液冷 ≠ 普通水冷空调,而是把冷却“工质”(水、乙二醇溶液、电子氟化液或油)直接送到服务器热源(CPU/GPU、内存、电源模块),带走热量后再到室外散热的一套闭环系统。按接触方式分为三种主流形态:

1. 冷板液冷

   在芯片上贴一块带微通道的铜/铝冷板,液体在板内流动,带走芯片 70-80 % 热量;其余主板热量仍靠风冷。改造成本低,是目前落地最多的方案。

2. 单相浸没液冷

   整机主板浸没在电子氟化液槽中,液体 45-50 ℃ 循环,通过泵送到板式换热器与外界冷却水换热。无需风扇,PUE 可 <1.10。

3. 两相浸没液冷  

   电子氟化液沸点 50-60 ℃,芯片表面液体沸腾产生汽化潜热,蒸汽上升到冷凝器液化回流,散热效率最高,但密封与材料成本也最高。

为什么能显著降低 PUE?

1. 传热效率提升 10-100 倍  

   液体导热系数是空气的 20-1000 倍,同样 1 kW 热负荷,液冷所需流量与温差远小于风冷,泵+风机功耗仅为原来 30-40 %。

2. 送风温度从 22 ℃→45 ℃  

   芯片表面温度可稳定 60-70 ℃,机房无需低温设定;西北配套蒸发冷却或高温水(28 ℃)即可把液冷回水降到 40 ℃以下,压缩机全年停机,空调侧能耗下降 60-70 %。

3. 取消服务器风扇  

   浸没方案整机无风扇,IT 自身耗电减少 5-10 %,直接降低 PUE 分子。

4. 余热品位高,可再利用  

   45-55 ℃热水可用于生活热水、冬季采暖、吸收式制冷,综合能源利用率提升,进一步摊薄 PUE 计算中的“总耗电”。

西北算力中心实测效果

- 10 MW 机房,冷板+高温水方案,空调侧耗电从 0.35 W/W 降至 0.12 W/W  

- 年均 PUE 由 1.35→1.15,其中液冷贡献约 0.15-0.18  

- 与蒸发冷却叠加,压缩机年运行小时 <500 h,PUE 可逼近 1.10

一句话:液冷把“用空气吹”变成“用液体搬”,散热效率提高一个数量级,从而把空调耗电砍掉 60 % 以上,是西北干冷地区 PUE 做到 1.15 以内的核心技术之一。

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