液冷散热成为AI浪潮中的新宠

随着人工智能技术的不断发展，以ChatGPT为代表的生成式人工智能模型不断出现和更新，AI浪潮快速席卷整个行业，推动着AI产业持续迭代更新。在此背景下，高算力的数据中心基础设施建设不仅供不应求，还承载着数据加速计算和大规模数据处理的重任。然而，这对数据中心的制冷设备和技术也提出了更高的要求，功耗上升的高算力服务器设备，不断逼近传统的风冷散热阈值。相反，液冷的散热在这一方面可以做到降本增效，提高数据中心的可靠性和稳定性。

图1 液冷系统通用架构原理图

            图表来源：中兴通讯《液冷技术白皮书》

液冷，顾名思义是一种通过液体冷却电子设备的散热技术，可以提高数据中心的散热效率，适用于需提高计算能力、能源效率、部署密度等应用场景。与传统的风冷散热技术相比，液冷散热技术也具备高散热、低功耗、低噪音、低TCO等优点，凭借诸多优势，被广泛应用在数据中心、高性能计算、人工智能等领域。

根据液体接触的方式，液冷技术主要分为直接液冷和间接液冷两种方式。其中，直接液冷包括喷淋式液冷和浸没式液冷，浸没式液冷还分为单相浸没液冷和双相浸没液冷；间接液冷主要是冷板式液冷，这也是目前成熟度最高的液冷技术。

冷板式液冷

冷板式液冷是通过将换热器直接贴合在发热部件上实现散热。这种技术采用微通道强化换热手段，可以提供极高的散热性能。

浸没式液冷

浸没式液冷是一种将服务器完全浸没在冷却液中的散热技术，通过循环流动或者相变气化带走热量，这二者的区别对应单相浸没式和双相浸没式，可以100%液体冷却。

喷淋式液冷

喷淋式液冷是一种将冷却液直接喷洒在发热器件上的散热技术，通过控制冷却液的喷洒量和喷洒角度来实现控温。节能效果弱于浸没式液冷，是这三种液冷技术中运行维护最为复杂的。

图2冷板式液冷、浸没式液冷和喷淋式液冷技术对比表

            资料来源：中兴通讯《液冷技术白皮书》、《数据中心液冷技术发展分析》

相较于其他液冷技术，冷板式液冷出现的较早，可维护性和兼容性较好，对改造和部署要求更低，应用场景也广泛；浸没式液冷，分为单相浸没式和双相浸没式。双相浸没式在使用过程中冷却液会发生相变，控制复杂；而单相浸没式能够相对简单控制冷却液的挥发流失，也不需要频繁补充冷却液，因此单相浸没式比双相浸没式应用更广泛。喷淋式液冷需要保证服务器整体都密封在气相柜中，然而后期的维护会破坏原有密封状态，且喷淋式液冷应用场景十分有限。

当前，液冷技术在市场上的需求逐年增长，而冷板式液冷和浸没式液冷是目前行业内应用频率最为广泛的两种主流液冷技术。随着国家双碳节能政策的驱动，市场对液冷技术的需求将会逐步提升。与此同时，规范和统一液冷技术标准，建立良好的行业产业链生态也变得越来越重要。这将有助于推动整个行业的健康发展，提高技术水平和市场竞争力。