智算中心冷板式液冷云舱技术白皮书 1 智算中心冷板式液冷云舱 技术白皮书 中讯邮电咨询设计院有限公司 2025 年 7 月 智算中心冷板式液冷云舱技术白皮书 2 智算中心冷板式液冷云舱技术白皮书 3 前 言 随着全球算力需求激增， 随着全球算力需求激增，传统风冷散热已逼近物理极限，液冷技术在数据中心领 域近年来保持高速增长。市场分析显示，2025 至 2030 年间，全球液冷数据中心市场 的年复合增长率（CAGR）预计为 19.8%，到 2030 年市场规模将达 240 亿美元，反映 出液冷在提升能效、降低能耗方面的显著优势及其渗透率的加速提升。 这一增长主要由数据中心对高效散热解决方案的需求驱动：一方面，人工智能服 务器和高密度计算部署（如 大模型应用）导致功率密度骤增，形成液冷的刚性需 求；另一方面，绿色节能政策成为关键推动力。从行业应用来看，电信运营商和互联 网厂商是推动液冷技术应用的重要力量：互联网领域因 AI 部署推动液冷需求，电信 运营商则基于《电信运营商液冷技术白皮书》的要求积极推广。同时，国家“碳达峰·碳 中和”战略下，PUE 标准趋严（如“东数西算”工程强制要求新建数据中心 PUE＜1.25）， 液冷技术能将 PUE 降至

算力大幅提升，液冷技术成为大势所趋，氟化液大有可为 AI 技术迅猛发展，极大增加了相关产业对高性能算力的需求，进而对设备散热冷却提出了更高要求。目前来看，液冷更适用于高密度功率的数据中 心，其中浸没式液冷具有明显优势。根据《中国液冷数据中心发展白皮书》，保守估计 2025 年中国液冷数据中心市场规模将达 1283.2 亿元，其 中浸 没式液冷占 526.1 亿元。氟化液是浸没式液冷的理想冷却液 设备运行将会持续发热， 因此需要制冷系统进行散热制冷以保 证数 据中心内部环境的稳定，实现数 据中心正常运行 资料来源：曙光数创招股书，国海证券研究所 数据中心 AI 大发展对冷却技术提出更高需求，浸没式液冷前景广阔 u 人工智能技术的迅猛发展，极大增加了相关产业对高性能算力的需求，而在高性能算力的背后，对设备散热冷却提出了更高的要求。 PUE 即电 能利用效率，是数据中心消耗的所有能源与 IT 数据中心冷却技术包含风冷冷却、水冷冷却、自然冷却及液冷冷却等技术。其中液冷分为间接冷却和直接冷却，典型方式有冷板式、浸没式。 液冷是以液体作为热量传导媒介，通过冷却液与服务器发热部件直接或间接接触的方式换热，将发热部件产生的热量带走的一种服务器散热技 术。根据 CDCC ，由于液体的比热容高，所以液体的热传导效果大大高于空气的效果，是空气的 25 到 1000 倍，热传导效果更快、更优。相 比而 言，液冷更适用于高密度

署 方面还应充分考虑低碳绿色、集群组网，具体策略和 方案建议如下。 a）优选液冷散热模式。液冷技术可有效降低 PUE，提升装机密度，且液冷节点及相关器件（例如光模 块）的温度比风冷节点更低，可有效提升可靠性，降低 数据中心的运维成本，提高整体经济效益。在智算资 源池的建设中，智算训练服务器应优先采用液冷技术。 b）慎用风液混合模式。GPU 集群长时间运行时， GPU 卡在风冷集群的温度可能达到 卡在风冷集群的温度可能达到 100 ℃以上，为避 免过热带来的故障和风险，GPU 卡会进行降频处理， 如果风、液冷共集群，液冷设备的 GPU 卡的高性能就 无法发挥最大价值。因此，在智算中心建设前要做好 提前规划，避免不必要的损失。 c）单一智算集群的机房不宜过度分散。为便于 无损网络组网部署和后续故障定位，建议 Leaf 与 GPU 服务器之间的距离不超过 100 m，即两者最好同机房 部署；建议

中具备超额效率优势。 2）冷却系统：根据 NTT DATA，当采用 HVDC 时电源系统和机组产生热量相应减少，进而 降低数据中心的 PUE 值；此外，在数据中心功率提升趋势下液冷渗透率走高，直流电相比 交流电更适配液冷方案。 3）服务器机组：传统服务器电源受电端通过 UPS 交流侧整流，再通过 DC/DC 变换供电； HVDC 输入端变为直流，服务器内部电源可省去整流器环节，直接将输出直流电通过 巴 于 2016 年起启动巴拿马电源研发，是最资深的巴拿马电源厂商；Vertiv 是国内微模块市场 龙头，在数据中心系统集成和预制交付方面实力强劲，同时在国际 HVDC 市场领先，具备 提供从供电到液冷等数据中心配套综合解决方案的能力，考虑到海外 HVDC 渗透率低于国 内，叠加 Meta、微软等海外科技巨头主推新一代 HVDC 方案，有望获得全球市场的先发优 势。 移相变压器方面（巴拿马电

