電子愛好者網(wǎng)報(bào)道(文章 / 周凱揚(yáng))隨著近年來數(shù)據(jù)中心計(jì)算率的不斷飆升，風(fēng)冷已接近 cover 當(dāng)芯片無法獲得熱功率時(shí)，以液體為冷卻介質(zhì)的液體冷卻方案很快就被推到了臺前。對于不同的國家 PUE 在對指標(biāo)要求越來越嚴(yán)格的情況下，要想借助 GPU 集中計(jì)算集群構(gòu)建智算網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)然不能在散熱上馬虎。因此，自 19 從2000年開始建立商業(yè)應(yīng)用的液冷服務(wù)器，逐步占據(jù)更多的市場份額。

液體冷卻的重要性

隨著英偉達(dá) B200 GPU 的推出，8 路 B200 的 DGX B200 接近 15kW 最高的功耗已經(jīng)讓很多服務(wù)器廠商覺得全面向液體冷卻邁進(jìn)勢在必行，尤其是相比之下，如今的液體冷卻方案提供了更多的技術(shù)優(yōu)勢。

舉例來說，與風(fēng)冷服務(wù)器相比，液冷服務(wù)器可以提供更高的服務(wù)器計(jì)算密度，從而為計(jì)算資源分配更多的空間。其次過熱的 CPU、GPU 與其他加速器達(dá)到熱瓶頸后，服務(wù)器性能將明顯下降。雖然風(fēng)冷也能解決散熱問題，但與液體冷卻相比，散熱效率和極限效果還是有一定差距的，所以液體冷卻方案更容易提高服務(wù)器的綜合性能，潛在降低失效率。

此外，它在噪聲方面具有優(yōu)勢。無論哪種液體冷卻方案，噪聲控制都會比風(fēng)冷方案安靜，因?yàn)榉?wù)器風(fēng)扇以極低的速度運(yùn)行。不但如此，與風(fēng)冷散熱相比，液冷散熱更容易保證平衡散熱性能，從而消除任何熱點(diǎn)的出現(xiàn)。盡管風(fēng)冷和液冷都可以節(jié)約能源消耗，但由于液體比熱容和密度更高，液體冷卻方案更容易達(dá)到較低的水平。 PUE 例如，傳統(tǒng)的風(fēng)冷數(shù)據(jù)中心 PUE 為 1.5 到 1.8，而且液冷方案能做到 1.1 下面，符合較低碳足跡要求。

在技術(shù)路線上，液體冷卻服務(wù)器主要分為浸沒式液體冷卻服務(wù)器、噴淋式液體冷卻服務(wù)器和冷板式液體冷卻服務(wù)器。不同的服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心通常根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)采用不同的液體冷卻方案。比如阿里主要采用浸沒式，中科曙光、浪潮、華為等廠家主要采用冷板式液體冷卻方案。當(dāng)前主流方案仍以浸沒式和冷板式為主，噴淋式在國內(nèi)外實(shí)際應(yīng)用較少。

浸沒式液冷

浸沒式液體冷卻是將整個(gè)服務(wù)器部件浸入液體中的一種液體冷卻方式。在浸沒式液體冷卻系統(tǒng)中，服務(wù)器部件將被放入專有的非導(dǎo)電液體中，然后加熱液體從部件中循環(huán)出來。

單相浸沒阿里云冷卻液 / 阿里巴巴

浸沒冷卻分為單相和雙相兩種。單相浸沒冷卻是指冷凍液在不揮發(fā)的情況下保持液體狀態(tài)。在捕捉浸入組件的熱量后，液體仍然需要通過冷卻塔、冷卻器或現(xiàn)有的制冷機(jī)組進(jìn)行冷卻。雙相浸沒式液體冷卻所用的冷凍液在較低的溫度下會揮發(fā)，因此蒸發(fā)的冷凍液需要用冷凝管冷凝回液體，這些冷凝管通常位于機(jī)架的頂部。

