AI数据中心正在重新定义冷却系统

为直接液冷重新定义水力系统

直接液冷系统的性能不仅依赖于冷却设备,还取决于将流体从灰区输送到白区的整个水力基础设施。通过白皮书了解材料选择如何影响纯度、性能和系统可靠性。

冷却基础设施面临挑战

数据中心行业正在快速发展,但AI的崛起正在从根本上改变设施的设计和运行方式。功率密度从16kW/机架跃升至100kW及以上,未来还将有300–600kW的趋势, 这让为低千瓦世界设计的冷却系统濒临极限。

与此同时,运营商面临更严苛的可持续发展目标,而涵盖冷板、CDU和连接方式的碎片化液冷生态系统,给工程师带来更多复杂性。在这一切之中,往往被忽视的关键要素,是负责输送冷却剂的水力基础设施。

从风冷到可扩展的直冷液冷

直接芯片液冷(DLC)中管路系统性能的决定因素有哪些?

液冷正在不断普及,因为液体传热效率远高于空气,水的热容量约高出空气3500倍。但系统性能不仅取决于冷却单元。冷板微通道极易受影响,哪怕是微观颗粒也可能降低性能甚至导致故障。因此,管路系统材料会直接影响:

冷却液纯度及污染风险

在直接液冷系统中,哪怕是微粒也会影响冷板性能或引发长期可靠性问题。工程师必须确保整个水力回路的纯度,从灰区到白区不会将污染物带入日益敏感的冷却环境。

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水力性能

伴随机架密度提升,流量需求和系统复杂性也在增加。系统整个生命周期内保持长距离管路网络的稳定流速,是确保冷却性能一致、避免不必要能耗的关键。

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系统可靠性及防泄漏

冷却基础设施必须在苛刻环境下持续运行,即便很小的故障也可能带来高昂的宕机成本。打造无泄漏、长期可靠的系统,尤其是各种连接点的设计,依然是水力系统设计中的主要挑战之一。

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安装工期与可扩展性

数据中心项目面临持续的快速交付压力,同时还需留足未来扩容空间。工程师必须兼顾安装速度与系统质量,并确保冷却基础设施能伴随算力密度增长实现扩展。

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技术冷却系统的方案与详细工程
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聚合物管路在DLC中的角色

了解流体输送元件——从管道和管件到阀门与机架内分水器——如何影响系统从冷水机组到芯片的性能、可靠性与可扩展性。

被误解的材料——聚合物

金属管路长期以来一直是数据中心冷却系统的标准选择。但这一观念正不断被挑战。高性能聚合物:

  • 已在有压力、关键任务环境中有数十年应用
  • 满足温度、压力和超高纯度要求
  • 广泛应用于半导体制造业

许多误解源于将工业级聚合物与消费级塑料等同。实际上,PP-H和PVDF此类材料是为高性能水力系统而设计的

聚合物管路系统在数据中心冷却应用中日益获得青睐

高热量负荷的可扩展冷却方案

NETMOUNTAINS数据中心项目与RITTAL合作交付,展现了工程化聚合物元件在关键冷却环境中流体输送的优势。该项目突出了材料性能、加速调试及为高密度数据中心提供可扩展基础设施方面的主要优势。

最近在德国费尔伯特的NETMOUNTAINS新托管数据中心,仅用6周就完成了液冷系统部署,彰显了工程聚合物流体解决方案如何助力构建可扩展的直冷液冷基础设施。

  • 冷却环路从干式冷却器到机架内分水器

  • 横跨灰区与白区的集成

  • 支持最高66kW机架密度

  • 通过预制加速安装进程

结果:为高密度工作负载提供了可靠、可扩展的水力冷却基础设施。

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LiquidCore产品组合

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探索专为直接液冷打造的全聚合物解决方案。该系统保障了CDU与冷板间的可靠流体传输。产品组合全面,配合量身定制的工程设计,实现优化设计与精确预制,加快安装进度。

应用场景

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工程级热塑性材料是设施冷却水系统与技术冷却系统中的优选材料,连接灰区与白区。了解更多应用场景

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GF丰富的在线工具助力多种应用配置及计算。通过选定材料、产品、设计及尺寸参数,快速简便地计算项目关键指标——从设施冷却水系统到机架内集流器均适用。

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开放计算项目(The Open Compute Project,简写OCP)是由全球工程师组成的快速成长社区,致力于为可扩展计算打造和交付最高效的服务器、存储和数据中心硬件。GF流体方案很荣幸于2024年加入这一创新倡议组织。

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