一种4卡GPU的布局结构、系统服务器及其散热方法与流程

本发明属于服务器，涉及一种4卡gpu的布局结构、系统服务器及其散热方法。

背景技术：

1、随着人工智能技术的迅速发展，ai在各个领域的应用日益广泛，从自动驾驶、医学影像分析到自然语言处理等，无一不依赖强大的计算能力。而gpu作为进行大规模并行计算的关键设备，在人工智能训练和推理中发挥着举足轻重的作用。然而，随着应用场景的复杂化，对gpu算力的性能要求也在不断提高，这直接导致了gpu卡的需求数量和运算能力的需求均呈现出快速增长的趋势。

2、在现有的技术中，gpu的架构布局主要侧重于提升运算能力和降低功耗。一种常见的做法是通过优化gpu内部的电路设计和微架构，来提高单个gpu的性能。然而，这种方式在面临大规模并行计算需求时，其性能提升往往有限。

3、另一方面，针对gpu的散热问题，现有的技术主要依赖于改进散热器的设计和材料，以及优化散热风道等方式。然而，随着gpu运算能力的不断提升，其发热量也在急剧增加，传统的散热方式已经难以满足需求。

4、此外，在整机装置和系统服务器的设计上，虽然已经有了一些针对多gpu协同工作的解决方案，但如何更有效地管理多个gpu之间的数据交换和通信，以及如何平衡性能与功耗的关系，仍然是当前面临的重要问题。

5、在实际的设计和应用过程中，如何有效解决gpu数量增加带来的性能提升问题，以及如何管理超高运算能力卡带来的耗能发热问题，成为了业界亟待解决的难题。因此，一种能够优化gpu架构布局、提高整机装置性能并有效管理散热问题的系统服务器设计显得尤为重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中由于需要提升性能导致gpu数量增加时，如何管理超高运算能力卡带来的耗能发热的问题，提供一种4卡gpu的布局结构、系统服务器及其散热方法。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种4卡gpu的布局结构，包括主板模块、gpu模块、电源模块、前置风扇模块、后置风扇模块和硬盘模块；所述前置风扇模块的一侧为硬盘模块，另一侧依次为gpu模块、主板模块和电源模块；gpu模块、主板模块和电源模块的另一侧为后置风扇模块；

4、所述电源模块分别与主板模块、硬盘模块和gpu模块连接，用于提供稳定的供电电源；所述前置风扇模块和后置风扇模块分别与主板模块连接，用于与主板模块之间进行风扇信号控制；所述gpu模块与主板模块连接，与主板模块进行通讯。

5、所述前置风扇模块包括风扇一、风扇二、风扇三和风扇四，其中风扇一和风扇二并列设置位于gpu模块的前侧，风扇三和风扇四并列设置位于主板模块和电源模块的前侧。

6、所述后置风扇模块包括风扇七、风扇八、风扇九和风扇十，其中风扇七和风扇八并列设置位于gpu模块的后侧，风扇九和风扇十并列设置位于主板模块和电源模块的后侧。

7、所述gpu模块通过pcie x16 slot插槽与主板模块连接，直接插入主板的插槽中，与主板模块进行通讯工作。

8、所述前置风扇模块与后置风扇模块分别通过1×4单排接口的线缆，与主板模块之间进行风扇信号控制。

9、所述电源模块通过2×4双排、2×5双排、2×6双排接口的线缆，为主板模块、硬盘模块以及gpu模块供电。

10、所述主板模块包括第一cpu和第二cpu，所述gpu模块包括第一gpu、第二gpu、第三gpu和第四gpu；其中第一gpu和第二gpu的pice信号来自第一cpu，第三gpu和第四gpu的pice信号来自第二cpu。

11、所述硬盘模块支持若干种模式，具体包括：

12、模式一，所述硬件模块为8×3.5英寸sas/sata直连架构，信号来源于主板模块，通过pch sata或者hba、raid sas卡直接输出；

13、模式二，所述硬件模块为8×3.5英寸nvme直连架构，信号来源于主板模块，通过cpu pcie nvme直接输出；

14、模式三，所述硬件模块为12×3.5英寸sata直连架构，信号来源于主板模块，通过pch sata直接输出；

15、模式四，所述硬件模块为12×3.5英寸sas/sata exp扩展架构，信号来源于主板模块，通过hba、raid sas卡输入，背板exp扩展输出。

16、一种系统服务器，包括如前项任一项所述的4卡gpu的布局结构。

17、一种系统服务器的散热方法，采用如前项所述的系统服务器，具体包括以下步骤：

18、前置风扇模块散热，使用四个8038大功耗风扇，其中风扇一和风扇二位于gpu模块的正前方，用于提供直接且强有力的风压为gpu散热；风扇三和风扇四位于主板模块以及电源模块的正前方，为cpu和电源提供散热效果；