服務(wù)器液冷方案制造商 Asperitas 舉例來說，他們使用了浸沒式冷凍液殼牌。 S5X，這是一種具有高冷卻效率和流動(dòng)特性的氮氧化合物單相液體。這種單相液體本身不會揮發(fā)，所以不需要加滿或更換液體，只需要定期檢測冷卻液的性能即可。

考慮到很多冷凍液都是液體化合物，很多廠家也在擔(dān)心是否會帶來一定的火災(zāi)隱患。但對于大多數(shù)浸沒式液體冷卻廠家使用的冷凍液來說，不僅會保證其高絕緣性、高流動(dòng)性和高熱排放效率，還會保證這類材料的高燃點(diǎn)，所以不用擔(dān)心點(diǎn)火。

冷板式液冷

冷板式液體冷卻是一種非接觸式液體冷卻技術(shù)，它利用液體作為傳熱介質(zhì)，在冷板內(nèi)部通道中流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)傳熱。這種方法對整個(gè)服務(wù)器芯片等多個(gè)部件的改變量較小，可執(zhí)行性較強(qiáng)，因此是目前比較成熟的液體冷卻散熱方案，在整個(gè)液體冷卻服務(wù)器中所占的比例高達(dá) 80% 以上。

液冷技術(shù)雖然在提高能效方面提供了足夠的優(yōu)勢，但在各種方案成熟后肯定會大受歡迎。然而，基于水的冷卻方案仍然會消耗大量的水資源，尤其是在一些水源短缺的環(huán)境中。因此，如何控制液冷策略的水循環(huán)成為最大的挑戰(zhàn)。

ZutaCore 為無水液冷解決提供閉環(huán)解決方案 Hypercool，采用高效的雙相燒開和冷凝技術(shù)，將大量熱量從處理器和服務(wù)器中轉(zhuǎn)移。它是一種直接連接芯片的冷卻方案，是目前芯片冷卻方案中效率最高的一種，將冷卻液直接施加到芯片中，提取和分散熱量。但 ZutaCore 在這個(gè)方案中沒有使用水，完全不用擔(dān)心設(shè)備腐蝕等威脅。

無水冷板式液冷 / ZutaCore

據(jù) ZutaCore 聲稱，這套液冷計(jì)劃可以支持 1500W 上述功耗處理器，并且該方案具有可擴(kuò)展性。它可以支持通過該方案改造的數(shù)據(jù)中心。 100kW 上述計(jì)算率集群的冷卻，以及這種熱量再利用的設(shè)計(jì)，可以在任何氣候條件下達(dá)到最低。 PUE 并且能效表現(xiàn)最高。

在戴爾最近舉行的全球科技會議上，ZutaCore 展示了基于該方案的絕緣冷板，不但可以直接適用于英偉達(dá)最新的絕緣冷板。 GB200，還可以提供最高值 120kW 機(jī)架冷卻功率。據(jù)了解，ZutaCore 已與戴爾、華碩、和碩和和。 SuperMicro 等待行業(yè)巨頭達(dá)成合作，并獲得相關(guān)服務(wù)器認(rèn)證。UNICOM Engineering 它將是第一個(gè)使用的 HyperCool 戰(zhàn)略客戶，他們將在戴爾部署液冷計(jì)劃 XE9680 服務(wù)器上。

液冷市場未來預(yù)期

從目前的趨勢來看，冷板式液體冷卻和單相浸沒式液體冷卻仍然是大多數(shù)數(shù)據(jù)中心會選擇的解決方案。如果你決心花錢改造或建立一個(gè)新的數(shù)據(jù)中心，你可能會選擇單相浸沒式液體冷卻。而且追求盡量減少變化可以達(dá)到降低能效的數(shù)據(jù)中心，則會選擇更成熟的冷板式液冷。隨著液冷服務(wù)器的日益普及，不僅僅是浪潮、戴爾、華為、中科曙光等廠商，上游的接頭，CDU 同時(shí)，冷凍液制造商也將迎來新的收入增長浪潮。

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