System and method for energy analysis and predictive modeling of components of a cooling system |
| JP2014183072A (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Fujitsu Ltd | 電子機器及び受熱器 |
| US9773718B2 (en) * | 2013-08-07 | 2017-09-26 | Oracle International Corporation | Winged heat sink |
| US9131631B2 (en) | 2013-08-08 | 2015-09-08 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Jet impingement cooling apparatuses having enhanced heat transfer assemblies |
| JP5880519B2 (ja) * | 2013-10-21 | 2016-03-09 | トヨタ自動車株式会社 | 車載電子装置 |
| US9310859B2 (en) | 2013-11-12 | 2016-04-12 | International Business Machines Corporation | Liquid cooling of multiple components on a circuit board |
| US9414526B2 (en) * | 2013-11-18 | 2016-08-09 | Globalfoundries Inc. | Cooling apparatus with dynamic load adjustment |
| US20150170989A1 (en) * | 2013-12-16 | 2015-06-18 | Hemanth K. Dhavaleswarapu | Three-dimensional (3d) integrated heat spreader for multichip packages |
| TWI509599B (zh) * | 2013-12-17 | 2015-11-21 | Inventec Corp | 硬碟承載模組 |
| US9665138B2 (en) * | 2014-04-07 | 2017-05-30 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Micro-hole vents for device ventilation systems |
| US9653378B2 (en) * | 2014-08-04 | 2017-05-16 | National Center For Advanced Packaging Co., Ltd. | Heat dissipation solution for advanced chip packages |
| US9546575B2 (en) | 2014-11-19 | 2017-01-17 | International Business Machines Corporation | Fuel vaporization using data center waste heat |
| KR101871177B1 (ko) * | 2014-12-08 | 2018-06-27 | 존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니 | 구조적 프레임 냉각 매니폴드 |
| US20180027696A1 (en) * | 2015-03-24 | 2018-01-25 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Liquid cooling with a cooling chamber |
| FR3034947B1 (fr) * | 2015-04-13 | 2017-04-21 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de chauffage et refroidissement par circuit imprime pour regenerer des composants electroniques soumis a des radiations |
| WO2017023254A1 (en) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Heat exchangers |
| WO2017039682A1 (en) | 2015-09-04 | 2017-03-09 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Pump based issue identification |
| WO2017039683A1 (en) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Valve failure predictions |
| US10139168B2 (en) * | 2016-09-26 | 2018-11-27 | International Business Machines Corporation | Cold plate with radial expanding channels for two-phase cooling |
| US10162396B2 (en) * | 2017-04-18 | 2018-12-25 | Baidu Usa Llc | Method and system for removing heat using heat removal liquid based on workload of server components of electronic racks |
| FR3066355B1 (fr) * | 2017-05-11 | 2020-02-07 | Mersen France Sb Sas | Module de refroidissement et convertisseur de puissance comprenant un tel module de refroidissement |
| GB2567209B (en) * | 2017-10-06 | 2021-11-24 | Thermify Holdings Ltd | Heating apparatus |
| US10481651B2 (en) * | 2017-12-07 | 2019-11-19 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Integrated PCU and GPU cooling system |
| US10928867B2 (en) | 2018-02-06 | 2021-02-23 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Cooling distribution unit flow rate |
| US10485143B2 (en) * | 2018-03-10 | 2019-11-19 | Baidu Usa Llc | Cold plate assembly for server liquid cooling of electronic racks of a data center |
| US10681846B2 (en) * | 2018-04-19 | 2020-06-09 | Google Llc | Cooling electronic devices in a data center |
| US10645847B2 (en) * | 2018-04-20 | 2020-05-05 | Google Llc | Cooling electronic devices in a data center |
| US10966352B2 (en) * | 2018-09-24 | 2021-03-30 | Google Llc | Cooling electronic devices in a data center |
| US10548239B1 (en) * | 2018-10-23 | 2020-01-28 | Google Llc | Cooling electronic devices in a data center |
| US10548240B1 (en) * | 2019-01-11 | 2020-01-28 | Google Llc | Cooling electronic devices in a data center |
| CN113396310A (zh) * | 2019-01-24 | 2021-09-14 | 麦格纳国际公司 | 具有集成多层冷却的功率转换器 |
| US10755020B1 (en) * | 2019-04-03 | 2020-08-25 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Thermal arrangement of modules in server assemblies |
| US11158566B2 (en) | 2019-05-24 | 2021-10-26 | Google Llc | Integrated circuit with a ring-shaped hot spot area and multidirectional cooling |
