一种针对可热插拔SSD的水冷存储系统的制作方法

本发明涉及存储技术领域，具体涉及一种针对可热插拔ssd的水冷存储系统。

背景技术：

固态硬盘(solidstatedisk，简称ssd)是一种高性能存储器，因其具有读写速度快，功耗低，抗震动，体积小等优点已成为数据中心的主流存储介质。

由于ssd的单盘容量小，单个ssd无法满足存储设备对存储容量的需求，因此，在常用的存储设备中一般会设置多个ssd。而由于ssd的体积小，在单个存储设备中可以设置24个ssd阵列，使其存储密度得到很大的提高。但是，多个ssd的设置，存在不可忽视的散热问题。例如，单个ssd的功率可达25瓦，则采用了24个ssd阵列的存储设备，其功率大于600瓦，产生大量的热量。目前只能通过风扇散热，风扇散热需要设置大面积的散热片，散热效率较低，已不能满足散热需求。

技术实现要素：

本发明提供一种针对可热插拔ssd的水冷存储系统，用以通过水冷散热，提升散热效率。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种针对可热插拔ssd的水冷存储系统，包括：固态硬盘ssd，主控板，水冷组件，机箱，水冷公端及与所述水冷公端相匹配的水冷母端；其中，所述水冷公端及水冷母端用于热传导；

所述ssd、主控板及水冷组件设置在所述机箱内；所述ssd插接于所述主控板的一端，所述水冷公端的一端设置在所述ssd外壳上，在所述机箱内侧对应所述ssd的位置处设置所述水冷母端，所述水冷母端的一端与所述水冷公端的另一端插接；所述水冷组件与所述水冷母端的另一端连接。

可选地，所述水冷组件包括：冷却液，水箱，水泵，水冷模块，及水管；其中，所述水箱的出水口通过所述水管与所述水泵的吸水端连接，所述水泵的出水端与所述水冷模块的进水口通过水管连接，所述水冷模块的出水口与所述水箱的进水口通过所述水管连接；所述冷却液在所述水箱，水泵，水冷模块，及水管间流通；

所述水冷组件与所述水冷母端的另一端连接包括：

所述水冷母端的另一端与所述水冷模块接触连接。

可选地，所述水冷组件还包括：散热器，所述散热器设置在所述水冷模块与所述水箱之间；

所述水冷模块的出水口与所述水箱的进水口通过所述水管连接包括：

所述水冷模块的出水口通过水管与所述散热器的一端连接，所述散热器的另一端通过所述水管与所述水箱的进水口连接。

可选地，在所述散热器由散热片形成时，所述水冷组件还包括风扇；所述风扇设置在所述水箱与所述水冷模块之间，位于所述散热器的一侧。

可选地，所述水冷模块的入水口的孔径为可调节孔径。

可选地，所述水冷模块的入水口及出水口分置于所述水冷模块的两侧。

可选地，所述水冷模块还包括多个冷却通道，所述多个冷却通道设置在所述水冷模块的入水口与出水口之间，所述多个冷却通道设置在所述水冷母端的间隙之间。

可选地，所述水冷公端的另一端及所述水冷母端的一端为弧形结构。

可选地，所述水冷公端的另一端及所述水冷母端的一端为椭圆或圆柱形结构。

可选地，所述水冷公端及水冷母端为导热，且具有延展性的材料。

可选地，还包括导热硅胶；

所述导热硅胶设置在所述ssd外壳与所述水冷公端的一端之间。

可选地，所述ssd为具有企业和数据中心固态硬盘规格edsff接口的非易失性存储器标准nvmessd。

本发明实施例提供了一种针对可热插拔ssd的水冷存储系统，包括：固态硬盘ssd，主控板，水冷组件，机箱，水冷公端及水与所述水冷公端相匹配的冷母端；其中，所述水冷公端及水冷母端用于导热；所述ssd、主控板及水冷组件设置在所述机箱内；所述ssd插接于所述主控板的一端，所述水冷公端的一端设置在所述ssd外壳上，在所述机箱内侧对应所述ssd的位置处设置所述水冷母端，所述水冷母端的一端与所述水冷公端的另一端插接；所述水冷组件与所述水冷母端的另一端连接。这样一来，在本申请中的水冷存储系统中，ssd的外壳上设置有水冷公端，在水冷存储系统的机箱中设置有水冷组件及水冷母端，其中，水冷母端的一端与水冷公端插接，另一端与水冷组件连接。ssd工作后产生的热量传导至水冷公端，水冷公端将热量进一步传导至水冷母端，水冷母端与水冷组件连接，水冷组件中的冷却介质可以将水冷母端的热量带走，为水冷母端降温，进而为水冷公端及ssd降温，实现为ssd散热的目的，该结构通过水冷组件进行散热，不需大面积散热片，提升了散热效率。并且在本申请中，ssd外壳上的水冷公端与机箱内的水冷母端是插接，为可以插拔的连接，进而保证了ssd的热插拔功能，方便ssd的安装和维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种针对可热插拔ssd的水冷存储系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种针对可热插拔ssd的水冷存储系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种水冷组件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种水冷模块的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种针对可热插拔ssd的水冷存储系统的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种水冷公端的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种水冷公端的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种针对可热插拔ssd的水冷存储系统的结构示意图；

