过去，数据中心服务器单机柜功率通常在5kW～15kW范围内，空气冷却能够满足散热需求。但随着英伟达GB200、GB300、AMD MI系列等高性能计算平台进入市场，单机柜功率密度已经快速提升至50kW、100kW甚至更高。

在这样的背景下，冷板式液冷成为目前数据中心液冷技术中应用最广、商业成熟度最高的解决方案之一。

它通过冷却液直接接触CPU、GPU等高热流密度芯片，将热量快速传递至液冷循环系统，大幅提升服务器散热能力，同时降低能耗，提高数据中心空间利用率。

根据ASHRAE TC 9.9相关技术资料，冷板式液冷已经成为下一代高密度计算设备的重要散热方式，其核心优势在于兼顾性能、可靠性和现有数据中心兼容性。

一、什么是冷板式液冷？

冷板式液冷，也称为：直接芯片液冷/ DLC液冷

是一种利用液体作为传热介质，通过冷板直接带走服务器核心芯片热量的散热技术。

与传统风冷不同，冷板液冷并不是冷却整个服务器空间，而是针对CPU、GPU、AI加速卡等高功耗组件进行精准散热。

简单理解：风冷是“用空气带走整个服务器的热量”，而冷板液冷是“把冷却能力直接送到发热芯片表面”。

二、为什么AI服务器需要冷板式液冷？

1. 芯片功耗持续增长

近年来，高性能计算芯片功耗快速提升：

当芯片热设计功耗（TDP）持续提升时，空气无法有效解决局部热点问题。

空气的热容量和导热能力远低于液体，因此在高热流密度场景下，液冷具有天然优势。

2. 传统风冷达到瓶颈

传统数据中心主要依靠：

• CRAC空调
• CRAH机房空调
• 风道设计
• 冷热通道隔离

但风冷存在明显限制：散热密度有限

普通风冷机柜：10kW～15kW/rack

优化风冷：20kW～30kW/rack

而AI训练服务器：50kW+ /100kW+

已经超过传统风冷经济运行范围。

三、冷板式液冷系统工作原理

一个完整的冷板液冷系统通常包含：

主要组成部分：

1. 冷板

冷板安装于：

• CPU
• GPU
• ASIC芯片
• FPGA
• AI加速模块

内部设计：

• 微通道结构
• 铜基板
• 铝合金结构
• 高导热界面材料

冷却液流经内部通道，将芯片产生的热量带走。

2. CDU（Coolant Distribution Unit）

CDU是冷板液冷系统的重要设备。

主要功能：

• 液体循环控制
• 温度控制
• 压力管理
• 流量调节
• IT侧与设施侧隔离

CDU通常包含：

• 水泵
• 板式换热器
• 控制系统
• 过滤模块
• 传感器

对于大型AI数据中心，CDU已经成为液冷基础设施核心设备之一。

3. 管路与快速接头

液冷服务器需要：

1. Supply Loop（供液）
2. Return Loop（回液）

常见设计：

• 不锈钢管
• EPDM软管
• 快速断开接头（QD）

工程设计重点：

• 防泄漏
• 可维护性
• 压降控制
• 材料兼容性

四、冷板式液冷有哪些优势？

1. 支持更高机柜功率密度

这是液冷最大的价值。

对比：

对于AI服务器集群，冷板液冷可以显著减少机房空间压力。

2. 降低PUE，提高能源效率

液冷减少：

• 风机功耗
• 空调负载
• 气流组织损耗

优秀设计的数据中心可以实现更低PUE。

相比传统风冷：

• 冷却能耗降低
• IT设备稳定性提高
• 运维成本下降

3. 兼容现有服务器架构

相比浸没式液冷：

冷板液冷优势：

• 不需要服务器完全重新设计
• GPU/CPU改造成本较低
• 维护方式接近传统服务器
• 更容易规模化部署

因此，目前大多数企业级AI数据中心优先考虑冷板方案。

五、冷板式液冷与其他液冷技术对比

目前商业部署趋势：

冷板液冷 > 单相浸没 > 两相浸没

特别是在AI服务器领域，冷板液冷仍然是主流路线。

六、冷板式液冷应用场景

1. AI数据中心

典型设备：

英伟达HGX系列

英伟达GB200 NVL72

GPU训练服务器

需求：高密度计算 ;长时间满载运行; 稳定温控

2. 超算中心（HPC）

包括：

科研计算

气象模拟

生物计算

工业仿真

特点：长期高负载运行，对散热稳定性要求极高。

3. 区块链矿场

随着矿机功耗提升：

例如：蚂蚁矿机水冷系列；神马矿机水冷系列

传统风冷矿场面临：

• 噪音
• 高温
• 空气灰尘

液冷方案能够提高：

• 矿机稳定性
• 算力输出
• 运维效率

七、采购冷板液冷系统需要关注哪些指标？

对于采购和项目负责人，不应只关注价格，需要重点评估以下参数：

1. 最大散热能力

关注：

• kW/rack
• kW/CDU
• 单节点散热能力

例如：

50kW机柜？

100kW机柜？

未来扩展空间是多少？

2. 冷却液要求

常见：

• 去离子水
• 水乙二醇混合液
• 专用冷却液

关注：

• 腐蚀风险
• 电导率
• 维护周期

3. CDU能力

关键参数：

4. 可靠性设计

大型数据中心重点：

• 双泵设计
• 泄漏检测
• 快速维护
• 自动报警
• 冗余控制

八、冷板式液冷未来发展趋势

未来几年，随着AI计算需求增长，冷板液冷将持续升级：

1. 更高功率密度

未来：

• 100kW/rack+
• 200kW/rack+

将成为部分AI集群需求。

2. 更高温液冷

传统：18～25℃供液

未来：30～45℃温水液冷

可以减少冷机依赖，提高能源效率。

3. 智能液冷管理

结合：

• AI控制
• 数字孪生
• 自动流量调节

实现：

• 精准散热
• 降低能耗
• 自动运维

九、如何选择合适的冷板液冷供应商？

企业采购液冷系统时，应重点考察：

技术能力；

• 冷板设计能力
• CDU研发能力
• 系统集成能力

工程经验：

• AI数据中心案例
• HPC项目经验
• 大规模部署能力

制造能力

• CNC加工
• 流道检测
• 泄漏测试
• 批量生产能力

售后服务，液冷属于长期基础设施，需要：

• 全球交付能力
• 运维支持
• 备件供应

链力液冷：冷板式液冷数据中心一站式解决方案

链力液冷创办于2014年，在液冷行业的经验超过10+，在深圳龙岗区拥有自主研发，生成的现代工厂，从数据中心冷板，液冷机柜，CDU，到液冷数据中心集装箱，提高全链条的液冷解决方案，业务覆盖全球100余个国家及地区，支持个性化方案定制与专属技术服务。目前累计部署液冷设备超500万套，项目总功率突破10GW。全系产品拥有CE、UL、FCC、RoHS国际认证。

结语：冷板式液冷正在成为AI时代的数据中心基础设施

随着AI模型规模不断扩大，服务器功率密度持续提升，传统风冷正在逐渐无法满足未来计算需求。

冷板式液冷凭借：

• 高散热效率
• 高可靠性
• 良好兼容性
• 商业成熟度

已经成为AI服务器、超级计算以及高性能计算中心的重要技术路线。

对于正在建设下一代数据中心的企业而言，冷板液冷不仅是一种散热技术，更是一项决定未来计算能力扩展性的基础设施战略。