计算模块以及包括该计算模块的计算单元的制作方法

1.本实用新型涉及一种计算设备，具体地说，是涉及一种用于虚拟数字货币处理设备等计算设备的计算模块。


背景技术：

2.计算设备是一种用于高速计算的电子设备，例如是用于运行特定演算法，与远方服务器通讯后以得到相应虚拟货币的电子设备。现有工业的进步促进了包括计算设备在内的各种待散热设备向自动化、智能化发展，计算设备性能的优化需要越来越多的计算芯片的支持。大量计算芯片的使用势必大大增加了散热量，为提高散热效率提出了沉浸散热的方式，在沉浸散热的方式下如何保证算力板的工作可靠性是现阶段需要解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种计算模块，具有密封结构，以于沉浸式液冷散热时能够避免散热液体侵入计算模块内部。本实用新型还提供一种包括上述的计算模块的计算单元。
4.为了实现上述目的，本实用新型的计算模块包括算力芯片板和散热结构，所述算力芯片板包括基板侧以及设置有多个芯片的芯片侧，所述散热结构包括第一散热结构和第二散热结构，所述第一散热结构设置于所述芯片侧，所述第二散热结构设置于所述基板侧，其还包括密封所述算力芯片板的密封结构。
5.上述的计算模块的一实施方式中，所述密封结构设置于所述第一散热结构和第二散热结构之间、所述第一散热结构和所述芯片侧之间及所述第二散热结构与所述基板侧之间。
6.上述的计算模块的一实施方式中，所述密封结构包括底边、第一侧边、第二侧边、第一顶边和第二顶边，所述底边、第一侧边、第二侧边位于第一散热结构和第二散热结构之间，所述第一顶边位于所述第一散热结构和所述芯片侧之间，所述第二顶边位于所述第二散热结构与所述基板侧之间。
7.上述的计算模块的一实施方式中，所述第一侧边、第二侧边以及底边为密封条，所述第一侧边、第二侧边以及底边为密封胶。
8.上述的计算模块的一实施方式中，所述第一顶边、第二顶边为密封胶。
9.上述的计算模块的一实施方式中，所述算力芯片板还包括电源接口和控制接口，所述电源接口和控制接口位于所述第一顶边之上。
10.上述的计算模块的一实施方式中，所述第一散热结构和所述第二散热结构通过连接件相连接，所述连接件包括弹性密封垫。
11.本实用新型的计算单元包括框架、控制模块、电源模块以及计算模块，所述电源模块电连接所述计算模块以及控制模块，所述控制模块电连接所述计算模块，其中，所述计算模块为上述的计算模块。
12.上述的计算单元的一实施方式中，所述框架具有多个用于沉浸散热的通液口。
13.上述的计算单元的一实施方式中，所述通液口设置于所述框架的底部以及顶部，所述第一散热结构以及第二散热结构分别包括散热结构槽，所述散热结构槽竖向设置。
14.以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
附图说明
15.图1为本实用新型的计算模块的一实施例的立体结构图(一)；
16.图2为本实用新型的计算模块的一实施例的立体结构图(二)；
17.图3为本实用新型的计算模块的图1所示方向的正视图；
18.图4为本实用新型的计算模块的图2所示方向的正视图；
19.图5为本实用新型的计算模块的一实施例的立体分解结构图；
20.图6为本实用新型的计算单元的一实施例的立体结构图。
21.其中，附图标记
22.10：计算模块
23.100：算力芯片板
24.110：芯片侧
25.120：基板侧
26.130：芯片
27.140：电源接口
28.150：控制接口
29.160：连接通孔
30.200：散热结构
31.210：第一散热结构
32.211：连接通孔
33.220：第二散热结构
34.221：螺纹盲孔
35.300：密封结构
36.310：底边
37.320：第一侧边
38.330：第二侧边
39.340：第一顶边
40.350：第二顶边
41.400：连接件
42.410：螺钉
43.420：弹性密封垫
44.430：弹簧
45.1：计算单元
46.20：框架
47.21：通液口
48.30：电源模块
具体实施方式
49.下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本实用新型的目的、方案及功效，但并非作为本实用新型所附权利要求保护范围的限制。