附图标记：

10-ssd，11-主控板，12-水冷组件，121-水箱，122-水泵，123-水冷模块，124-水管，125-散热器，126-风扇，13-机箱，14-水冷公端，15-水冷母端，16-簧片。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

在现有技术中，对ssd的散热通常是利用风扇散热。风扇散热需要在ssd的外壳上设置散热片，散热片的面积较大，且存储设备中包含多个ssd时，多个ssd的功率较大，利用风扇散热的散热效果较差。

而在本申请中的针对可热插拔ssd的水冷存储系统中，ssd的外壳上设置有水冷公端，在水冷存储系统的机箱中设置有水冷组件及水冷母端，其中，水冷母端的一端与水冷公端插接，另一端与水冷组件连接。ssd工作后产生的热量传导至水冷公端，水冷公端将热量进一步传导至水冷母端，水冷母端与水冷组件连接，水冷组件中的冷却介质可以将水冷母端的热量带走，为水冷母端降温，进而为水冷公端及ssd降温，实现为ssd散热的目的，该结构通过水冷组件进行散热，不需大面积散热片，提升了散热效率。并且在本申请中，ssd外壳上的水冷公端与机箱内的水冷母端是插接，是可以插拔的，进而保证了ssd的热插拔功能，方便ssd的安装和维护。由于通过水冷组件散热，在ssd外壳上无需设置散热片，减小了ssd的体积，进而提高了水冷存储系统的存储密度。

本发明提出一种针对可热插拔ssd的水冷存储系统，如图1、2所示，包括：ssd(solidstatedisk，固态硬盘)10，主控板11，水冷组件12，机箱13，水冷公端14及与水冷公端14相匹配的水冷母端15。其中，水冷公端14及水冷母端15用于热传导。

ssd10、主控板11及水冷组件12设置在机箱13内；ssd10插接于主控板11的一端，水冷公端14的一端设置在ssd10外壳上，在机箱13内侧对应ssd10的位置处设置水冷母端15，水冷母端15的一端与水冷公端14的另一端插接；水冷组件13与水冷母端15的另一端连接。

具体的，在本申请中的水冷存储系统中包含有机箱13，在机箱13内的主控板11，ssd10插接在主控板11的一端，在ssd10的外壳上设置有水冷公端14的一端，在机箱13对应ssd10的位置设置有水冷母端15，水冷母端15的一端与水冷公端14的另一端插接，水冷母端15的另一端与水冷组件12连接。水冷组件12是一种利用冷却液散热的散热器件。在ssd10因工作产生热量后，由于水冷公端14及水冷母端15均可以热传导，即为导热，因此ssd10的热量传导至水冷公端14，由水冷公端14传导至水冷母端15，再由水冷母端15传导至水冷组件12，水冷组件12中的冷却液将水冷母端15的热量带走，实现水冷母端15的降温，进而实现对水冷公端14及ssd10的降温散热。

并且，水冷母端15的一端与水冷公端14的另一端插接，是可插拔的连接，这样水冷公端14可以从与水冷母端15间的连接中拔出，在ssd10需要从水冷存储系统拔出时，水冷公端14可以直接随ssd10一起拔出水冷存储系统。在ssd10需要插入水冷存储系统时，ssd10插入水冷存储系统后，其上的水冷公端14可以直接与其位置对应的水冷母端15插接，进而实现本申请中的水冷系统支持热插拔的ssd，方便ssd的安装与维护。

需要说明的是，水冷母端15与水冷公端14间通过插接连接，其连接是可插拔连接，即为插接为可插拔插接，这样支持ssd的热插拔功能。

可选地，在针对可热插拔ssd的水冷存储系统中，针对每个ssd10的插接位置均设置有水冷母端15，进而可以保证当ssd10插入水冷存储系统时，其上的水冷公端14可以插接至对应的水冷母端15，实现对ssd10的水冷散热。

需要说明的是，在本申请中，可以设置一个水冷组件12，也可以设置多个水冷组件12，水冷组件12的数量可以根据用户实际需求设置，在附图1中水冷组件12的数量仅是一种示例，并不代表本申请中水冷组件12的具体设置数量。同理，在本申请水冷存储系统中的ssd10的数量也是根据用户的实际需求设置的，本申请对此不做限制。

