液冷技术:高热密度数据中心散热新范式,重构算力基础设施温控格局
发布时间:2026-02-02
在云计算、大数据,尤其是人工智能技术的高速创新与迭代下,承担海量数据计算、存储与算力输出的数据中心,正面临前所未有的性能与散热双重挑战。为适配业务爆发式增长需求,数据中心基础设施与 IT 设备的算力密度持续攀升,传统风冷空调系统已难以应对高热密度散热痛点,而液冷技术凭借远超风冷的散热效率与更低能耗表现,成为破解行业瓶颈的核心方案,逐步成为下一代数据中心温控的主流选择。

随着 AI 大模型、物联网、机器学习等技术的深度落地,数据中心服务器 CPU、GPU 等核心器件的算力与功耗同步飙升,设备运行温度持续走高,传统空气冷却的散热能力已触达上限。作为计算机冷却领域的革新性技术,液冷不仅能轻松应对更高功率密度的散热需求,还具备运行洁净、低噪静音、综合成本更低等核心优势,彻底打破风冷技术的应用局限。相关研究数据显示,在浸没式液冷市场中,高性能计算领域已占据第二大市场份额,成为液冷技术规模化落地的核心应用场景。
一、液冷技术:深耕半世纪的高效散热方案
液冷是以高比热容液体作为热量传输介质,为服务器等 IT 设备提供散热支持的冷却方式,并非新兴技术。早在上世纪 60 年代,IBM 大型计算机就已采用水冷技术实现核心器件散热,历经数十年技术迭代,如今液冷已从早期小众应用,逐步拓展至高性能计算、云计算、AI 算力中心等核心场景,成为适配高热密度算力需求的主流温控方案。
二、液冷技术核心分类:按接触方式划分两大路径
依据液体与发热器件的接触形式,液冷技术主要分为间接接触型液冷与直接接触型液冷两大类,其中冷板式液冷是间接接触型的典型代表,也是当前行业应用最成熟的技术路径。

冷板式液冷:成熟度领先的气液混合散热方案
冷板式液冷的核心原理,是将服务器 CPU、GPU 等主要发热器件固定于专用冷板表面,通过冷板内部循环流动的液体,直接带走器件运行产生的热量,实现精准散热。由于服务器硬盘、电源等辅助发热部件仍需依靠风扇驱动空气散热,因此搭载冷板式液冷的服务器也被称为 “气液双通道服务器”。
经过多年技术迭代与实践验证,冷板式液冷技术已趋于成熟,在近年开放数据中心峰会中,BAT 等互联网头部企业均已展示自研冷板式液冷服务器,验证了技术的可行性与先进性。该技术对现有数据中心架构改造影响极小,无需大规模调整机房布局与基础设施,同时兼具低噪音、高能效、低总体拥有成本(TCO)等优势,可有效解决中高热密度数据中心的散热难题,是当前数据中心温控升级的过渡性优选方案。

三、液冷规模化落地:三大核心挑战待突破
尽管液冷技术具备风冷无法比拟的核心优势,且市场需求与产业驱动力已为其大规模应用奠定基础,但在现有数据中心体系中全面部署,仍面临三大现实阻碍,制约技术普及速度。
1. 行业标准缺失,规范体系待完善
当前液冷技术,尤其是浸没式液冷,在数据中心领域的大规模商用案例仍较为有限,尚未形成统一的国家或行业标准,缺乏对技术参数、产品规格、施工规范、运维标准等维度的明确界定。标准体系的空白,导致液冷产品质量参差不齐、厂商技术路线各自为战,不仅增加了行业协作成本,也让下游客户难以形成统一的选型与应用标准,制约技术规模化推广。
2. 适配现有机房,空间利用率受限
现有数据中心的物理基础设施,均基于传统风冷系统架构设计,从楼体承重、机房层高,到机柜布局、运维通道,均围绕风冷设备与气流组织规划。而浸没式液冷需配备专用液体容器,同时为保障运维人员操作便利性,需预留更大操作空间,必然导致机房空间利用率下降;冷板式液冷虽改造幅度较小,但仍需适配管路布局与冷板安装,对机房局部空间与承重也提出新要求,与现有基础设施的适配性不足。
3. 制冷颗粒度细化,运维复杂度提升
传统风冷系统以机房、机柜组为核心制冷单元,颗粒度较大,运维管理相对简便;而液冷技术的制冷颗粒度可细化至机柜级、服务器级,甚至芯片级,散热单元更精细、系统架构更复杂。这不仅增加了液冷管路、冷板、密封组件等硬件的运维难度,也对运维人员的技术能力提出更高要求,一旦出现泄漏、流量异常等问题,排查与修复流程更繁琐,运维成本与风险同步上升。
液冷技术的出现,既是对现有数据中心制冷架构的颠覆性挑战,也是推动行业绿色化、高效化升级的重大机遇。随着技术持续迭代、标准体系逐步完善、产业生态不断成熟,液冷将逐步破解落地瓶颈,从高性能计算等小众场景,走向通用数据中心规模化应用,在数据中心温控领域占据核心地位,成为支撑 AI 时代算力基础设施高效运行的关键支撑。
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