50.说明书中针对“实施例”、“另一实施例”、“本实施例”等的引用，指的是描述的该实施例可包括特定的特征、结构或特性，但是不是每个实施例必须包含这些特定特征、结构或特性。此外，这样的表述并非指的是同一个实施例。进一步，在结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，不管有没有明确的描述，已经表明将这样的特征、结构或特性结合到其它实施例中是在本领域技术人员的知识范围内的。
51.在说明书及后续的权利要求书中使用了某些词汇来指称特定组件或部件，本领域普通技术人员应可理解，技术使用者或制造商可以不同的名词或术语来称呼同一个组件或部件。本说明书及后续的权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件或部件的方式，而是以组件或部件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求项中所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“连接”一词在此包含任何直接及间接的连接手段。
52.需要说明的是，在本实用新型的描述中，如出现术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。为便于清楚说明，本文述及的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等次序用语是用于将元件、区域、部分与另一个相同或相似的元件、区域、部分区分开来，而非用以限定特定的元件、区域、部分。
53.如图1和图2所示，图1和图2分别为本实用新型的计算模块的一实施例的不同方向的立体结构图。本实用新型的计算模块10包括算力芯片板100和散热结构200，算力芯片板100包括芯片侧110和基板侧120，其中，芯片侧110上设置有多个用于采用一定算法进行计算的芯片130(参见图5)。散热结构200包括第一散热结构210和第二散热结构220，第一散热结构210和第二散热结构220分别设置于算力芯片板100的两侧，以带走算力芯片板100工作时产生的热量。
54.其中，第一散热结构210和第二散热结构220例如为一整体式鳍片散热片，或者为分散式鳍片散热片，或者为液冷散热结构等，本实用新型不以为限。整体式鳍片散热片例如为一覆盖算力芯片板100所有芯片130的鳍片散热片，结构较为简单，易于实施。分散式鳍片散热片例如为一个个独立的鳍片散热片，每一个独立的鳍片散热片可单独对应一个芯片130，或者每一个独立的鳍片散热片可对应一排或一列的芯片130，又或者每一个独立的鳍片散热片可单独对应一个矩阵的或一定数量的芯片130，因此，要覆盖算力芯片板100所有芯片130必须使用多个独立的鳍片散热片。各独立的鳍片散热片可以结构相同，也可以结构不同，例如，对应的芯片发热量较大或对应的芯片的位置的散热效能较低的独立的鳍片散
热片的鳍片可以设置更密，以均衡各芯片130的散热效能。液冷散热结构例如可以是具有导热液冷管的导热板。
55.一实施例中，第一散热结构210设置于算力芯片板100的安装多个芯片130的芯片侧110，第二散热结构220设置于相对于芯片侧110的基板侧120，第一散热结构210和第二散热结构220分别为一整体式鳍片散热片，两侧的第一散热结构210和第二散热结构220将中间夹置的算力芯片板100上的多个芯片130工作热量导出，避免芯片130超出工作温度而保证算力芯片板100的正常工作。
56.本实用新型的计算模块10还包括密封结构300，算力芯片板100通过密封结构300密封。当本实用新型的计算模块10应用于沉浸式散热的计算单元时，密封结构300能够有效避免冷却液侵入算力芯片板100，保证算力芯片板100的正常工作。另，本实用新型的计算模块10通过设置密封结构300还能够防止灰尘等杂质进入。
57.一实施例中，密封结构300设置于第一散热结构210和第二散热结构220之间、第一散热结构210和算力芯片板100的芯片侧110之间及第二散热结构220与算力芯片板100的基板侧120之间，以将算力芯片板100的芯片130密封于第一散热结构210和第二散热结构220之间。
