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计算机系统级热管理策略

收藏本文 2024-01-26 点赞:30685 浏览:143884 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:社会信息化进程的加快,计算机技术的发展可谓一日千里。为了更快的计算速度和更大的存储容量,芯片的制作工艺不断改进,封装密度不断提高。尽管新技术对单个微器件功耗的降低起到了一定作用,但其已被集成度增加所导致的功耗上升完全抵消。因此,热障问题仍制约着计算机技术的发展。近年来,为弥补芯片级散热方案的不足,系统级热管理的思想逐步引起,引申出诸多问题亟待解决。以先进的热管理方案为,对应用于桌面计算机、笔记本电脑以及计算机集群的几种新型系统级热管理方法分别了理论或实验研究(或两者兼有),在如下几取得进展:1.高性能桌面计算机独立热流路径热管理方法的实验研究对传统的单一热流路径系统级风冷热管理方法数值模拟,分析了该方法在冷却能力和可用性(主要噪音)的局限。在实验组件的设计中,充分考虑了先前研究中存在的不足,完成了新方案的样机测试,对中出现的新问题了解决方案。与传统方案的对比,评估了新方案的先进性。2.笔记本电脑发热元件分离放置的数值模拟分别对笔记本电脑传统的系统级风冷方案和由本实验室前期的发热元件分离放置的方案了数值模拟。模拟的结果,具体分析了后者优于前者的原因所在,并了一些实用化解决方案,初步证明了该方案的可行性。3.嵌入机柜式热管理方案的可行性理论分析基于exergy损失的评估模型对作者专利中的嵌入机柜式系统级热管理方案了分析,研究了新方案在能量利用率的优越性。研究中,建立了数据中心的简化数值模型并了模拟,随后利用模拟结果计算传统方案与新型方案各的exergy损失,定量分析了新方案的节能潜力,了其实用价值。4.嵌入机柜式热管理方案的实验研究组建了两种嵌入机柜式热管理方案的实验样机并模拟热源了实验测试。对实验中出现的新问题了理论分析,了解决和优化建议。分析了模型与样机间的差别,理论分析和数值模拟的方法对实验结果了修正,证明了该方案的可行性和实用性。关键词:计算机热管理论文系统级论文热设计论文流体网络建模论文数值模拟论文exergy分析论文个人高性能计算机论文分离热源论文实用化论文蒸汽压缩制冷论文数据中心论文嵌入式冷却论文能效分析论文热经济性论文

    摘要3-5

    ABSTRACT5-8

    主要符号表8-13

    章 绪论13-39

    1.1 引言13-16

    1.2 个人计算机系统级热管理技术研究进展16-24

    1.2.1 台式电脑16-18

    1.2.2 笔记本电脑18-23

    1.2.3 多机热源管理模式23-24

    1.3 怎么写作器系统级热管理技术研究进展24-34

    1.3.1 塔式怎么写作器25

    1.3.2 机架怎么写作器25-26

    1.3.3 刀片怎么写作器26-28

    1.3.4 机柜式及大型计算机28-32

    1.3.5 超级计算机32-34

    1.4 计算机系统级热管理中的关键传热与流动问题34-37

    1.4.1 热传导34-35

    1.4.2 对流换热35-36

    1.4.3 辐射换热36-37

    1.4.4 评估手段37

    1.5 的主要工作内容37-39

    章 系统级热管理方案设计与评估的理论模型及分析39-48

    2.1 引言39

    2.2 流体网络建模39-42

    2.2.1 概述39-40

    2.2.2 FNM 的理论基础40-41

    2.2.3 FNM 方法的局限性41-42

    2.3 数值传热学理论42-46

    2.3.1 概述42-43

    2.3.2 数值传热学的数学模型与FVM43-45

    2.3.3 数值传热学方法在中的具体应用45-46

    2.4 基于Exergy 损失的分析方法46-47

    2.4.1 概述46

    2.4.2 Exergy 分析法的理论基础46-47

    2.5 小结47-48

    章 高性能桌面计算机系统级热管理方法的研究48-67

    3.1 引言48-49

    3.2 高性能桌面计算机系统级风冷散热的数值模拟研究49-57

    3.2.1 数值模型49-51

    3.2.2 模拟形式与结果讨论51-57

    3.3 高性能桌面计算机独立热流路径方案的实验研究57-66

    3.3.1 概述57

    3.3.2 组件设计和系统构建57-60

    3.3.3 实验结果与讨论60-65

    3.3.4 处理器独立热流路径系统的数值模拟65-66

    3.4 小结66-67

    章 笔记本电脑发热元件分离放置的仿真研究67-76

    4.1 引言67-68

    4.2 数值模型的建立68-71

    4.2.1 原型机模型68-70

    4.2.2 发热元件分离放置的模型70-71

    4.3 模拟结果与讨论71-75

    4.4 小结75-76

    第五章 数据中心热管理方法性的理论评估76-90

    5.1 引言76-79

    5.2 热管理能耗评估方法79-81

    5.2.1 无量纲参数评估法79-80

    5.2.2 Exergy 分析法在数据中心中的应用80-81

    5.3 Exergy 损失分析结果及讨论81-88

    5.3.1 传统数据中心热管理方案81-85

    5.3.2 顶置蒸发器的嵌入式热管理方案85-86

    5.3.3 蒸发器分布式设置的嵌入式热管理方案86-87

    5.3.4 讨论87-88

    5.4 小结88-90

    第六章 刀片怎么写作器嵌入机柜式热管理方案的实验研究90-118

    6.1 引言90

    6.2 内置风冷蒸发器机柜的实验研究90-104

    6.2.1 实验原理与系统设计90-93

    6.2.2 测试方法93-95

    6.2.3 实验结果与讨论95-100

    5.2.4 系统实用化及扩展性研究100-104

    6.3 蒸发器冷板冷却式机柜的实验研究104-117

    6.3.1 实验原理及组件设计104-109

    6.3.2 测试结果与讨论109-113

    6.3.3 实用化解决方案113-117

    6.4 小结117-118

    第七章 总结与展望118-121

    7.1 全文总结118-119

    7.2 对未来工作的展望119-121

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