數(shù)據(jù)中心液冷技術(shù)是解決高密度算力散熱難題的關(guān)鍵方案，尤其在AI、云計(jì)算和超算場(chǎng)景中逐步成為主流。

液冷技術(shù)的分類(lèi)與原理

冷板式液冷（間接液冷）

原理：通過(guò)金屬冷板直接接觸CPU/GPU等發(fā)熱部件，液體在冷板內(nèi)部流動(dòng)帶走熱量。

優(yōu)勢(shì)：兼容現(xiàn)有服務(wù)器架構(gòu)，改造成本低，適合局部高熱部件散熱。

浸沒(méi)式液冷（直接液冷）

原理：將服務(wù)器完全浸沒(méi)在絕緣冷卻液中（如氟化液或礦物油），通過(guò)液體沸騰/循環(huán)散熱。

優(yōu)勢(shì)：散熱效率提升50倍，支持單機(jī)柜100kW以上功率密度，噪音降低90%。

噴淋式液冷

原理：精準(zhǔn)噴射冷卻液至熱源表面，通過(guò)蒸發(fā)吸熱。

優(yōu)勢(shì)：靈活適配異構(gòu)計(jì)算設(shè)備，適合邊緣數(shù)據(jù)中心。

從國(guó)內(nèi)的液冷市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，冷板式液冷（間接液冷）目前是市場(chǎng)的主流方式。具體原因?yàn)?，系統(tǒng)簡(jiǎn)潔，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，同時(shí)冷卻速率能滿(mǎn)足目前算力的要求。冰河冷媒的水基冷卻液具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，具有較多的應(yīng)用案例，防腐性能優(yōu)秀，是冷板系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選冷媒。根據(jù)多個(gè)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，PUE的運(yùn)行值一般在1.1~1.2之間，跟室外換熱側(cè)是能耗的重點(diǎn)區(qū)，運(yùn)行過(guò)程需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，超過(guò)1.2的此系統(tǒng)可以尋找可以節(jié)能的點(diǎn)。

隨著數(shù)據(jù)中心算力的提升，冷卻需求會(huì)越來(lái)越高，冷板的上限必然不能滿(mǎn)足要求，因此需要浸沒(méi)式液冷（直接液冷），相變液冷：細(xì)分析主要原因是冷卻過(guò)程為沸騰換熱，傳熱系數(shù)高于液體對(duì)流，同時(shí)沸騰過(guò)程液體溫度不變，通過(guò)相變潛熱帶走大量熱量。非相變液冷：通過(guò)液體浸泡芯片，循環(huán)液體通過(guò)冷媒的溫差帶走熱量，換熱量有限，直接接觸式有一定的電導(dǎo)率和擊穿電壓要求，主要產(chǎn)品為油基冷媒，導(dǎo)熱系數(shù)低，比熱小，服務(wù)器機(jī)柜的流通面積大，芯片表面冷媒流動(dòng)速度小，實(shí)際換熱效果甚至不如冰河冷媒冷板換熱系統(tǒng)。因此浸沒(méi)式液冷相變換熱系統(tǒng)是未來(lái)的方向。通過(guò)市場(chǎng)的應(yīng)用案例分析，相變液冷的PUE在1~1.15之間。這個(gè)PUE范圍較寬，在1.1以?xún)?nèi)主要是一些輸送范圍小，尤其是單體設(shè)備的系統(tǒng)，例如集裝箱式，輸送能耗低，甚至可以靠芯片的熱驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，PUE可以 做到1.05以?xún)?nèi)。

噴淋式液冷目前主要以油基冷媒為主，整體PUE跟直接浸沒(méi)液冷相似。但對(duì)設(shè)備分液要求較高，要預(yù)防死區(qū)，造成設(shè)備燒毀故障。從傳熱學(xué)角度看，噴淋的液體更爆，換熱熱阻小，換熱能力強(qiáng)，理論換熱效率會(huì)高。尤其采用相變式換熱冷媒，膜態(tài)沸騰，傳熱系數(shù)更高，但目前的技術(shù)和思路并沒(méi)有發(fā)展到這塊。因此這個(gè)不是一個(gè)主流發(fā)展方向。有感興趣的機(jī)構(gòu)可以嘗試，相變噴淋液冷效率比浸末相變效率更高。

數(shù)據(jù)中心液冷形式多樣化，但每一種系統(tǒng)都有存在的合理性。因此PUE的高低更多的是落在了數(shù)據(jù)中心后期的運(yùn)營(yíng)上，需要懂系統(tǒng)，優(yōu)化節(jié)能運(yùn)營(yíng)思路。發(fā)揮系統(tǒng)最優(yōu)的狀態(tài)。