利多星智投：液冷服務器部署的核心優(yōu)勢與應用場景

當我們在手機上刷視頻、用云端辦公時，背后的數據中心正承受著巨大的算力壓力。隨著 AI 大模型訓練、超算中心等場景爆發(fā)，CPU/GPU 芯片的功耗早已突破千瓦大關，英偉達 H100 GPU 功耗達 700W，單機柜功率密度突破 50kW 已成常態(tài)。今天利多星智投就和大家介紹下液冷服務器的相關知識吧。

傳統(tǒng)風冷服務器面臨著難以逾越的物理天花板：空氣的導熱系數僅 0.024 W/mK，遠低于水的 0.6 W/mK，散熱效率低下；為了降溫，風扇和空調需消耗數據中心 30%-50% 的電能，導致 PUE（電能使用效率）難低于 1.3；更關鍵的是，當單機柜功率密度超過 20kW 后，風冷的成本和難度會呈指數級增長。

液冷服務器的出現正是為了破解這一困局。它以液體為冷卻介質，導熱效率是空氣的 25 倍以上，能輕松應對 100kW / 機柜的高密度計算需求，同時將 PUE 降至 1.05-1.1，節(jié)省 30% 以上總能耗，成為解鎖更高算力密度的關鍵鑰匙。

一、液冷服務器部署核心：原理與三大主流方案

液冷服務器的核心邏輯很簡單 —— 用液體替代空氣作為散熱載體，通過冷熱交換高效帶走芯片熱量。根據部署方式的不同，主流方案分為三類，適配不同場景需求：

1. 冷板式液冷：兼容性之王（市場占比 70%+）

這是目前最成熟的部署方案，核心是 “精準降溫”。工程師會在 CPU、GPU 等高功耗芯片表面安裝金屬冷板（通常為銅或鋁材質），冷板內部設計微流道，冷卻液通過管路循環(huán)流經冷板，直接吸收芯片熱量，再通過機房級的冷卻液分配單元（CDU）散熱后回流。

這種部署方式無需大幅改造服務器架構，中低功耗部件可保留風冷，支持 “風液混用”，兼容性極強。比如英偉達 HGX 液冷機柜就采用該方案，結合 45-50℃高溫水自然冷卻，能實現 PUE<1.1，廣泛應用于 AI 訓練集群和高性能計算場景。

2. 浸沒式液冷：極致散熱之選

如果說冷板式是 “局部降溫”，浸沒式就是 “全身冷卻”。部署時，整臺服務器會被完全浸泡在不導電、無毒無味的絕緣冷卻液（如氟化液）中，芯片產生的熱量直接被液體吸收，部分方案中冷卻液會吸熱沸騰，利用汽化潛熱快速散熱，蒸汽冷凝后循環(huán)使用。

這種方案的散熱效率堪稱極致，單機柜功率可達 100kW+，設備全域溫度波動 < 5℃，能顯著延長芯片壽命，且完全無需風扇，機房噪音可控制在 45dB 以下。芬蘭 LUMI 超算就采用浸沒式液冷，總功率 10MW+，PUE 低至 1.02；中科曙光的浸沒式液冷方案更實現單機柜功率密度 750kW，市占率高達 65%。

3. 噴淋式液冷：精準靶向探索

這是一種更具創(chuàng)新性的部署方式，通過服務器機箱頂部的噴頭，將冷卻液精準噴灑至芯片表面，吸熱后回流收集。其優(yōu)勢是用液量少、散熱精準，但面臨噴嘴防堵塞、液體控制難度大等工程挑戰(zhàn)，目前商業(yè)化案例較少，微軟等企業(yè)正在 Azure 服務器中開展試驗。

二、液冷服務器部署的核心優(yōu)勢與應用場景

四大核心優(yōu)勢，重塑數據中心生態(tài)

• 超高散熱效率：導熱效率是空氣的 25 倍以上，輕松應對千瓦級芯片和百千瓦級機柜的散熱需求；
  
• 極致能源節(jié)約：PUE 可低至 1.05-1.1，較風冷服務器節(jié)能 30% 以上，阿里云杭州數據中心年均 PUE 僅 1.09；
  
• 靜音空間優(yōu)化：無需高速風扇，噪音降低 20dB 以上，同時提升單機柜算力密度，節(jié)省機房空間；
  
• 余熱回收潛力：高溫冷卻液可用于城市供暖或生活熱水，微軟北歐數據中心余熱回收效率超 90%。
  

典型應用場景：哪里需要 “冷靜” 算力？

• AI 大模型訓練：千卡級 GPU 集群產生兆瓦級散熱需求，液冷是唯一可行方案，浪潮信息 M7 平臺實現 “ALL IN 液冷”，適配 1024 顆 H100 的集群需求；
  
• 超算中心與高密度數據中心：中科曙光液冷服務器支撐 “地球數值模擬裝置”，騰訊長三角 AI 超算中心采用液冷支持高密度 GPU 部署；
  
• 邊緣計算：5G MEC、車載算力平臺等空間有限場景，微型化冷板 / CDU 一體機可適配狹小環(huán)境；
  
• 綠色數據中心：響應 “東數西算” 工程 PUE<1.25 的要求，液冷成為政策鼓勵的節(jié)能技術，助力碳中和目標。
  

三、行業(yè)趨勢：液冷部署將成高密度計算標配

隨著 AI 芯片功率持續(xù)提升，2025 年全球 AI 芯片單機柜功率將突破 100kW，液冷技術的滲透率正快速攀升。IDC 預測，2025 年中國液冷服務器市場規(guī)模將達 33.9 億美元，2025-2029 年年復合增長率約 48%，2028 年將增至 162 億美元；集邦咨詢更預測，2025 年液冷在 AI 數據中心的滲透率將從 14% 躍升至 33%。

從產業(yè)鏈來看，浪潮信息、中科曙光、工業(yè)富聯等企業(yè)已形成成熟的部署方案，浪潮信息 2025 年 Q1 液冷服務器產能達 3.6 萬臺 / 月，訂單排至 2026 年。未來，“液冷原生” 服務器設計將成為主流，芯片、主板與液冷系統(tǒng)的協同優(yōu)化，將進一步釋放算力潛力。

液冷服務器的部署，不僅是散熱技術的革新，更是數字經濟發(fā)展的必然選擇。當我們享受著 AI、5G 帶來的便捷時，這些 “冷靜” 運行的服務器，正成為支撐技術進步的核心基石。