AI算力狂飙不怕“发烧”？探索高效液体冷却方案

在人工智能（AI）迅猛发展的当下，强大的算力洪流也带来了“甜蜜的烦恼”——巨大的能源消耗和惊人的发热量。而芯片寿命随温度升高呈现下滑趋势，业界常用的说法是，芯片核心温度每升高10℃，其预期寿命就会减半。如果散热问题得不到有效解决，芯片就会因过热而性能下降，甚至损坏，严重影响数据中心的稳定运行。为防止芯片“高烧不退”，新型液冷技术浮出水面，正在改写芯片散热规则。

液冷技术：让AI算力“冷静下来”

液体冷却包括多种技术，如冷板式和喷淋式液冷。作为解决数据中心散热难题的首选方案，液冷技术通过液体介质直接吸收和传导热量，实现高效的散热。液体的比热容和导热系数远高于空气，在相同条件下，液体冷却的效率比空气冷却高出1000到3500倍。这种高效的散热能力使液体冷却在高密度、高功率服务器环境中表现出色，能够有效降低设备温度，提高系统稳定性。

在数据中心的实际应用中，液冷技术已取得了显著成效。研究表明，与传统风冷数据中心相比，液冷数据中心能有效降低能源消耗比，节省约30%的能源。液冷服务器可以在更高的温度下运行，进一步减少了对其他冷却资源的需求。此外，液体冷却系统还能实现更高的计算密度，提高整体能效。

浸没式液冷：挑战散热效率“天花板”

浸没式液冷是典型的直接接触型液冷，它将发热元件完全浸没在冷却液中，依靠液体循环流动带走设备运行产生的热量。由于发热元件与冷却液直接接触，散热效率更高，噪声更低（没有风扇），还能解决更高热密度和更加节能的问题。根据冷却液是否发生相变（从液态转化为气态），浸没式液冷又可分为单相浸没式和相变浸没式。

尽管这一架构需要为每个服务器配备独立外壳，在一定程度上占用了数据中心建筑空间，但在不改变现有部署架构的前提下，通过外壳集成服务器与冷却液的设计，相比传统分散式冷却方案，反而提升了单位空间的设备部署密度。

微流控技术：芯片级“精准冷却利器”

作为液体冷却在芯片级应用的前沿探索，微流控技术为芯片散热带来了新的曙光。该技术通过在芯片内部或封装内集成微小流体通道，直接将冷却液输送到热源附近，实现高效热传导。该技术的独特之处在于能精准把控热量传递路径，大幅降低热阻，有效降低芯片工作温度。

其中，三维微流控液冷系统直接在芯片内部嵌入微通道，让液体流经其中吸收并转移热量。新型水冷系统采用三维微流控通道结构，结合毛细结构和歧管分布层，其性能系数（COP）最高可达10⁵，这一数字显著优于传统冷却技术。这一研究为解决大功率电子设备热管理难题提供了新的思路。

安富利：液冷领域的“创新先锋”

为算力“发烧”降温

未来，随着人工智能的爆发式增长将会促使更多的数据中心在不同的区域落地。这就迫切需要为其提供电力与热管理支持，而这一需求也给数据中心带来了巨大挑战。为保障设备稳定、高效运行，数据中心必须采取有效措施控制设备温度。在此背景下，热管理技术的改进成为行业关注焦点。从芯片级的微流体冷却技术，到采用直接芯片冷却和浸没式冷却技术的服务器液冷方案，相关技术正不断探索与应用，相信液冷技术将成为支撑人工智能高速发展的可靠基石，也为数据中心在新时代的发展筑牢了坚实的技术支撑。