深入分析！两相冷板液冷系统的优势与挑战

近年来，人工智能大数据模型、云计算、超级计算等领域对计算能力提出了更高的要求。随着服务器的快速迭代和芯片的不断升级，散热需求也迅速增长。面对高密度散热需求，液冷技术发展出了多种路径，主要包括冷板液冷、浸没式液冷和喷淋式液冷。其中，冷板液冷是目前主流的成熟技术方案，可分为单相冷板液冷和两相冷板液冷。今天，我们将以嘉乐德为例，重点介绍两相冷板液冷技术，并深入分析该技术的优势和挑战。

基于大量的市场调研，我们将从以下三个方面探讨两相冷板液冷的技术优势：

液冷系统的架构和兼容性

与浸没式液冷相比，冷板液冷对传统服务器架构的适应性更好，整体重量变化不大，对机房承载要求也不高。它适用于现有机房的升级改造，也更有利于后期将单相冷板升级为双相冷板。同时，冷板液冷对CPU/GPU的改动较小，对配套电气机架的改动也相对较小。冷却液不直接接触电子元件，可以避免许多兼容性问题。此外，在相同散热量下，双相冷板液冷系统的泵驱动能耗低于单相冷板和浸没式液冷循环系统。

经济效率

在低压相变冷却剂循环过程中，铝可以替代铜，避免在管道中使用不锈钢和铜等高价金属，从而降低系统管道成本。与浸没式液冷系统中大量使用电子氟化液/矿物油相比，冷板液冷系统冷却剂的用量和日常维护损耗远低于浸没式液冷系统，且初始投资也更低。

冷却剂特性

电子氟化液/制冷剂的导电性极低，常用于清洗电子元件。即使发生泄漏，也不会对电子元件造成损坏；电子氟化液/制冷剂是一种纯净物质，系统循环过程中无需添加缓蚀剂/杀菌剂等添加剂，从而保证了系统的清洁度，降低了系统腐蚀的风险。得益于成熟的传统制冷系统技术，系统安装干式过滤器后，可长期保持清洁，大大降低了管道堵塞和腐蚀的可能性；冷却剂相变产生的沸腾换热效率约为单相对流换热效率的3～10倍，能够满足高密度散热的需求。同时，相变冷却剂的载热能力也高于单相冷却剂的显热。该系统能够在小流量下满足散热要求，并降低循环泵的能耗。

虽然两相冷板液冷系统具有一系列优点，但目前国内大多数供应商仍处于研发阶段，批量生产项目较少，并且仍然面临一些技术挑战：

寻找或开发合适的电子氟化液体或制冷剂，以确保适当的相变温度和压力，避免蒸发温度过低或泄漏时电子元件发生冷凝；

需要成熟的节点级液体流量控制和相变压力控制；

组件尺寸问题（小型化/集成化）、易用性；

尽管两相冷板液冷技术仍有很长的路要走，但随着高密度散热需求的增加以及低温环境下低版本芯片超频需求的增长，两相冷板液冷技术终将在液冷市场占据一席之地。嘉乐德积极追踪数据中心冷却系统的前沿技术探索，正与多家国际服务器及散热管理系统供应商开展两相冷板液冷技术的研究，旨在与客户携手共赢，共同引领未来计算市场走向信息化、智能化和商业化！