进一步地，如图3所示，上述水冷组件12包括：冷却液，水箱121，水泵122，水冷模块123，及水管124。其中，水箱121的出水口通过水管124与水泵122的吸水端连接，水泵122的出水端与水冷模块123的进水口通过水管124连接，水冷模块123的出水口与水箱121的进水口通过水管124连接；冷却液在水箱121，水泵122，水冷模块123，及水管124间流通；

此时，水冷组件12与水冷母端15的另一端连接包括：

水冷母端15的另一端与水冷模块123接触连接。

具体的，水冷母端15的另一端可以贴合在水冷模块123的一侧，与水冷模块123接触。水箱121内设置有冷却液，水箱121的出水口与水泵122的吸水端通过水管124连接，水泵122的出水端与水冷模块123的进水口通过水管124连接，水冷模块123的出水口通过水管124与水箱121的进水口连接。这样一来，水泵122可以推动水箱121内冷却液的流动，且可以调节冷却液的流动速度，冷却液流动至水冷模块123后，由于水冷模块123与水冷母端15接触，可以吸收水冷母端15的热量，吸收了水冷母端15热量后的冷却液通过水冷模块123的出水口及水管122流回至水箱121。新的低温的冷却液重新继续循环至水冷模块123，吸收水冷母端15处的热量。通过上述过程，完成对水冷母端15的散热，由于水冷母端15的热量是ssd10通过水冷公端14传输至水冷母端15，因而上述过程实现了对ssd10的散热。

在本申请的实施例中，水箱121用来存储冷却液，回流的冷却液在这里释放掉吸收的热量，低温的冷却液重新流入管道，如果ssd10的发热功率较小，利用水箱内存储的大容量的冷却液就能保证冷却液温度不会有明显的上升，如果ssd10的功率很大，则需要加入散热器来帮助散发ssd10的热量。

因此，参考图3所示，上述水冷组件12中还包括散热器125。其中，散热器125设置在水冷模块123与水箱121之间。水冷模块123的出水口与水箱121的进水口通过水管124连接包括：

水冷模块123的出水口通过水管124与散热器125的一端连接，散热器125的另一端通过水管124与水箱121的进水口连接。

具体来说，散热器125设置在水冷模块123的出水口与水箱121的进水口之间，这样当冷却液从水冷模块123的出水口流出后，需先经过散热器125，在散热器125内将吸收的热量释放后，在流回至水箱121，进而保证水箱121内的冷却液为低温的冷却液，从而可以实现对冷却液的温度调节。

需要说明的是，散热器125类似于散热片其表面积较大，可以将冷却液吸收的热量可以通过其自身的结构散发至空气中，实现对冷却液的降温。散热器125中可以仅由散热片组成，也可以由风扇及散热片组合形成散热器。在散热器内包含有风扇时，散热器内的散热片将冷却液吸收的热量通过其自身结构散热至空气后，其内的风扇转动可以将散热片散发至空气中的热量带走，实现更快速有效的对冷却液降温。

在本申请的实施例中，为了加速上述冷却液的降温，在散热器125仅由散热片组成时，可以在水冷存储系统中设置风扇126，即为，在散热器125由散热片形成时，水冷组件还包括风扇126；风扇126设置在水箱121与水冷模块123之间，位于散热器125的一侧，用于对冷却液降温，参考图3所示。

即为，在散热器125的一侧设置风扇126，可以利用风扇126对散热器125进行散热，实现对冷却液的温度调节，进而可以调整ssd的散热效果。

需要说明的是，主控板11可以监测ssd10处的温度，根据ssd10处的温度控制风扇126的工作。如果ssd10处的温度过高，则可以提高风扇126的转速。

为了便于调节水冷组件12的散热效果，水冷模块123的入水口的孔径为可调节孔径。即为，可以根据实际对散热效果的需求，调节水冷模块123的入水口处的孔径大小。孔径越大，则散热效果越好。并且，在水冷组件12中可以设置多个水冷模块123，水冷模块123的入水口的孔径为可调节孔径，可以实现根据不同的需求对不同ssd10进行不同效果的散热，达到对不同ssd10进行针对性调节散热效果的目的。

进一步地，水冷模块123的入水口及出水口分置于水冷模块123的两侧，如图4所示。通常情况下，液体密度随温度下降，因此可以将水冷模块123的入水口及出水口设置在水冷模块123的两侧，这样在使用时，可以将水冷模块123的入水口至于水冷模块123的下侧，使得低温的冷却液在吸收了热量的高温的冷却液的下方，可以保证冷却液的充分循环。

