随着AI大模型与高性能计算集群规模持续扩大,单颗芯片的功耗已经超过上千瓦,传统风冷靠风扇吹走热量的方式越来越力不从心。于是,把冷却液直接送到发热源头的液冷技术,成为数据中心降低能耗、提升算力密度的关键方案。
冷板式液冷是当前落地最快的一条路线。它的思路并不复杂,把一块内部布满微通道的金属冷板贴在CPU或GPU表面,冷却液在板内循环流动,通过金属把芯片热量带走。相比风冷,水的比热容远高于空气,导热能力也强得多,因此单机柜可以塞进更高功率的服务器而不必担心过热。目前国内不少智算中心已经在采用这种方案,改造成本相对可控,只需在原有服务器上更换散热模组,再配套一套冷却液循环与换热系统即可。
浸没式液冷更为激进,直接把整台服务器浸泡在绝缘的冷却液中。由于液体与发热元件充分接触,散热效率极高,还能省去风扇等大量部件。浸没式又分为单相与两相两种,单相靠液体循环带走热量,两相则利用液体沸腾汽化吸收大量潜热,效率更高但工艺也更复杂。它的主要挑战在于绝缘液体的成本、维护难度以及对服务器内部材质的兼容性,目前多用于对散热要求极高的超算与部分AI训练集群。
液冷虽然性能突出,但落地仍有门槛。一是初期投入较高,需要改造机房管路、部署冷却液分配单元;二是运维要求更专业,一旦发生泄漏可能危及设备。不过随着芯片功耗持续攀升,液冷正从可选变成必选,冷板式与浸没式两种路线也在加速融合。可以预见,未来几年液冷会像当年的风冷一样,逐步成为新一代数据中心的标配散热方式。