| GB2587025B (en) * | 2019-09-13 | 2021-10-13 | Cool Data Centres Ltd | Data centre |
| WO2021159202A1 (en) * | 2020-02-16 | 2021-08-19 | Niall Davidson | Carbon negative data centers and services |
| GB2597525A (en) * | 2020-07-27 | 2022-02-02 | Nexalus Ltd | Cooling device for cooling components of a circuit board |
| US20220232739A1 (en) * | 2021-01-21 | 2022-07-21 | Nvidia Corporation | Intelligent cold plate system with active and passive features for a datacenter cooling system |
| EP4152906A1 (en) * | 2022-08-25 | 2023-03-22 | Ovh | Cooling assembly and method for cooling a plurality of heat-generating components |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004042297A2 (en) * | 2002-11-01 | 2004-05-21 | Cooligy, Inc. | Method and apparatus for efficient vertical fluid delivery for cooling a heat producing device |
| CN1658123A (zh) * | 2004-02-16 | 2005-08-24 | 株式会社日立制作所 | 液冷系统和具有该液冷系统的电子装置 |
Family Cites Families (48)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE372620B (zh) * | 1972-03-17 | 1974-12-23 | Atomenergi Ab | |
| JPH0484050A (ja) * | 1990-07-26 | 1992-03-17 | Ebara Corp | ヒートポンプを用いた加熱システム及び加熱・冷却システム |
| JPH0488517A (ja) * | 1990-08-01 | 1992-03-23 | Hitachi Ltd | 電子装置 |
| JP2934493B2 (ja) * | 1990-10-24 | 1999-08-16 | 株式会社日立製作所 | 電子機器の冷却装置 |
| EP0766308A3 (en) | 1995-09-29 | 1998-06-10 | General Electric Company | Reduced thermal cycling of water cooled power electronic devices |
| US5768103A (en) * | 1996-08-30 | 1998-06-16 | Motorola, Inc. | Circuit board apparatus and apparatus and method for spray-cooling an electronic component |
| US5953206A (en) * | 1997-10-15 | 1999-09-14 | Hewlett-Packard Company | Thermal dissipation and EMI shielding structure for notebook computers |
| US6257329B1 (en) | 1998-08-17 | 2001-07-10 | Alfiero Balzano | Thermal management system |
| US20020117291A1 (en) | 2000-05-25 | 2002-08-29 | Kioan Cheon | Computer having cooling apparatus and heat exchanging device of the cooling apparatus |
| US6313990B1 (en) * | 2000-05-25 | 2001-11-06 | Kioan Cheon | Cooling apparatus for electronic devices |
| JP3607608B2 (ja) * | 2000-12-19 | 2005-01-05 | 株式会社日立製作所 | ノート型パソコンの液冷システム |
| JP3658317B2 (ja) | 2000-12-19 | 2005-06-08 | 株式会社日立製作所 | 冷却方法および冷却システムならびに情報処理装置 |
| JP2002198675A (ja) * | 2000-12-26 | 2002-07-12 | Fujitsu Ltd | 電子機器 |
| US6657121B2 (en) * | 2001-06-27 | 2003-12-02 | Thermal Corp. | Thermal management system and method for electronics system |
| JP2003051689A (ja) * | 2001-08-06 | 2003-02-21 | Toshiba Corp | 発熱素子用冷却装置 |
| US6519154B1 (en) | 2001-08-17 | 2003-02-11 | Intel Corporation | Thermal bus design to cool a microelectronic die |
| US6626233B1 (en) * | 2002-01-03 | 2003-09-30 | Thermal Corp. | Bi-level heat sink |
| US6587346B1 (en) | 2002-01-31 | 2003-07-01 | Visteon Global Technologies, Inc. | Combination electrical power distribution and heat dissipating device |
| US7024573B2 (en) | 2002-02-05 | 2006-04-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method and apparatus for cooling heat generating components |
| US7313503B2 (en) | 2002-02-19 | 2007-12-25 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Designing layout for internet datacenter cooling |
| GB0207382D0 (en) | 2002-03-28 | 2002-05-08 | Holland Heating Uk Ltd | Computer cabinet |
| US7159414B2 (en) * | 2002-09-27 | 2007-01-09 | Isothermal Systems Research Inc. | Hotspot coldplate spray cooling system |
| US6775997B2 (en) | 2002-10-03 | 2004-08-17 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Cooling of data centers |
| US20050211418A1 (en) * | 2002-11-01 | 2005-09-29 | Cooligy, Inc. | Method and apparatus for efficient vertical fluid delivery for cooling a heat producing device |
| DE10393618T5 (de) | 2002-11-01 | 2005-11-17 | Cooligy, Inc., Mountain View | Verfahren und Vorrichtung zum Erreichen von Temperaturgleichförmigkeit und zur Kühlung von Überhitzungspunkten in einer Wärmeerzeugungsvorrichtung |
| US6970355B2 (en) * | 2002-11-20 | 2005-11-29 | International Business Machines Corporation | Frame level partial cooling boost for drawer and/or node level processors |
| US6650542B1 (en) * | 2003-01-06 | 2003-11-18 | Intel Corporation | Piezoelectric actuated jet impingement cooling |