58.详细来说，如图1和图2所示，计算模块10于工作状态下竖向放置，密封结构300包括底边310、第一侧边320、第二侧边330、第一顶边340和第二顶边350。其中，底边310、第一侧边320、第二侧边330位于第一散热结构210和第二散热结构220之间，第一顶边340位于第一散热结构210和算力芯片板100的芯片侧110之间，第二顶边350位于第二散热结构220与算力芯片板100的基板侧120之间。
59.本实施例通过设置位于第一散热结构210和第二散热结构220之间的底边310、第一侧边320以及第二侧边330以将算力芯片板100的底部以及左右两侧密封，并，通过设置位于第一散热结构210和算力芯片板100的芯片侧110之间的第一顶边340以及位于第二散热结构220与算力芯片板100的基板侧120之间的第二顶边350以将算力芯片板100的顶部两侧密封，从而，在计算模块10于工作状态下竖向放置并沉浸设置于冷却液中时，算力芯片板100的芯片130被完全密封，冷却液不会侵入芯片130而影响芯片130的计算工作。结合图1至图4，图3为本实用新型的计算模块的图1所示方向的正视图，图4为本实用新型的计算模块的图2所示方向的正视图。也就是说，于x方向上，算力芯片板100的长度小于第一散热结构210以及第二散热结构220的长度，进而算力芯片板100的两侧相对第一散热结构210以及第二散热结构220的两侧内缩，即于x方向上的两侧边的位置，在未设置散热结构300时，第一散热结构210与第二散热结构220相对。另，于y方向上的底部，算力芯片板100的底部高于第一散热结构210以及第二散热结构220的底部，即在未设置散热结构300时，第一散热结构210与第二散热结构220相对。散热结构300的底边310、第一侧边320、第二侧边330设置于第一散热结构210和第二散热结构220之间，将算力芯片板100的两侧边方向以及底部方向密封，避免冷却液从两侧边方向以及底部方向侵入。
60.在其它实施例中，例如，于x方向上，算力芯片板100的长度等于或大于第一散热结构210以及第二散热结构220的长度，进而算力芯片板100的两侧相对第一散热结构210以及第二散热结构220的两侧平齐或突出，即于x方向上的两侧边的位置，在未设置散热结构300时，第一散热结构210与算力芯片板100的芯片侧110相对，第二散热结构220与算力芯片板
100的基板侧120相对。此时，散热结构300的第一侧边320以及第二侧边330例如可分别设置于第一散热结构210与算力芯片板100的芯片侧110之间，以及第二散热结构220与算力芯片板100的基板侧120之间，或者，散热结构300的第一侧边320以及第二侧边330设置于第一散热结构210与第二散热结构220之间并包覆算力芯片板100的突出侧边。
61.在其它实施例中，例如，于y方向上的底部，算力芯片板100的底部等于或低于第一散热结构210以及第二散热结构220的底部，即在未设置散热结构300时，第一散热结构210与算力芯片板100的芯片侧110相对，第二散热结构220与算力芯片板100的基板侧120相对。此时，散热结构300的底边310例如可分别设置于第一散热结构210与算力芯片板100的芯片侧110之间，以及第二散热结构220与算力芯片板100的基板侧120之间，或者，散热结构300的底边310设置于第一散热结构210与第二散热结构220之间并包覆算力芯片板100的突出底边。
62.如图3所示，算力芯片板100还包括电源接口140和控制接口150，电源接口140和控制接口150位于密封结构300的第一顶边340之上，或者说，电源接口140和控制接口150位于y方向的密封结构300之外的顶部，以能够与电源以及控制部件联通。其中，算力芯片板100与电源模块通过电源接口140连接，以为算力芯片板100提供电力来源，算力芯片板100与控制模块通过控制接口150连接，以为算力芯片板100提供控制信号。
63.于本实用新型的一实施例中，密封结构300例如为密封胶，即底边310、第一侧边320、第二侧边330、第一顶边340和第二顶边350均通过涂布密封胶的形式形成，材料简单，成本低廉。
