[發明專利]具有對稱散熱結構的電路板及計算設備

在審

• 申請號: 201810152326.4
• 申請日: 2018-02-14
• 公開（公告）號: CN108323114A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 張磊
• 申請（專利權）人: 北京比特大陸科技有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 北京智信四方知識產權代理有限公司 11519
• 代理人: 劉真

本發明實施例提出一種具有對稱散熱結構的電路板及計算設備，位于電路板的第一面的第一散熱片和位于電路板的第二面的第二散熱片的尺寸規格相同。本發明實施例從計算設備的散熱路徑的層面進行考慮，優化了電路板正反兩面的散熱片尺寸，有效均衡了電路板正反兩面風道的風阻，使得計算設備機箱中不同的電路板的溫度趨于一致，同一塊電路板上位于機箱前后芯片的溫差降低，從而達到優化的散熱效果。

技術領域

本發明涉及計算設備散熱技術領域，具體而言，涉及一種具有對稱散熱結構的電路板及計算設備。

背景技術

現有的人工智能(AI)解決方案中，為了滿足大規模數據運算的加速處理需求，技術人員使用多個處理芯片組成串聯結構來構建AI運算加速板卡，并采用多塊加速板卡組成高性能計算設備，極大地提升了面向人工智能的運算處理能力

現有技術中，針對這種多芯片串聯結構，為了使得每個芯片都能及時地散熱，保證散熱效果，中國發明專利申請CN201710936285.3提出一種電路板芯片散熱方案，如圖1所示，電路板在位于PCB板3的第一面的每塊芯片上均貼設有一個散熱片4A，可以對PCB板上的每塊芯片單獨進行散熱，使每塊芯片均可以與散熱片充分貼合，提高了散熱效果。該方案還在PCB板上與第一面相對的第二面也連接有散熱片，并且散熱片與PCB板第一面上的芯片位置一一對應，散熱片4A的底片中與芯片貼合的部分可以通過錫與PCB板的第二面相連接，以進一步通過在PCB板上設置的導熱通道將PCB板的銅層或芯片的管腳上的熱量傳導給散熱片。這種電路板的散熱結構相對于一塊PCB板上幾十個芯片共用一個散熱器的整體散熱方案而言，進一步提高了芯片及電路板的散熱效果。

對于執行AI大數據運算的高性能計算設備來說，為了追求更高的性能和算力，一臺計算設備中通常由多塊PCB板搭載幾百個計算芯片構成。雖然單個芯片的尺寸較小，但是芯片運行時的功耗相對較高，并且這么多的芯片集中在不同的PCB板上面，安裝在一個非常小的機箱里面，會造成非常高的熱流密度。這對整個計算設備的散熱要求非常高，既要保證每個芯片的溫度不能超標，又要盡量減小每個芯片之間的間距，降低每個PCB板之間的溫度差異，因為往往限制計算設備的整機性能的因素就是局部的芯片溫度過高。為了提高這種多個PCB板組成的高性能計算設備的散熱效果，一種方案是對計算設備中的多個并排布置的PCB板均采用上述現有技術的雙面分體的散熱結構，如圖2所示。

但是，上述散熱方案為了保證PCB板載有芯片的第一面的散熱效果，將載有芯片的第一面的散熱片尺寸相對于第二面的散熱片尺寸設計得更高，且位于PCB板第二面的散熱器要比位于第一面的散熱器的翅片更為密集，這會導致機箱中PCB板背面的風道-L的風阻比正面的風道-R的風阻大，因而很難平衡不同PCB板之間以及不同PCB板上的不同芯片之間的溫差，從而會導致存在局部溫度過高的PCB板或者芯片，以及會導致機箱前后兩側的溫差過大，限制了整機的溫度上限，影響了整機的計算性能。

發明內容

為了解決上述問題，根據本發明的一方面，提出一種具有對稱散熱結構的電路板，包括：PCB板和安裝于所述PCB板的第一面的多塊芯片，所述多塊芯片的上表面分別粘貼有第一散熱片，所述PCB板的與第一面相對的第二面上與所述多塊芯片相對應的位置處分別連接有第二散熱片，其中所述第一散熱片與第二散熱片的尺寸規格相同。

在一些實施方式中，所述第一散熱片與第二散熱片具有相同的翅片數和高度。

在一些實施方式中，所述第一散熱片與第二散熱片分別包括底片和多個翅片，所述多個翅片連接所述底片的頂面。

在一些實施方式中，所述底片包括位于中間的第一部分以及從所述第一部分的兩側分別傾斜向上的第二部分和第三部分。

在一些實施方式中，所述第一散熱片與第二散熱片還包括設置于所述多個翅片的其中之一的頂端的抓手。

在一些實施方式中，所述多塊芯片在所述PCB板上呈規則的陣列排布。