显著降低功耗和时延。同时， 进一步突破LPO传输距离限制，业界推出LRO/TRO方案，在发射端保留DSP预处理，在接收端采用无DSP的 线性输出，平衡性能与功耗。针对高热场景，液冷光模块封装工艺支持智算中心浸没式液冷散热要求。 面向交换机互联和芯片级互联，光电合封（CPO）和光输入输出（OIO）通过先进封装实现光电深度融合， 在速率和能耗等关键指标上具有显著优势。CPO技术通过将光引擎直接与交换芯片的共封装，几乎完全消除 2T的CPO版本Tomahawk5交换芯片，新近发布的102.4T交换芯片Toma- hawk 6，支持CPO；Mavell和英特尔等推出CPO芯片； • 英伟达计划于2025Q3发布CPO 144*800G全液冷IB交换机。 • 目前，CPO交换机处于产业化和市场初期，少数友商发布商用或试验CPO交换机； 分布式解耦架构DDC交换机 • 新一代智算网络架构，“InfiniBand Alternative”；

设备功耗从2KW~3KW上升到5KW~6KW，框式设备功耗增加到40~50KW，已经逐渐 逼近风冷散热的极限，客户机房部署也需要更多的空调来解决散热问题，机架利用率下降， 同时担心出现局部热点。因此，液冷设备逐步进入到行业视野范围，部分客户已经开始计 划部署液冷交换机，降低PUE，提升机架利用率，解决高功耗设备部署问题。 图3 国家多PUE指标要求 4.1.2 高速光互联 随着AI网元朝着高速、高密、大集群的方向演进，传统电互连受限于高频损耗成倍提

冷却水泵作为冷却水循环系统的动力设备，负责将冷却水从冷水 机组输送至冷却塔，通过水循环带走热量，降低机组运行温度。 三、预制模块化数据中心冷却系统智能调优技术 预制模块化数据中心涵盖了 IT 方舱、电力方舱、液冷冷源方舱、 水力方舱以及多种辅助类和动力类方舱，如下图 1 所示。这一系列方 舱不仅能够独立运作，还支持灵活配置，满足不同应用场景的需求。 图 1 水力方舱 预制模块化数据中心的特点是在工厂内完成预组装和测试，采用

快速部署和调整，为AI集群等高密度、高 功率环境提供可靠、可持续的电力保障， 从而帮助客户降低运营风险、提升机房利 用率并支持业务持续增长。 典型部署方式 04 高功率密度(单柜功率可达100kW以 上)，多GPU密集部署，液冷普及。一般 采用干线800A-1250A，插接箱3相63A 至125A输出配置，配备智能监测，母线 测温。 列间空调 AI 机柜 11 机房配电母线安装于模块化数据中心上方，沿通道上方布置，为每列机柜提供独立的AB双路母线供电，实

RDMA（远程直接内存访问）技术，减少数据传输中 的 CPU 开销，提升整体系统效率。 电源与散热系统采用冗余设计和智能调控技术，确保系统的稳 定运行。电源模块支持双路供电，避免单一电源故障导致的系统停 机。散热系统结合液冷和风冷技术，根据负载动态调整散热策略， 确保硬件在高负载下的温度控制。 安全模块是医疗场景中的核心组件，包含硬件级加密芯片、安 全启动机制和物理防护设计。加密芯片用于保护敏感医疗数据的存 储 计算单元：多核 CPU、GPU 加速卡、FPGA 协处理器  存储单元：NVMe SSD、HDD、RAID 技术  网络单元：10GbE/40GbE 以太网、RDMA 技术  电源与散热：双路供电、液冷与风冷结合  安全模块：加密芯片、安全启动、物理防护 整体硬件架构设计充分考虑医疗场景的特性，如数据隐私性、 计算实时性和系统稳定性，确保 DeepSeek 智算一体机能够高效、 可靠地服务于医疗领域的各类应用需求。

推理阶段启用 Continuous Batching 技术，将吞吐量提升 3- 5 倍，同时通过以下措施降低功耗： 实际部署中需预留 20%的冗余资源以应对突发流量，同时建 议 采用液冷服务器机柜将 PUE 控制在 1.2 以下。对于日均千万 级 请求的省级分行，初期投入建议配置 16 台 A100 服务器（每 台 8 卡） ，通过 NVLink 实现跨节点互联。