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EXK-B-021·B 级报告·前沿科技与产业趋势

数据中心为什么要"液冷"

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风扇快吹不动了:AI 芯片正逼着数据中心改喝『冷水』

这两年数据中心圈流行一句黑话——"给机柜灌水"。听着像事故,其实是主动干的:一排排价值连城的服务器,要么被贴上流着冷却液的金属板,要么干脆整台泡进油里。

好端端吹风扇不香吗,怎么开始往电路板边上通"水"了?

一句话说透:AI 芯片太能发热,风吹不动了

先给结论,省得你往"是不是设备漏水了"上想:AI 算力越堆越猛,芯片发的热也越来越离谱,靠吹风扇的老办法已经压不住。液体搬热的本事比空气强出一大截,所以数据中心只能改用"液冷"——让冷却液贴着芯片把热带走。 不是玩花活,是被烫得没办法了。

展开说:一巴掌大的芯片,热得像堆电暖气

先弄明白热是从哪来的。AI 干的活儿,本质是海量计算硬堆,芯片一刻不停地跑,功耗一代比一代吓人——顶级 AI 芯片的发热功率,早已从过去的百来瓦,一路飙到逼近千瓦级别,等于把好几个电暖气挤进一块巴掌大的地方。

再看散热这头。风冷的原理很朴素:风扇吹空气,空气擦过散热片把热带走。问题是空气这个"搬运工"太弱——它能装的热、能导的热都少得可怜。当一个机柜里塞进的功率一路涨到二三十千瓦以上,风扇转到最大、噪音吵成一片,也追不上芯片冒热的速度,于是就有了"热点""降频保命"这些糟心事。

液体就完全不是一个量级了。同样搬走一份热量,水的本事大约是空气的几千倍——传得更快、装得更多、路径还更短。把这么强的搬运工请到芯片边上,热还没来得及堆积就被拽走了。"泡冷水"不是矫情,是物理上更划算。

液冷有两条路:一条"贴板",一条"泡澡"

具体怎么灌,业内主要两种玩法。

一种叫冷板式:给发热的芯片贴一块布满细密流道的金属冷板,冷却液在板子里的管路中流过,隔着板把热"接"走,液体不直接碰芯片。它跟现有机房兼容好、改造小、最成熟,是眼下的主流——英伟达最新的旗舰算力机柜,用的就是这一路。

另一种叫浸没式:更狠,直接把整台服务器泡进一缸不导电的冷却液里,芯片、主板全在液体里泡着散热。它散热效率更高、能压得更低,但要专门的机柜和液体、改造动静大,目前更多用在追求极致能效的场景。

一句话记住:冷板是给芯片"贴块凉毛巾",浸没是让服务器"整个泡冷水澡"。

液冷还顺手省了一大笔电

散热这事,从来不只是"别烫坏",还关乎电费。数据中心里,光是制冷本身就是个电老虎——冷机、空调、风扇能吃掉相当大一块电,这部分省下来,全场都跟着省。

衡量数据中心"省不省电",业内看一个叫 PUE 的指标:数越接近 1,说明电几乎都喂给了算力、没浪费在散热上。液冷的传热路径短、还更容易借"自然冷源",能少开甚至不开高耗能的压缩机,把 PUE 明显往下压——这正是它比风冷更省电的关键。

叠加上"东数西算""双碳"这些政策对数据中心能耗卡得越来越严,风冷想达标越来越吃力,液冷几乎成了高算力机房的标配选择。

EXK-B-021 封面

从"给芯片降温",到"谁的芯片更能打"

看到这你大概回过味了:数据中心之所以大动干戈改喝冷水,根子在那块越来越猛、越来越烫的 AI 芯片上。芯片有多能算、有多省电,直接决定了机房要花多大力气去喂它、去给它散热。

而这背后,是一个更让人上头的问题——支撑起这一切的算力和芯片,究竟是谁的?国产芯片,又追到了哪一步?

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