液冷技術正迅速成為解決數據中心散熱問題的必要方案，因為業界亟需在高性能計算和人工智能的算力需求與本地電力供應之間找到平衡。目前已有浸沒式、芯片直冷等多種液冷技術，但關于液冷的諸多誤區仍未消除。

當前的電力供應體系，長期來看將難以滿足數據中心的算力能耗需求。

單塊圖形處理器平均每日耗電量達 54 千瓦時，這一數值通常相當于兩個普通家庭的日耗電量。而若按 5000 個數據中心機柜、30 萬塊圖形處理器的規模推算，其總耗電量約能供 40 萬個家庭使用，相當于美國得克薩斯州奧斯汀市的整體用電規模。

如果數據中心散熱系統無法滿足需求，設備就難以達到最大算力水平，通常算力利用率平均會低于 75%，這也會讓傳統數據中心的暖通空調設備不堪重負。借助仿真技術，能夠助力優化數據中心散熱系統的設計。

數據中心的液冷解決方案

液冷方案的落地，需要整合多家企業的各類技術，且最好按序部署這些系統，才能打造可持續運營的數中心。但目前很難找到一家成熟的一站式服務商，能夠全面完成方案設計、規劃、協調、項目管理，以及現場各類技術的安裝調試，實現系統的無縫啟動。

液冷系統安裝完成后，終端用戶的維護工作也存在一定復雜性。盡管液冷方案的普及率正不斷提升，但大多數數據中心技術人員并未接受過專業培訓，無法熟練操作液冷硬件，也不掌握相關組件的維護技巧。

設計人員在評估液冷方案前，必須明確自身的設計目標與需求，下一步則需制定詳細的審核計劃，對數據中心項目及其現有或規劃采購的新設備進行全面審核，以此明確設備與場地的各項要求。

隨后，設計人員需梳理并闡述自身需求，尋找不偏向任何原始設備制造商、精通多種液冷技術的優質一站式服務商。

合格的一站式合作商需具備以下能力：主導完成初期的方案設計與需求界定、采購客戶指定的技術設備、提供現場項目管理與安裝服務、完成服務器的安裝調試，以及為新系統提供全生命周期的維護支持。若設計人員同時評估多家服務商，需要求每家服務商提供全生命周期成本匯總報告，確保進行真實、全面的對比。

• 后門換熱器

液冷技術的應用場景廣泛，不同技術的安裝復雜度也各不相同。其中最常見的一種是后門換熱器技術，這是侵入性最低的液冷方案，可直接對現有機柜系統進行改造升級。

• 芯片直冷

芯片直冷也被稱為冷板式液冷或直接液冷，該技術通過冷卻液直接與服務器核心組件接觸并循環換熱，實現散熱。芯片直冷對安裝人員的技術要求更高，但散熱效率和機柜功率密度也能實現大幅提升。

• 單相浸沒式液冷

第三種方案是全液浸式散熱，即單相浸沒式液冷。該技術的安裝復雜度遠高于前兩者，但相比后門換熱器和芯片直冷，具備諸多顯著優勢，比如散熱效率與設備算力表現均能達到最優，還能大幅降低數據中心對暖通空調設備的需求，同時有效降低機房內的噪音，改善技術人員的工作環境。

這種也被稱為開式浴式浸沒冷卻的技術，是將服務器或電子元器件完全浸沒在具有良好導熱性和絕緣性的介電流體中，以該流體作為冷卻液，防止設備發生漏電故障。絕緣介電流體可有效吸收元器件產生的熱量，且因采用單相技術，該流體在整個散熱過程中始終保持液態。

介電流體是一種可傳遞電場力但不具備導電性能的介質，礦物油、去離子水系統均屬于常見的介電流體冷卻液。

被浸沒在冷卻液中的發熱硬件會通過熱傳導提升冷卻液溫度，受熱后的冷卻液會被泵送至換熱器，經換熱器降溫后，再回流至開式儲液罐中，冷卻塔就是換熱器的常見類型之一。

單相液冷系統的維護成本更低、冷卻液的使用成本也更低，且基本不會出現蒸汽泄漏和冷卻液蒸發的問題。

單相浸沒式液冷的優缺點

優勢

1. 散熱能力強：冷卻液的熱容量大，能高效帶走元器件產生的熱量，可應對超高熱負荷

2. 散熱均勻：介電流體直接包裹并接觸所有浸沒的元器件，實現整機無死角均勻散熱

3. 降低噪音：無需風扇等任何送風設備，機房噪音水平大幅降低

4. 簡化散熱基礎設施：無需依賴空氣循環散熱，省去風扇、空調等大型散熱設備

5. 環境適應性強：浸沒式散熱系統相對獨立，受濕度、灰塵等外界環境因素影響小，在惡劣環境中也能穩定運行

劣勢

1. 初期建設成本高：搭建浸沒式液冷基礎設施的成本不菲，對現有數據中心進行改造時，成本會更高

2. 流體管理難度大：介電流體的選型與日常管理至關重要，相關成本可能較高，且需確保流體與設備材料的長期兼容性和穩定性

3. 維護與設備存取不便：設備檢修或更換時，需將元器件從冷卻液中取出，操作流程繁瑣，維護難度較大