液冷服务器PUE的拯救者

电子爱好者网报道(文章 / 周凯扬)随着近年来数据中心计算率的不断飙升，风冷已接近 cover 当芯片无法获得热功率时，以液体为冷却介质的液体冷却方案很快就被推到了台前。对于不同的国家 PUE 在对指标要求越来越严格的情况下，要想借助 GPU 集中计算集群构建智算网络，当然不能在散热上马虎。因此，自 19 从2000年开始建立商业应用的液冷服务器，逐步占据更多的市场份额。

液体冷却的重要性

随着英伟达 B200 GPU 的推出，8 路 B200 的 DGX B200 接近 15kW 最高的功耗已经让很多服务器厂商觉得全面向液体冷却迈进势在必行，尤其是相比之下，如今的液体冷却方案提供了更多的技术优势。

举例来说，与风冷服务器相比，液冷服务器可以提供更高的服务器计算密度，从而为计算资源分配更多的空间。其次过热的 CPU、GPU 与其他加速器达到热瓶颈后，服务器性能将明显下降。虽然风冷也能解决散热问题，但与液体冷却相比，散热效率和极限效果还是有一定差距的，所以液体冷却方案更容易提高服务器的综合性能，潜在降低失效率。

此外，它在噪声方面具有优势。无论哪种液体冷却方案，噪声控制都会比风冷方案安静，因为服务器风扇以极低的速度运行。不但如此，与风冷散热相比，液冷散热更容易保证平衡散热性能，从而消除任何热点的出现。尽管风冷和液冷都可以节约能源消耗，但由于液体比热容和密度更高，液体冷却方案更容易达到较低的水平。 PUE 例如，传统的风冷数据中心 PUE 为 1.5 到 1.8，而且液冷方案能做到 1.1 下面，符合较低碳足迹要求。

在技术路线上，液体冷却服务器主要分为浸没式液体冷却服务器、喷淋式液体冷却服务器和冷板式液体冷却服务器。不同的服务器和数据中心通常根据基础设施的设计采用不同的液体冷却方案。比如阿里主要采用浸没式，中科曙光、浪潮、华为等厂家主要采用冷板式液体冷却方案。当前主流方案仍以浸没式和冷板式为主，喷淋式在国内外实际应用较少。

浸没式液冷

浸没式液体冷却是将整个服务器部件浸入液体中的一种液体冷却方式。在浸没式液体冷却系统中，服务器部件将被放入专有的非导电液体中，然后加热液体从部件中循环出来。

单相浸没阿里云冷却液 / 阿里巴巴

浸没冷却分为单相和双相两种。单相浸没冷却是指冷冻液在不挥发的情况下保持液体状态。在捕捉浸入组件的热量后，液体仍然需要通过冷却塔、冷却器或现有的制冷机组进行冷却。双相浸没式液体冷却所用的冷冻液在较低的温度下会挥发，因此蒸发的冷冻液需要用冷凝管冷凝回液体，这些冷凝管通常位于机架的顶部。

服务器液冷方案制造商 Asperitas 举例来说，他们使用了浸没式冷冻液壳牌。 S5X，这是一种具有高冷却效率和流动特性的氮氧化合物单相液体。这种单相液体本身不会挥发，所以不需要加满或更换液体，只需要定期检测冷却液的性能即可。

考虑到很多冷冻液都是液体化合物，很多厂家也在担心是否会带来一定的火灾隐患。但对于大多数浸没式液体冷却厂家使用的冷冻液来说，不仅会保证其高绝缘性、高流动性和高热排放效率，还会保证这类材料的高燃点，所以不用担心点火。

冷板式液冷

冷板式液体冷却是一种非接触式液体冷却技术，它利用液体作为传热介质，在冷板内部通道中流动，从而实现传热。这种方法对整个服务器芯片等多个部件的改变量较小，可执行性较强，因此是目前比较成熟的液体冷却散热方案，在整个液体冷却服务器中所占的比例高达 80% 以上。

液冷技术虽然在提高能效方面提供了足够的优势，但在各种方案成熟后肯定会大受欢迎。然而，基于水的冷却方案仍然会消耗大量的水资源，尤其是在一些水源短缺的环境中。因此，如何控制液冷策略的水循环成为最大的挑战。

ZutaCore 为无水液冷解决提供闭环解决方案 Hypercool，采用高效的双相烧开和冷凝技术，将大量热量从处理器和服务器中转移。它是一种直接连接芯片的冷却方案，是目前芯片冷却方案中效率最高的一种，将冷却液直接施加到芯片中，提取和分散热量。但 ZutaCore 在这个方案中没有使用水，完全不用担心设备腐蚀等威胁。

无水冷板式液冷 / ZutaCore

据 ZutaCore 声称，这套液冷计划可以支持 1500W 上述功耗处理器，并且该方案具有可扩展性。它可以支持通过该方案改造的数据中心。 100kW 上述计算率集群的冷却，以及这种热量再利用的设计，可以在任何气候条件下达到最低。 PUE 并且能效表现最高。

在戴尔最近举行的全球科技会议上，ZutaCore 展示了基于该方案的绝缘冷板，不但可以直接适用于英伟达最新的绝缘冷板。 GB200，还可以提供最高值 120kW 机架冷却功率。据了解，ZutaCore 已与戴尔、华硕、和硕和和。 SuperMicro 等待行业巨头达成合作，并获得相关服务器认证。UNICOM Engineering 它将是第一个使用的 HyperCool 战略客户，他们将在戴尔部署液冷计划 XE9680 服务器上。

液冷市场未来预期

从目前的趋势来看，冷板式液体冷却和单相浸没式液体冷却仍然是大多数数据中心会选择的解决方案。如果你决心花钱改造或建立一个新的数据中心，你可能会选择单相浸没式液体冷却。而且追求尽量减少变化可以达到降低能效的数据中心，则会选择更成熟的冷板式液冷。随着液冷服务器的日益普及，不仅仅是浪潮、戴尔、华为、中科曙光等厂商，上游的接头，CDU 同时，冷冻液制造商也将迎来新的收入增长浪潮。

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