| JP2004240279A (ja) * | 2003-02-07 | 2004-08-26 | Toshiba Corp | 情報処理装置および画像データ送信方法 |
| US6842340B2 (en) * | 2003-03-05 | 2005-01-11 | Ting-Fei Wang | CPU and electronic chipset cooler |
| US7046514B2 (en) | 2003-03-19 | 2006-05-16 | American Power Conversion Corporation | Data center cooling |
| US20050168941A1 (en) | 2003-10-22 | 2005-08-04 | Sokol John L. | System and apparatus for heat removal |
| US6952346B2 (en) * | 2004-02-24 | 2005-10-04 | Isothermal Systems Research, Inc | Etched open microchannel spray cooling |
| US7810341B2 (en) | 2004-04-22 | 2010-10-12 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Redundant upgradeable, modular data center cooling apparatus |
| US7203063B2 (en) | 2004-05-21 | 2007-04-10 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Small form factor liquid loop cooling system |
| US7347058B2 (en) | 2004-10-21 | 2008-03-25 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Vent for a data center cooling system |
| US7204298B2 (en) | 2004-11-24 | 2007-04-17 | Lucent Technologies Inc. | Techniques for microchannel cooling |
| US7072185B1 (en) * | 2004-12-21 | 2006-07-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Electronic module for system board with pass-thru holes |
| JP2006215882A (ja) | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Hitachi Ltd | ディスクアレイ装置及びその液冷装置 |
| US7355855B2 (en) * | 2005-06-14 | 2008-04-08 | International Business Machines Corporation | Compliant thermal interface structure utilizing spring elements |
| JP4544527B2 (ja) * | 2005-06-24 | 2010-09-15 | 富士通株式会社 | 電子機器用液体冷却装置 |
| US7342789B2 (en) | 2005-06-30 | 2008-03-11 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for cooling an equipment enclosure through closed-loop, liquid-assisted air cooling in combination with direct liquid cooling |
| US7298617B2 (en) * | 2005-10-25 | 2007-11-20 | International Business Machines Corporation | Cooling apparatus and method employing discrete cold plates disposed between a module enclosure and electronics components to be cooled |
| JP5137379B2 (ja) * | 2005-11-14 | 2013-02-06 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 衝突冷却器 |
| JP2007188930A (ja) * | 2006-01-11 | 2007-07-26 | Toshiba Corp | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
| CN101501599B (zh) | 2006-06-01 | 2011-12-21 | 谷歌公司 | 模块化计算环境 |
| US7866173B2 (en) * | 2008-02-28 | 2011-01-11 | International Business Machines Corporation | Variable performance server system and method of operation |
| US7808780B2 (en) * | 2008-02-28 | 2010-10-05 | International Business Machines Corporation | Variable flow computer cooling system for a data center and method of operation |
| US7808781B2 (en) * | 2008-05-13 | 2010-10-05 | International Business Machines Corporation | Apparatus and methods for high-performance liquid cooling of multiple chips with disparate cooling requirements |
-
2008
- 2008-02-28 US US12/038,894 patent/US7808780B2/en active Active
-
2009
- 2009-02-05 CN CN200980106854.5A patent/CN101960408B/zh active Active
- 2009-02-05 EP EP09715831.5A patent/EP2263135B1/en active Active
- 2009-02-05 JP JP2010548220A patent/JP5414702B2/ja active Active
- 2009-02-05 WO PCT/IB2009/050477 patent/WO2009107015A2/en active Application Filing
-
2010
- 2010-06-04 US US12/793,896 patent/US8107234B2/en active Active
- 2010-06-04 US US12/793,905 patent/US8004832B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004042297A2 (en) * | 2002-11-01 | 2004-05-21 | Cooligy, Inc. | Method and apparatus for efficient vertical fluid delivery for cooling a heat producing device |
| CN1658123A (zh) * | 2004-02-16 | 2005-08-24 | 株式会社日立制作所 | 液冷系统和具有该液冷系统的电子装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20100246117A1 (en) | 2010-09-30 |
| JP5414702B2 (ja) | 2014-02-12 |
| US20100241278A1 (en) | 2010-09-23 |
| WO2009107015A2 (en) | 2009-09-03 |
| EP2263135B1 (en) | 2015-04-01 |
| EP2263135A2 (en) | 2010-12-22 |
| WO2009107015A3 (en) | 2009-10-22 |
| JP2011514594A (ja) | 2011-05-06 |
| US7808780B2 (en) | 2010-10-05 |
| US20090218078A1 (en) | 2009-09-03 |
| US8004832B2 (en) | 2011-08-23 |
| US8107234B2 (en) | 2012-01-31 |
| CN101960408A (zh) | 2011-01-26 |
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