64.于本实用新型的一实施例中，密封结构300例如为密封条，即底边310、第一侧边320、第二侧边330、第一顶边340和第二顶边350均通过设置密封条的形式形成，结构简单易实施。
65.如图5所示，图5为本实用新型的计算模块的一实施例的立体分解结构图。于本实用新型的一实施例中，密封结构300的底边310、第一侧边320以及第二侧边330为密封条，第一顶边340和第二顶边350则通过涂布密封胶的形式形成。
66.本实用新型中，第一散热结构210和第二散热结构220可以通过卡固和胶粘的方式固定在算力芯片板100的两侧。
67.于本实施例中，第一散热结构210通过连接件400固定在第二散热结构220上，以将算力芯片板100夹设在第一散热结构210和第二散热结构220之间。详细来说，第一散热结构210具有连接通孔211，算力芯片板100设置有对应第一散热结构210的连接通孔211的连接通孔160，第二散热结构220设置有对应第一散热结构210的连接通孔211、算力芯片板100的连接通孔160的螺纹盲孔221，连接件400穿过第一散热结构210的连接通孔211以及算力芯片板100的连接通孔160，连接在第二散热结构220的螺纹盲孔221上，从而将三者相固定。第一散热结构210、算力芯片板100以及第二散热结构220固定连接在一起，不仅便于移动，而且避免相互之间出现位移对密封结构300造成影响。
68.其中，连接件400包括螺钉410和弹性密封垫420，弹性密封垫420在受压时具有一定的弹性变形，从而能够对第一散热结构210上的连接通孔211具有密封作用，弹性密封垫420例如为塑胶密封垫。进一步地，在螺钉410连接的位置还可以涂布密封胶，提高密封效果。
69.另，连接件400还包括弹簧430，防止螺钉410松脱。
70.实际实施时，可将为密封条的底边310、第一侧边320以及第二侧边330先固定在一侧的散热结构上，例如先固定在第二散热结构220上的底边以及两侧边的位置。通过连接件400将第一散热结构210以及算力芯片板100连接在第二散热结构220上，此时，底边310、第一侧边320以及第二侧边330分别对算力芯片板100的底部以及两侧部进行了密封。连接完成后，于第一散热结构210和算力芯片板100的芯片侧110之间涂布密封胶形成第一顶边340，于第二散热结构220与算力芯片板100的基板侧120之间涂布密封胶形成第二顶边350，密封结构350整体形成。本实用新型的密封结构300的不同部位采用不同的密封材料以及形式，密封更为可靠。
71.如图6所示，图6为本实用新型的计算单元的一实施例的立体结构图。本实用新型的计算单元1包括计算模块10、框架20、控制模块(图未示)以及电源模块30，电源模块30电连接计算模块10以及控制模块，控制模块电连接计算模块10。其中，框架20内设有用于容置电源模块30的电源模块容置区以及用于容置计算模块10的计算模块容置区，控制模块连接在框架20外部上侧，框架20具有多个用于沉浸散热的通液口21。本实用新型的计算单元1尤其适用于沉浸式的散热方式，无需设置风扇等散热部件。
72.本实施例中，计算模块容置区为两个，其中，两个计算模块容置区可以设置于电源模块容置区的一侧，也可以两个计算模块容置区分别位于电源模块容置区的两侧。本实施例采用计算模块容置区对称位于电源模块容置区的两侧的设置，计算单元整体配重更合理。
73.通液口21设置于框架20的底部以及顶部，计算模块10的第一散热结构210以及第二散热结构220分别具有散热结构槽，散热结构槽竖向设置。即第一散热结构210以及第二散热结构220的鳍片间隙结合框架20的上下底板部上的通液口21形成液体流道，散热液体沿液体流道由下往上涌动带走热量，沉浸散热的冷却液流动通畅。并且，由于密封结构的阻挡，冷却液不会侵入至计算模块10的第一散热结构210和第二散热结构220中。
74.框架20包括横向设置的滑道，即如图6所示p方向，电源模块30以及计算模块10分别通过沿p方向设置的滑道进出以及固定于电源模块容置区和计算模块容置区。
75.当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。