PCIE 加速卡熱設計的難點和前期需要注意的事項

前言

Q1

隨著大數(shù)據(jù)，云計算的高速發(fā)展，圖像處理，加速運算等技術需求越來越多，近年來采用FPGA芯片 的PCIE加速卡運用越來越廣。相對于目前高性能的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，或許對于經常玩Intel，AMD，等180瓦及以上功耗芯片的人會覺得這功耗太小了吧。不過功耗雖小，難度且不小，下面結合自身經歷，說說PCIE加速卡熱設計的難點和前期需要注意的事項。望對大家設計上有所幫助。

首先讓我們了解下其大概的架構；

PCIE加速卡通常會被插放在服務器里，插在X4,X8,X16等槽位,

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

根據(jù)PCIE 標準規(guī)范可知

PCIE板卡標準尺寸及限高區(qū)如下圖所示，

下面以目前常有器件布局為例進行簡單的說明，由于做過的實際項目不方便外泄，只能做個示意圖來描述了，忘各位理解。下圖是根據(jù)PCIE標準尺寸，結合當前常有的器件的一個布局圖，從圖可看出，基本上留給FPGA散熱器的空間是非常有限的， FPGA功耗高達近60瓦，這么狹小的空間導致散熱難度大大增加，可謂是無米難為巧婦之炊，那么對于此類PCIE FPGA加速卡的散熱設計，我們要注意哪些方面呢，下面是個人的一點小經驗分享。

1，在前期的布局時，請邀上你的熱專家，即使你有“全能型”稱號的榮譽，也不防聽聽專家的建議，前期布局很重要，可少走彎路，不要老把改版當習慣，費了時間又燒錢。這樣的例子也不少。因為前期的布局會影響到后續(xù)散熱器的設計等。

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，請硬工關照下熱工的想法，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。有支持架時避免干涉。

3，風扇選型需注意，由于散熱器總高需小于10mm，在選用合適風量和風道設計非常重要，

太小太薄的風扇，風量可能太小，風量大的風扇，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，機加工，鋁擠，焊接，熱管等等，一般可根據(jù)產品的應用和數(shù)量，可靠性等因素來選擇設計。

以上是通常我們在設計時，需要注意的事項，望對大家有所幫助。