进一步地，水冷公端14的另一端及水冷母端15的一端为弧形结构。即为，水冷公端14与水冷母端15相互插接的一端为弧形结构，这样可以增加水冷公端14与水冷母端15间的接触面积，提高散热效果。且在弧形结构的水冷公端14另一端插接在水冷母端15的一端后，两个部分相互锁死，保证公母部件之间紧密接触，提升热交换效率。并且该结构还可以更加紧密的结合机箱13，增加设备的稳定性。

需要说明的是，水冷公端14的另一端使用弧线形设计以达到两个效果。第一，保证与水冷母端15间的锁死效果，保证器件之间的紧密接触。第二，增加接触面积，保证公母组件之间的热传导效率。

水冷母端15的一端的形状与水冷公端14的另一端相对应。当使用弧度较大的水冷公端14时，水冷母端15的另一端也是弧度较大的结构，此时水冷公端14与水冷母端15间的锁死比较牢固，进而可以保证组件之间充分接触。当水冷公端14的一端为平面或者弧度很小的结构时，水冷母端15的另一端也是平面或者弧度较较小结构，此时水冷公端14与水冷母端15间的锁死不牢固，不能保证充分接触，此时，水冷母端15的一侧可以安装簧片16对完成插入的水冷公端14形成侧面压力，使水冷公端14与水冷母端15间充分接触，如图5所示。即为，在水冷母端15与机箱13之间安装簧片16。

可选地，水冷公端14的另一端及水冷母端15的一端为椭圆或圆柱形结构，如图6，图7所示。

需要说明的是，图6及图7中仅是表示了水冷公端14的椭圆或圆柱形结构，水冷母端15与水冷公端14的相匹配，在附图6，图7中没有标示出。水冷公端14及水冷母端15的形状还可以是其他形状，例如半圆形结构，本申请对此不做限制。

需要说明的是，水冷公端14的一端，即为水冷公端14与ssd10相连的一端为平面结构，参考图2、图6及图7所示，上述结构方便与ssd10间的连接。

进一步地，水冷公端14及水冷母端15均为导热，且具有延展性的材料，可以是热传导效率高，延展性好的介质，如铜材料，可以提升散热效果。

需要说明的是，水冷公端14与水冷母端15相互插接的一端可以是弧形的多个散热片组成，多个散热片之间间隔有间隙。

进一步地，水冷模块123还包括多个冷却通道，多个冷却通道设置在水冷模块123的入水口与出水口之间，多个冷却通道设置在水冷母端15的间隙之间。

在本实施例中，为了最大程度上减小针对可热插拔ssd的水冷存储系统的体积，水冷模块123内包含多条冷却通道，将多条冷却通道设置在水冷母端15的间隙间，例如，在水冷模块123内设置9股冷却通道，将9条冷却通道设在水冷母端13的间隙间，如图8所示。冷却液流过这些冷却通道，带走ssd10产生的热量。也就是冷却液从水冷模块123的入水口分成若干股，流过水冷母端15，从ssd10的后部结合点汇总，从水冷模块123的出水口流出。为了保证冷却效果的平衡，每个冷却通道的孔径大小依据冷却液和孔洞位置有可以不同。当然，冷却通道的孔径可以为可调节孔径，可以是固定孔径。在冷却通道的孔径为固定孔径时，需要预先根据实际情况设置每个冷却通道的孔径大小。

进一步地，上述水冷存储系统还包括导热硅胶。

导热硅胶设置在ssd10外壳与水冷公端14的一端之间，提高热交换效率。

可选地，ssd为具有edsff(enterprisedatacenterssdformfacto，企业和数据中心固态硬盘规)接口的nvme(non-volatilememoryexpres，非易失性存储器标准)ssd。

需要说明的是，在本申请中的ssd还可以是其他接口形式的ssd，例如具有u.2接口的ssd，或者具有其他类型接口的ssd，本申请对ssd的所具有的接口类型不做限制。

这样一来，在本申请中的针对可热插拔ssd的水冷存储系统中，ssd的外壳上设置有水冷公端，在水冷存储系统的机箱中设置有水冷组件及水冷母端，其中，水冷母端的一端与水冷公端插接，另一端与水冷组件连接。ssd工作后产生的热量传导至水冷公端，水冷公端将热量进一步传导至水冷母端，水冷母端与水冷组件连接，水冷组件中的冷却介质可以将水冷母端的热量带走，为水冷母端降温，进而为水冷公端及ssd降温，实现为ssd散热的目的，该结构通过水冷组件进行散热，不需大面积散热片，提升了散热效率。并且在本申请中，ssd外壳上的水冷公端与机箱内的水冷母端是插接，是可插拔的连接，进而保证了ssd的热插拔功能，方便ssd的安装和维护。并且，在本申请中，通过水冷组件进行ssd的散热，无线大面积的散热片，在提升了散热效果的同时，还提升了存储密度。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。