液冷与风冷的共存之道：数据中心散热技术的未来趋势

根据知名半导体机构SemiAnalysis在其2024年10月发布的报告《Datacenter Anatomy Part 1: Electrical Systems》中的观点：“任何无法提供更高密度液体冷却能力的数据中心，将无法为客户带来显著的性能与总拥有成本（TCO）改进，最终将在生成式AI的竞争中落后。”这一评估突显了液冷技术在现代数据中心中的重要性。然而，液冷技术尽管优势显著，却并未完全取代风冷，未来数据中心散热领域更可能呈现风冷与液冷长期并存的混合模式。

液冷技术的兴起与挑战

液冷技术已有多年发展历史，其高效的散热能力使其成为应对高功耗硬件的最佳选择，尤其是在生成式AI的推动下，硬件功耗和计算密度急剧增加，风冷逐渐接近其物理散热极限。然而，液冷并非没有挑战。
液冷系统的高成本、结构复杂性以及漏液可能导致的硬件损坏，曾使其难以在广泛应用中取代风冷。即便是如今，液冷在低功耗设备中仍显得不经济，因此，散热技术的未来并非简单的“液冷替代风冷”，而是两者结合，共同应对不同场景需求。

风冷与液冷的适用范围分析

服务器的功耗和物理尺寸是决定散热方式选择的关键因素。具体来说：

• 低功耗服务器（<350W）
  低功耗服务器一般使用风冷方案，风冷成本低、结构简单，维护便捷，适用于对计算性能要求不高的应用场景。从1U到6U+的服务器机型均可采用风冷散热。

• 中等功耗服务器（350W-1500W）
  随着功耗的增加，闭环液冷成为更适合的选择。这类系统通常需要更大的空间，服务器高度多为2U及以上，以容纳液冷相关部件并保证系统稳定性。

• 高功耗服务器（>1500W）
  高功耗设备通常需要开环液冷，这种散热方式能够提供极高的散热效率，但同时对服务器机箱空间要求较高，通常需要6U或更大尺寸来容纳散热装置和冷却液循环系统。

风冷与液冷的混合模式

尽管液冷技术显著提升了散热效率，但其高成本和维护复杂性使其难以全面取代风冷。在许多场景中，风冷依然具有不可替代的优势，特别是在低功耗设备或对成本敏感的应用中。同时，液冷技术的多样化（如闭环和开环液冷）也使其在不同功耗范围内具有针对性的应用。
在风冷与液冷并存的格局中，新的散热技术不断涌现。例如：

• 3D均热板：通过更高效的热量分散技术，提高风冷系统的散热能力，使其能应对中高功耗设备的需求。

• 高密度冷却解决方案：优化液冷技术，实现更高的热管理效率，同时降低成本和复杂性。

这些技术的进步推动了风冷和液冷的长期共存，形成一种优势互补的混合模式，使数据中心能够在不同场景下灵活应对散热需求。

展望未来

随着生成式AI和高性能计算的快速发展，数据中心对散热效率的要求将持续提升。液冷技术将在高功耗场景中扮演更加重要的角色，而风冷则在低功耗和经济型设备中继续保持优势。未来，风冷和液冷技术的创新与融合将进一步优化数据中心的散热效率，降低运营成本，同时为不同应用场景提供更具针对性的解决方案。这种风液混合模式不仅是一种趋势，更是一种平衡性能与成本、效率与稳定性的长期战略选择。

标题：液冷与风冷的共存之道：数据中心散热技术的未来趋势

TAG标签：