液冷技術(shù)分類
冷板式液冷
浸沒(méi)式液冷 單相浸沒(méi)式液冷
雙相浸沒(méi)式液冷
噴淋式液冷
不同液冷方案的比較
液冷技術(shù)成為政策明確鼓勵(lì)采用的重要節(jié)能技術(shù)
液冷技術(shù)三大核心路線——冷板式、浸沒(méi)式、噴淋式，揭示其技術(shù)差異、應(yīng)用場(chǎng)景與未來(lái)趨勢(shì)。
一、冷板式液冷：兼容性最強(qiáng)的“漸進(jìn)式革命”
原理：通過(guò)金屬冷板（銅/鋁）與CPU、GPU等高熱元件間接接觸，冷卻液在冷板內(nèi)部循環(huán)帶走熱量，低熱元件仍依賴風(fēng)冷輔助。核心優(yōu)勢(shì)：
改造成本低：兼容現(xiàn)有服務(wù)器架構(gòu)，機(jī)房?jī)H需增加CDU（冷量分配單元）與循環(huán)管路。節(jié)能高效：PUE可低至1.1，服務(wù)器噪音降低30dB，芯片溫度較風(fēng)冷下降20℃。安全可控：采用三級(jí)防漏設(shè)計(jì)（節(jié)點(diǎn)密封+機(jī)柜快接頭隔離+雙環(huán)路冗余），漏液風(fēng)險(xiǎn)近乎為零。應(yīng)用場(chǎng)景：適用于現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心改造及中高密度算力需求（單機(jī)柜25kW+），如國(guó)家氣象局氣候預(yù)測(cè)系統(tǒng)、金融交易中心等。
二、浸沒(méi)式液冷：極致散熱的“終極方案”
原理：將服務(wù)器完全浸沒(méi)于絕緣冷卻液（氟化液/礦物油），通過(guò)液體顯熱或相變（液態(tài)→氣態(tài)）吸熱。分類與特點(diǎn)：
單相浸沒(méi)：冷卻液僅升溫不汽化，PUE約1.10，適用于常規(guī)高密度場(chǎng)景。雙相浸沒(méi)：冷卻液汽化吸熱后冷凝循環(huán)，PUE可低至1.05，散熱效率提升30%。核心優(yōu)勢(shì)：極致節(jié)能：無(wú)需空調(diào)與風(fēng)扇，能耗較風(fēng)冷降低70%以上。超高密度：?jiǎn)螜C(jī)柜功率可達(dá)60kW，支持GPU集群超頻運(yùn)行。均勻散熱：設(shè)備全域溫度波動(dòng)<5℃，延長(zhǎng)芯片壽命。挑戰(zhàn)：初期投資成本高（氟化液?jiǎn)蝺r(jià)超萬(wàn)元/升），維護(hù)需專用吊裝設(shè)備。應(yīng)用場(chǎng)景：AI訓(xùn)練集群、超算中心，如阿里云液冷數(shù)據(jù)中心、英偉達(dá)COOLERCHIPS項(xiàng)目。
三、噴淋式液冷：靈活精準(zhǔn)的“局部?jī)?yōu)化大師”
原理：通過(guò)噴淋板定向噴灑冷卻液至芯片表面，吸熱后回收循環(huán)，實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”散熱。核心優(yōu)勢(shì)：
靈活適配：可針對(duì)GPU、CPU等局部高熱區(qū)域精準(zhǔn)降溫，兼容混合散熱（液冷+風(fēng)冷）。節(jié)能降噪：PUE≤1.1，機(jī)房噪音<45dB，冷卻液用量較浸沒(méi)式減少50%。空間高效：機(jī)柜尺寸與傳統(tǒng)風(fēng)冷一致，適用于空間受限場(chǎng)景。挑戰(zhàn)：液體飄逸風(fēng)險(xiǎn)較高，需精密過(guò)濾系統(tǒng)（精度達(dá)微米級(jí)）防止雜質(zhì)沉積。應(yīng)用案例：雄安噴淋液冷示范數(shù)據(jù)中心、復(fù)旦大學(xué)大數(shù)據(jù)試驗(yàn)場(chǎng)，單機(jī)架功率集成≥30kW。
四、技術(shù)對(duì)比：誰(shuí)主沉浮？
指標(biāo)
冷板式
單相浸沒(méi)式
雙相浸沒(méi)式
噴淋式
PUE
1.10-1.20
1.10-1.15
1.05-1.10
1.10-1.20
單機(jī)柜功率
25-40kW
30-60kW
60-100kW
20-30kW
改造成本
低（30%增量）
高（需定制服務(wù)器）
極高（專用冷卻液）
中（需密封機(jī)柜）
適用階段
過(guò)渡期主流
新興技術(shù)試點(diǎn)
未來(lái)潛力
局部?jī)?yōu)化補(bǔ)充
五、未來(lái)趨勢(shì)：液冷技術(shù)的“三化”方向
標(biāo)準(zhǔn)化：2025年《數(shù)據(jù)中心液冷技術(shù)規(guī)范》將出臺(tái)，推動(dòng)冷板接口、冷卻液參數(shù)統(tǒng)一。智能化：AI動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)冷卻液流量與溫度，實(shí)現(xiàn)“按需散熱”。綠色化：廢熱回收技術(shù)（如吸附式制冷）可將30%廢熱轉(zhuǎn)化為冷量，助力“雙碳”目標(biāo)。
液冷不是選擇，而是必然
從冷板的“漸進(jìn)改良”到浸沒(méi)的“顛覆革命”，液冷技術(shù)正重塑算力基礎(chǔ)設(shè)施的底層邏輯。正如工信部《綠色數(shù)據(jù)中心指南》所言：“液冷是數(shù)據(jù)中心從‘耗電巨獸’轉(zhuǎn)向‘高效引擎’的核心路徑。” 未來(lái)，隨著芯片功耗突破千瓦級(jí)，唯有液冷能托起AI時(shí)代的算力星辰大海。
