紫光股份液冷服务器如何为CPU与GPU高效降温

随着人工智能和大数据技术的快速发展，服务器的计算需求呈现爆炸式增长。传统的风冷散热技术已经难以满足高功率密度芯片的散热需求，液冷技术因此成为数据中心散热的新选择。紫光股份作为国内领先的IT解决方案提供商，其液冷服务器产品在CPU和GPU散热方面展现出了独特的技术优势。

液冷技术为何成为高密度算力的必然选择

在AI算力需求激增的背景下，芯片功耗持续攀升。传统风冷依赖风扇和散热鳍片，散热效率受限于空气比热容，而液冷介质的比热容可达空气的5倍以上，单位体积散热能力显著提升。

液冷技术通过液体的高导热性和高热容特性，直接接触CPU、GPU等发热器件，散热效率远高于风冷。当单机柜功率密度超过15kW时，液冷从“可选技术”转变为“必选技术”。尤其是AI训练集群中，像英伟达H100这样的高性能GPU服务器已经标配液冷接口，OpenAI数据中心部署液冷方案后，GPU故障率下降了70%，模型训练效率提升了25%。

紫光股份液冷服务器的核心技术特点

紫光股份在液冷服务器领域布局较早，2022年就发布了H3C UniServer R4900LC G5液冷服务器及配套的液冷系统。该产品不仅提升了服务器性能，还大幅降低了能耗，符合全球对绿色科技的追求。

紫光液冷服务器采用冷板式液冷方案，通过在CPU和GPU芯片上加装特制冷板，冷却液在冷板内部循环流动，直接带走芯片产生的热量。这种设计能够将数据中心PUE（能效指标）从传统的1.5降至1.1左右，相当于每年减少万吨级碳排放。

CPU液冷散热的技术实现路径

在CPU散热方面，紫光股份的液冷方案借鉴了行业领先经验。以Intel为首的CPU芯片厂商选择为CPU芯片加装一体式冷却器，整个冷却过程从CPU IHS基板出发，基板金属表面作为水冷头的一部分，冷却液通过水冷头时从基板吸收热量，再通过管道到达散热器完成热交换。

Intel在2023年第一季度发布的第四代至强处理器多款子产品热设计功耗达到350W，传统风冷解决方案面临极大散热压力。为此，Intel在至强发布会上明确表示，第四代至强处理器将会配置液冷散热方案。紫光股份与Intel等芯片厂商的深度合作，确保了其液冷服务器在CPU散热方面的技术领先性。

GPU液冷散热的创新解决方案

对于GPU散热，紫光液冷服务器采用了更为先进的设计。英伟达在其A100 80GB PCIe中提供双插槽风冷式或单插槽液冷式双版本，A100单插槽液冷版本类似于桌面液冷显卡，整合了水冷头，接口置于GPU芯片尾部，方便对接液冷系统。

2022年5月，英伟达宣布将在A100、H100系列产品中引入直接芯片液冷散热技术，A100 80GB PCIe在尾部安置接口，以对接液冷系统。紫光股份的液冷服务器充分考虑了这些技术趋势，为GPU提供了高效的散热保障。

液冷服务器的三大核心优势

紫光股份液冷服务器相比传统风冷方案具有多重优势：

• 能效比革命：某超算中心实测显示，液冷方案较风冷降低40%能耗，PUE从1.5降至1.1，大大减少了运营成本。
• 算力密度跃升：传统风冷服务器单机柜功率上限约15kW，液冷方案可突破100kW，同等空间算力提升6倍。
• 静音与稳定性提升：取消风扇后，数据中心噪音从85分贝降至50分贝以下，同时液体绝缘特性避免了灰尘堆积导致的硬件故障，服务器寿命延长20%。

液冷技术在数据中心的应用前景

液冷技术正在从超算中心向更广泛的应用场景渗透。除了AI算力集群外，在5G基站、车载计算平台等空间受限的边缘计算场景中，液冷模块体积仅为风冷的1/3，成为嵌入式高算力设备的理想选择。

随着芯片功耗的持续增加，液冷技术的重要性将进一步凸显。英伟达GB300相比GB200，冷板数量从45块增至117块，快接头数量从144对增至270对，功耗从1400W提升至2000W以上，这些变化直接推动液冷方案从“可选”变为“必选”。

紫光股份凭借其在液冷服务器领域的技术积累，已经在中国AI50指数中成功入选，体现了其在AI国产算力领域的技术实力和市场认可度。

总体来看，紫光股份的液冷服务器通过创新的散热设计，有效解决了高功耗CPU和GPU的散热难题，为人工智能、大数据分析等高算力应用提供了可靠的基础设施支持。随着数字经济的深入发展，液冷技术有望在更多领域发挥重要作用，推动计算产业向更高效、更绿色的方向发展。