21. 液冷服务器工作原理。#液冷服务器工作原理 #冷水机 #制冷设备 #制冷机组 #嘉姆森智能科技有限公司 液冷服务器工作原理总述核心逻辑:液体比热容远大于空气,换热效率是风冷上千倍,以液体为传热介质,把CPU/GPU等芯片热量搬运至室外释放,形成闭式循环散热;分冷板式(间接液冷,主流)、浸没式(直接液冷,高算力) 两大路线。 一、冷板式液冷(间接接触,市面90%以上在用) 1. 核心原理 芯片不接触液体,铜/铝冷板紧贴高热芯片,冷却液在冷板内部微通道流动,隔着金属壁间接吸热;内存、硬盘、电源仍用小型风扇辅助风冷。 2. 完整循环流程(两段水循环) 1. 吸热端(服务器内部·二次回路)CPU/GPU发热 → 导热硅脂/导热垫传导至金属冷板 → 低温去离子乙二醇水溶液流经冷板微通道,吸收热量升温。2. 中转换热(CDU冷量分配单元)高温冷却液经机柜软管汇入CDU板式换热器;冷热隔离,把热量传递给机房一次侧冷水,自身降温回流服务器。3. 室外排热(一次回路)吸热后的一次侧热水输送至干冷器/冷却塔,与室外空气换热降温;冷水回到CDU,持续循环。 3. 关键介质 二次侧(服务器内):去离子水+乙二醇(防腐蚀、防冻);一次侧(机房管路):普通冷却水。 二、浸没式液冷(直接接触,AI超算/高密度机柜) 整机完全浸泡在绝缘不导电冷却液(氟化液/矿物油)中,液体直接包裹所有元器件,无风扇、无风道,热阻极低。分单相、两相(相变) 两种。 (1)单相浸没液冷(液体全程不沸腾) 1. 机柜槽体内低温绝缘液体包裹服务器,芯片发热直接对流加热液体;2. 热液上浮,经泵送入CDU换热器,热量转移给外部冷却水;3. 冷却后的低温液体回流槽底,依靠重力/泵形成持续循环。 (2)两相相变浸没液冷(散热效率最高) 冷却液沸点50~60℃,芯片发热超过沸点时,液体沸腾汽化,依靠汽化潜热极速带走热量: 1. 芯片表面产生气泡,蒸汽上浮至液面;2. 槽顶冷凝盘管冷却蒸汽,液化后滴落回液体;3. 多余热量通过CDU输送至室外冷却塔排出。优势:芯片温度被锁死在液体沸点,适合70kW以上超高功率单机柜。 三、核心通用部件作用 1. 冷板/浸没槽:热量捕获端,负责吸收芯片热量;2. CDU冷却分配单元:系统枢纽,隔离内外水路、控温控压、过滤杂质;3. 循环泵:驱动冷却液持续流动;4. 室外干冷器/冷却塔:最终向大气释放废热,液冷可提高供水温度,大幅减少制冷机组耗电;5. 绝缘冷却液(浸没专用):氟化液、矿物油,绝缘、不腐蚀电路板、不易燃。 四、冷板式 vs 浸没式原理核心区别 1. 传热路径冷板:芯片→导热垫→金属冷板→液体(多层热阻)浸没:芯片表面直接接触液体(热阻最小)2. 液体接触冷板:液体不碰电路板;浸没:整机全部泡在液体里3. 散热上限冷板:单机柜30~100kW;浸没:单机柜100~700kW+4. 能耗PUE冷板:1.15~1.25;浸没:1.02~1.10,节能优势明显 五、相比风冷的核心优势原理 空气导热系数极低,只能带走少量热量;液体密度、比热容远高于空气,同等流量下携热能力提升数百倍,无需高转速风扇,噪音低、功耗低,完美适配AI大模型、GPU集群等高算力服务器。