19、后置风扇模块散热，根据整机功耗和应用场景，选择性地安装四个8038大功耗风扇，其中，当单个gpu的功耗超过350w时，安装风扇七和风扇八以提供gpu额外的散热；当主板模块接入两个cpu且cpu功耗超过350w，同时整机安装有gpu设备时，需安装风扇九和风扇十以提供cpu和电源额外散热；

20、均衡散热模式，通过控制前置风扇模块和后置风扇模块的转速，以及调整风扇的工作模式，实现整机内部各组件温度的均衡。

21、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

22、本发明中的4卡gpu的布局结构，通过前后置风扇模块的组合使用，结合风扇控制模式，有效满足了服务器的散热要求，确保了服务器在高负载运行时的稳定性和可靠性，前后置风扇的精确控制，不仅提高了散热效率，也降低了能耗和噪音。

23、进一步的，本发明种的服务器能够兼容多款硬盘组合模式，包括sas/sata直连架构、nvme直连架构、sata直连架构以及sas/sata exp扩展架构等，这种灵活性使得服务器能够适应不同的存储需求和应用场景，为用户提供了更广泛的选择空间。

24、进一步的，本发明中采用的gpu均衡模式，实现了gpu与cpu之间的性能均衡分配，通过确保cpu处理gpu应用数量的均衡，显著提高了gpu的计算力，进而增强了整机系统的运算能力。使得服务器在处理大规模并行计算、深度学习等高性能计算任务时具有更高的效率和响应速度。

技术特征：

1.一种4卡gpu的布局结构，其特征在于，包括主板模块、gpu模块、电源模块、前置风扇模块、后置风扇模块和硬盘模块；所述前置风扇模块的一侧为硬盘模块，另一侧依次为gpu模块、主板模块和电源模块；gpu模块、主板模块和电源模块的另一侧为后置风扇模块；

2.如权利要求1所述的一种4卡gpu的布局结构，其特征在于，所述前置风扇模块包括风扇一、风扇二、风扇三和风扇四，其中风扇一和风扇二并列设置位于gpu模块的前侧，风扇三和风扇四并列设置位于主板模块和电源模块的前侧。

3.如权利要求1所述的一种4卡gpu的布局结构，其特征在于，所述后置风扇模块包括风扇七、风扇八、风扇九和风扇十，其中风扇七和风扇八并列设置位于gpu模块的后侧，风扇九和风扇十并列设置位于主板模块和电源模块的后侧。

4.如权利要求1所述的一种4卡gpu的布局结构，其特征在于，所述gpu模块通过pciex16 slot插槽与主板模块连接，直接插入主板的插槽中，与主板模块进行通讯工作。

5.如权利要求1所述的一种4卡gpu的布局结构，其特征在于，所述前置风扇模块与后置风扇模块分别通过1×4单排接口的线缆，与主板模块之间进行风扇信号控制。

6.如权利要求1所述的一种4卡gpu的布局结构，其特征在于，所述电源模块通过2×4双排、2×5双排、2×6双排接口的线缆，为主板模块、硬盘模块以及gpu模块供电。

7.如权利要求1所述的一种4卡gpu的布局结构，其特征在于，所述主板模块包括第一cpu和第二cpu，所述gpu模块包括第一gpu、第二gpu、第三gpu和第四gpu；其中第一gpu和第二gpu的pice信号来自第一cpu，第三gpu和第四gpu的pice信号来自第二cpu。

8.如权利要求1所述的一种4卡gpu的布局结构，其特征在于，所述硬盘模块支持若干种模式，具体包括：

9.一种系统服务器，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的4卡gpu的布局结构。

10.一种系统服务器的散热方法，其特征在于，采用如权利要求9所述的系统服务器，具体包括以下步骤：

技术总结本发明中公开了一种4卡GPU的布局结构、系统服务器及其散热方法，布局结构包括主板模块、GPU模块、电源模块、前置风扇模块、后置风扇模块和硬盘模块；前置风扇模块的一侧为硬盘模块，另一侧依次为GPU模块、主板模块和电源模块；GPU模块、主板模块和电源模块的另一侧为后置风扇模块；电源模块分别与主板模块、硬盘模块和GPU模块连接；所述前置风扇模块和后置风扇模块分别与主板模块连接；所述GPU模块与主板模块连接，与主板模块进行通讯。通过前后置风扇模块的组合使用，结合风扇控制模式，有效满足了服务器的散热要求，确保了服务器在高负载运行时的稳定性和可靠性，前后置风扇的精确控制，不仅提高了散热效率，也降低了能耗和噪音。技术研发人员：徐和亮,唐斌受保护的技术使用者：深圳市同泰怡信息技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12