IT 制冷面临的挑战持续升级,随着新型服务器加速计算技术、机器学习、人工智能以及高性能计算不断推动数据中心环境的热密度升高,液冷正迅速成为高效应对高功率密度热点的主流技术方案。随着单机柜 GPU 算力不断提升,机架热负荷持续上涨,传统风冷散热的性能上限已经难以承载高密度算力产生的巨大热量,液体冷却方案的应用普及成为行业发展的重要趋势。
利用液冷来补充现有的机房制冷系统
要让高功率 CPU 和 GPU 在符合行业规范的条件下稳定运行,维持设备内部元器件处于安全工作温度区间,冷却液分配单元(CDU)相比传统风冷方案,能够提供更宽范围的制冷能力、更高的运行能效以及更灵活的部署解决方案。
通用电源技术(深圳)有限公司专注数据中心基础设施整体配套服务,深耕液冷散热、电源配电、机房制冷领域多年,针对加速计算和高密度数据中心环境中的高热负载场景,定制适配的CDU配套解决方案,承担整套液冷回路的换热、配液与管控功能,实现高效排热。设备可完美适配芯片直冷、后门换热器以及浸没式冷却设备,提供洁净、参数可控的冷却液,全方位保障 IT 设备散热回路安全独立运行。
什么是冷却液分配单元?
CDU 是液体冷却系统不可或缺的核心组成单元,业内常称之为液冷系统的 “换热分配枢纽”,合理的 CDU 配置能够提升整套热管理系统运行效率,并降低高密度数据中心全生命周期总拥有成本(TCO)。
CDU 在机架、服务器机箱的二次闭环回路中循环泵送冷却液,搭建起机房基础设施冷源回路与 IT 设备液冷回路之间的换热桥梁,依托板式换热器完成热量转移。整套系统可以结合建筑原有冷冻水系统,或是配套室外干冷塔,完成服务器侧热量向外排放。
液体的传热效率远高于空气,当机架密度提升,发热量突破风冷系统散热极限时,CDU 组成的液冷回路便可发挥优势。CDU 构建起两套相互隔离的流体回路:建筑侧设施供水回路(FWS),以及贴近 IT 设备运行的服务器冷却回路(TCS),两套回路相互隔离,仅完成热量交换,避免市政冷冻水直接进入服务器冷板,防止管路杂质、水质腐蚀损坏昂贵的算力设备。
冷却液分配单元(CDU)是如何运转的?
冷却液分配单元(CDU)创建了与建筑冷冻水供应相互独立的二级回路,实现两套流体回路的水力隔离,同时完成液冷系统温度、压力、流量的精细化闭环管控。
CDU 将二级回路的供液温度维持在高于数据中心露点的水平,从根源上防止管路、冷板表面产生冷凝水,实现 100% 显热制冷,规避凝露带来的短路风险。
无论是行间部署一体化 CDU,还是集成在机架内部的机架式 CDU,液对液冷却液分配单元都需要对接建筑原有冷冻水系统,依靠内置板式换热器完成二次侧回路热量导出。
对于液体 - 空气型 CDU 系统,设备依靠内部换热盘管 + 变频风机设计,将二次回路携带的热量直接释放到机房环境空气中,无需接入建筑冷冻水管路,适配老旧机房改造场景。
CDU 标配管路过滤器(常规 50 微米精度),用于拦截回路内杂质、碎屑,避免污染物堵塞服务器冷板流道,保障液冷散热组件的完整性与长期运行性能。绝大多数 CDU 整机还集成了分布式泄漏检测、智能流量压力监测、故障告警功能,实时监控系统运行状态,全方位保护数据中心 IT 资产安全。
液对液 CDU
液对液 CDU 可提供最优制冷性能,能够支撑超高密度算力机柜散热,是新建大型智算中心、超算中心的核心优选方案。该方案需要配套敷设管路与循环泵组,接入建筑冷冻水或室外干冷塔系统,实现持续高效排热,整套系统 PUE 表现更优,长期运维能耗更低。通用电源技术(深圳)有限公司可提供液对液CDU设备供应、方案设计、管路施工、调试运维一体化服务,适配各类大型新建高密度数据中心项目落地需求。
液对空气冷却液分配单元
对比液液CDU,该品类单机制冷容量存在上限,但无需改造建筑原有管网、无需铺设冷冻水管接入建筑冷源。液 - 空气 CDU 部署施工更简便,占用机房空间更小,项目初期投入更低,性价比优势突出。通用电源技术(深圳)有限公司针对老旧机房改造、局部算力升级场景,主推液空型CDU轻量化解决方案,依托机房原有风冷基础设施辅助散热,低成本实现局部高功率IT设备液冷升级,适配各类中小型机房改造项目。
冷却液分配单元的核心优势
高效冷却
CDU 整机结构紧凑、部署灵活,可就近布置在待冷却服务器旁,缩短冷却液输送管路,降低流体输送能耗,无需将冷却液输送至整个机房或建筑。
相较于传统精密空调、冷水机组方案,CDU 配套液冷系统可显著降低长期制冷能耗,提升系统连续运行可靠性,减少电费支出,降低项目长期运营成本。
精确的温度控制
CDU 搭载专用智能控制器,可对回路温度、流量、压力进行闭环精准调节,适配不同算力设备散热需求,灵活自定义运行参数,保障元器件稳定工作,规避设备过热停机甚至起火隐患。
运行冗余可靠
整机配置冗余泵组、双路电源输入,核心部件支持主备无缝切换,保障系统不间断运行,持续稳定维持冷却液温度、流量与压力,提升整套液冷系统可用性,满足数据中心 7×24 小时不间断运行要求。
适配柔性扩容
模块化设计的 CDU 支持分期扩容,可根据算力上线节奏逐步增加机柜负载,无需一次性完成整套大型制冷基础设施建设,适配数据中心分批部署的业务模式。
结论
冷却液分配单元 (CDU) 是高密度 AI、HPC 数据中心液冷方案的核心基础设施,负责受控冷却液输送与整套液冷系统稳定调控。CDU 可以高效管理机柜热负荷,降低制冷功耗,依托冗余架构提升系统运行效率与可靠性;同时助力数据中心降低碳排放,契合绿色低碳发展要求。随着算力密度持续提升,CDU 液冷配套方案将成为新一代数据中心热管理的主流选择。通用电源技术(深圳)有限公司具备成熟的CDU设备配套、方案设计、项目实施与运维能力,可结合不同机房场景、算力规模,定制适配的液冷散热一体化解决方案,为各类数据中心、智算中心提供稳定、高效、节能的热管理支撑。