
本期“5分钟IN科普”,让我们一起来聊聊散热以及液冷技术。
北半球的小伙伴们,你在的地方是不是暑热渐褪,清风送爽?度过盛夏的我们,最能体会这份由热转凉带来的舒畅与宁静。这份对“清凉”的渴望,不仅是人的感受,更是如今支撑数字世界运转的数据中心最深切的需求——它们也在呼唤一场精准高效的“降温革命”。
电流在集成电路中流动以完成计算任务,这一过程消耗能量并产生热量,须及时有效排出以确保芯片稳定、高性能地运行。24小时不间断运行的大型数据中心,对散热效率有着极高要求。传统散热方案通常以维持整体机房环境温度为主要目标。如今,伴随AI、云计算等新兴技术对算力需求的飞速增长,散热目标已超越了对环境温度的要求,而是追求更极致的芯片级散热效能。因此,为实现持续的高性能计算,越来越多系统开始采用更先进的冷却方案,其核心是在有限的空间内以更低能耗实现更高效的热量导出。

目前,液冷(liquid cooling),即利用液体介质高效传导服务器中各种元器件热量的技术,正凭借其在超高密度算力场景中的显著优势,正迅速从前沿技术走向规模化应用,成为新型数据中心散热方案的优先选择。

液冷的优势主要包括:
· 高效散热:液体的导热与热容远高于空气,能更快地带走热量,就像人发烧时用湿毛巾擦拭身体能更快降温一样;
· 节能低碳:液冷系统无需依赖高耗电的风扇群,整体能耗显著降低;
· 高密度部署:液冷系统直接贴合发热元件,节省空间,有助于在有限机架内集成更多芯片,提升算力密度;
· 稳定性更强:通过液体直接导热,散热路径更短、热阻更小,系统温度波动小,有利于数据中心长期平稳运行。

液冷具体是如何实现的?目前主要有以下几种方式:
·冷板式液冷:如同为服务器中的“精兵强将”进行“精准冰敷”。它在核心部件上安装金属冷板,冷却液在内部流道循环,把热量直接且快速带走。

· 浸没式液冷:如同让服务器机箱“泡个散热澡”,浸没式液冷把整台设备直接浸入不导电的特殊液体中,热量通过液体快速扩散,再由循环系统带走。

· 喷淋式液冷:类似“为服务器冲凉”,从上方对发热元件喷淋冷却液,液滴落回集液槽后完成热交换再次循环。

液冷技术仍在持续演进,以应对日益复杂多元的散热需求,主要发展方向包括:
· 材料创新:研发更高导热、更绝缘、低腐蚀且环保的新型冷却液,以及导热性能更强、耐腐蚀性更优的导热材料;
· 智能运维:借助传感器、物联网和AI技术,实现对温度、压力、流量等参数的实时监测与动态调控,提升系统能效与可预测性,改善系统可靠性;
· 标准化和模块化:行业正在积极推动液冷组件的标准化,如接口、冷板尺寸、液体标准等,让来自不同厂商的组件可以相互兼容;同时,液冷组件的模块化,如快接头和管路,也在提升液冷系统的部署和扩展效率。
例如,近期英特尔发起了“通用快接头(UQD)互插互换联盟”,与首批认证合作伙伴,包括英维克、丹佛斯、立敏达科技、蓝科电气和正北连接五大液冷生态独立硬件供应商携手,推进UQD的标准化设计和制造。该联盟致力于对UQD互换使用中的性能与可靠性展开验证,实现跨品牌产品的无差别兼容。这一举措显著降低了客户部署与维护的复杂性,有效减少总拥有成本(TCO),进一步推动了液冷技术的落地。
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