PCIE 加速卡熱設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和前期需要注意的事項(xiàng)

前言

Q1

隨著大數(shù)據(jù)，云計(jì)算的高速發(fā)展，圖像處理，加速運(yùn)算等技術(shù)需求越來越多，近年來采用FPGA芯片 的PCIE加速卡運(yùn)用越來越廣。相對(duì)于目前高性能的GPU幾百瓦的熱功耗，F(xiàn)PGA功耗要小得多，目前FPGA功耗大概在20-60瓦不等，或許對(duì)于經(jīng)常玩Intel，AMD，等180瓦及以上功耗芯片的人會(huì)覺得這功耗太小了吧。不過功耗雖小，難度且不小，下面結(jié)合自身經(jīng)歷，說說PCIE加速卡熱設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和前期需要注意的事項(xiàng)。望對(duì)大家設(shè)計(jì)上有所幫助。

首先讓我們了解下其大概的架構(gòu)；

PCIE加速卡通常會(huì)被插放在服務(wù)器里，插在X4,X8,X16等槽位,

一般服務(wù)器有塔式和臥式兩種如下圖所示，而設(shè)計(jì)為了通用性，必須滿足任型號(hào)服務(wù)器PCIE 卡槽里工作均能滿足散熱要求。并且是單槽位，這給設(shè)計(jì)者帶來了非常大的挑戰(zhàn)。

根據(jù)PCIE 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范可知

PCIE板卡標(biāo)準(zhǔn)尺寸及限高區(qū)如下圖所示，

下面以目前常有器件布局為例進(jìn)行簡(jiǎn)單的說明，由于做過的實(shí)際項(xiàng)目不方便外泄，只能做個(gè)示意圖來描述了，忘各位理解。下圖是根據(jù)PCIE標(biāo)準(zhǔn)尺寸，結(jié)合當(dāng)前常有的器件的一個(gè)布局圖，從圖可看出，基本上留給FPGA散熱器的空間是非常有限的， FPGA功耗高達(dá)近60瓦，這么狹小的空間導(dǎo)致散熱難度大大增加，可謂是無米難為巧婦之炊，那么對(duì)于此類PCIE FPGA加速卡的散熱設(shè)計(jì)，我們要注意哪些方面呢，下面是個(gè)人的一點(diǎn)小經(jīng)驗(yàn)分享。

1，在前期的布局時(shí)，請(qǐng)邀上你的熱專家，即使你有“全能型”稱號(hào)的榮譽(yù)，也不防聽聽專家的建議，前期布局很重要，可少走彎路，不要老把改版當(dāng)習(xí)慣，費(fèi)了時(shí)間又燒錢。這樣的例子也不少。因?yàn)榍捌诘牟季謺?huì)影響到后續(xù)散熱器的設(shè)計(jì)等。

2，器件選型需注意，由于散熱難度大，空間很多限制，在器件選型時(shí)，請(qǐng)硬工關(guān)照下熱工的想法，熱工也不易；特別要注意散熱器底部器件，電源器件，其它主要熱敏感器件，溫度監(jiān)控等情況。有支持架時(shí)避免干涉。

3，風(fēng)扇選型需注意，由于散熱器總高需小于10mm，在選用合適風(fēng)量和風(fēng)道設(shè)計(jì)非常重要，

太小太薄的風(fēng)扇，風(fēng)量可能太小，風(fēng)量大的風(fēng)扇，或許尺寸和厚度又偏大，

4，散熱器加工工藝，目前加工工藝的種類都很多，機(jī)加工，鋁擠，焊接，熱管等等，一般可根據(jù)產(chǎn)品的應(yīng)用和數(shù)量，可靠性等因素來選擇設(shè)計(jì)。

以上是通常我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)，需要注意的事項(xiàng)，望對(duì)大家有所幫助。