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液冷分水器Manifold的关键角色

液冷分水器Manifold的关键角色 NTK散热
2024-12-21
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导读:液冷系统中有多个关键组件,服务器作为核心设备,承担着数据处理的重任。机柜为服务器等设备提供安装和保护空间。

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液冷系统中有多个关键组件,服务器作为核心设备,承担着数据处理的重任。机柜为服务器等设备提供安装和保护空间。


冷板式液冷方案的产业链主要由冷板、冷液分配装置(CDU)、分水器,歧管(Manifold)、快接头、风扇/后门热交换器(RDHx)和冷源等部分构成。


1)冷板:冷板是液冷系统中的关键组件,通常由铜或铝类高导热性材料支撑,安装在CPU 或GPU 上,用于直接吸收和传递热量到冷却液中。


2)冷却液分配装置(CDU):CDU负责冷却液的分配、循环和温度控制,确保冷却介质在系统各个部分均匀分布,是整个液冷系统的中枢。


3)歧管(Manifold):歧管用于连接冷板和其他液冷组件,将冷却液均匀分配到系统中的各个部件或模块,确保均匀冷却。


4)快接头:快速接头可连接服务器的冷板组件和歧管,简化了液冷系统的安装和维护,允许快速连接和断开冷却组件。该类产品需具备不漏液的安全结构,并具耐腐蚀等设计



市场情况AIGC 的大规模应用下,AI 服务器等IT 设备功率持续攀升,高性能计算及碳中和需求共同推动液冷散热方案渗透率提升。


据Dell’Oro,全球液冷系统渗透率将从当前的10%提升至2028 年的30%,主要受以下三个因素驱动:


1)高算力促进芯片进一步集成,机柜密度进一步提升,热源密度已超出风冷散热极限,需应用液冷保障IT 设备高效运行。


2)据SemiAnalysis 估计,全球数据中心关键IT 电力需求将从2023 年的49GW 增长到2026 年的96GW,其中AI 将消耗40GW;液冷热转换效率高且方便余热回收再利用,可达更低PUE。


3)液冷方案下,边际电费与空间占地费用降低,随着算力密度持续上升,液冷方案的经济性逐步显现出来。据Vertiv,当机架密度高于50kW(芯片热功耗 > 700W)时,液冷将成为主流解决方案。随着算力密度升高,液冷方案成为主流散热方式



英伟达推出基于GH200、GB200 的多节点液冷机架扩展系统,引领产业变革。

2024 年3月,英伟达在其GTC 2024 大会上发布GB200 机架新品,由36 个GB200 组成的单个GB200NVL72 机架级系统功耗达120KW,系统功率远超出风冷散热能力。


黄仁勋称“为了让计算快速运行,GB200 机架将采用液冷的设计方案,冷却液输入/输出水温分别为 25℃/45℃。


在英伟达的带动下,主流厂商纷纷推进液冷布局,液冷产品收入贡献提升。


而冷量分配单元(CDU)则是液冷系统的关键设备之一,它将冷却剂从冷源循环传送至热源,具有精确调节温度、提高安全性、降低冷却液材料成本等好处。


液冷Manifold是一种用于散热的管道装置。通过特定的管道设计和结构,将冷却液体作为冷却介质,通过管道高效的分流至各个需要冷却的服务器或设备,使其温度降低,保证设备正常稳定运行。其内部通道设计精确,确保冷却液体能够均匀、快速地流过每个散热单元,有效带走热量,降低设备温度。



分集水器(Manifold):用于连接各路加热管供回水的配、集水装置,按进、回水方式不同分为分水器和集水装置,按进、回水方式不同分为分水器和集水器。



Manifold即冷却工质回液歧管,用于冷却液终端分配的装置,其位置至关重要。它确保冷却工质在机架内流动均匀,满足IT设备的冷却需求。Manifold的优化设计对液冷系统的性能和可靠性起着关键作用。


•  Manifold的特点


首先,具有耐腐蚀性强,能够在长期与冷却工质接触的情况下,保持良好的性能,不会因为冷却工质的化学性质而受到侵蚀。


其次,强度高,能够承受一定的压力和外力,确保在液冷系统运行过程中不会出现破裂或损坏的情况。


再者,Manifold分为单排管与双排管,可以根据用户的不同需求进行选择。单排管适用于一些对空间要求较高或者冷却需求相对较小的场景,而双排管则可以提供更大的冷却工质流量,适用于高功率设备的散热需求。



此外,分水器Manifold采用超高精密度制造,两分管位置精度达到±0.1mm,这种高精度的制造工艺确保了冷却工质能够均匀地分配到各个支路,提高了液冷系统的散热效率。


•  Manifold的重要作用


(一)均匀分配冷却工质


Manifold在液冷系统中起着关键的分配作用。由于其超高精密度制造,能够确保冷却工质均匀地分配到各个支路,使得各层单板都能得到合适的冷却工质。这种均匀分配对于提高散热效率至关重要。



(二)支持快速插拔维护


Manifold与液冷快速接头配合,为单板在线插拔维护提供了可靠连接。液冷快速接头是一种包含公头和母头、且公头和母头都带流体截断功能的接头,当公头和母头连接时,流体接通,为单板上的冷板供液;当公头和母头断开时,单板供液中断,同时流体不会泄漏到系统或者单板外。这种设计使得在进行单板维护时,无需关闭整个液冷系统,大大提高了维护的效率和便利性。


(三)助力绿色数据中心建设


作为液冷系统的一部分,Manifold在降低数据中心能耗方面发挥着重要作用。液冷技术本身就具有高效散热、低能耗的特点,而Manifold通过合理分配冷却工质,进一步提高了液冷系统的效率,降低了能耗。与传统的风冷系统相比,液冷系统能够节省大量的能源消耗。据相关数据显示,采用液冷技术的数据中心,其能耗可降低30%以上。



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