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

....... 7 3.1.2 联通河北政务云智算中心利用数字化平台实现智能建造技术实践 ....................... 8 3.1.3 L1&L2 联动节能在广东移动深圳宝观液冷数据中心的创新实践 .......................... 9 3.1.4 广东电信韶关数据中心间接蒸发冷却技术应用 ................................ 端和手机端网络远程访问，提高了管理人员对现场的管控能力，实现设备感知、 设计协同、远程监控等效果，如图 3 所示。 图 3 智能建造数字化平台 3.1.3 L1&L2 联动节能在广东移动深圳宝观液冷数据中心的创新实践 面对机楼改造难度大、复杂性高、工期紧、勘测周期长、现网割接风险高、PUE 压降难 度大等难题，广东移动紧扣绿色双碳和算力发展战略，聚焦“节能改造，国 A 改造，智算改 造”三大场景，探索老旧机楼复杂改造升级转型之路。其中较为典型的是深圳宝观智算中心 改造项目（PUE 1.69、中国移动唯一的“一省双池”千卡训推一体智算中心，要求 4 个月智 算业务投产）。 当前的液冷智算机房存在全生命周期能耗高、能耗利用不均衡的痛点。华为通过深入剖 析影响 PUE(智算中心总能耗与 IT 能耗比值)的因素，得出低 PUE 不等于低总能耗、IT 能耗 占总能耗约 85%、XPU

处理器泛指用于人工智能计算的加速器，如 神经网络处理器（NPU）和图形处理器（GPU）等）编织为一个逻辑统一的高密度计算体；通过软 硬件协同和智能编排，把训练与推理的双重诉求在同一平台上高效切换；通过液冷、供电与可观测 性 /RAS 体系，把能效与可用度拉回可持续区间。相较“服务器集群”，超节点代表的是弹性、池化、 开放的系统能力：既能以极致吞吐支撑万亿参数训练，也能以低时延满足企业级大规模推理的刚性 正是这种瓶颈的演变，最终凸显了传统服务器集群架构面临的三重系统性挑战。首先是通信墙， 千亿级模型一次梯度同步即 TB 级数据，传统以太网难以承受。其次是功耗与散热墙，为破通信墙 而提升密度，促使液冷、48V 供电成为标配。第三是复杂度墙：万级处理器带来故障常态化，从业 界模型 GPT-3 (175B) 到 GPT-4 (1.9T) 的演进为例，随参数增至 10.8 倍，总集合通信达 34.1 为应对这一挑战，超节点系统需要深度考虑硬件可靠性，覆盖器件的全生命周期（如图 4.3 所示）： 生产阶段通过高低温、震动、冲击等极限压测方法筛选合格产品；选型阶段选用超宽温度、稳定性能、 低失效的电信级器件；使用阶段部署液冷散热技术，精确控制核心器件工作温度，降低因热应力导 致的故障风险。这些措施可使超节点系统在满负载运行时的器件级故障率大大降低，为千亿参数模 型连续训练提供硬件级可靠性保障。 4.2.2 超高可靠

计算、存储、网络功能，性能损失从传统软件模拟方式的 50%降低到1%左右，性价比提升25%~50%，相同条件下可 以百倍加速AI作业效率。 绿色节能则是一个永恒的话题，从传统的节点内风冷 到机柜级冷板式液冷，再到数据中心的浸没式液冷整体设 计，配合余热回收、相变储能等循环节能技术，可以实现 PUE接近于1的目标，打造高效清洁的绿色智算中心。 三是普适普惠。智算中心作为基础设施，要服务大 众，要提供算力服务，数据服务和各种智能服务，在支撑 浪潮将引领开放计算体系，打造智算中心基石，构 建从模式开放到技术开放、从产品开放到服务开放的计 算体系。模式开放就是以客户场景为核心，与合作伙伴 一起联合规划、协同设计、敏捷研发、快速交付；技术 开放，无论是以液冷、循环利用为代表的冷却技术，还 是以RISC-V、FPGA、CXL、智能网卡等为代表的基础技 术，浪潮将一直坚持技术领先；产品开放以开放架构和开 源为指导，基于先进的开放硬件架构，模块化、标准化构

础设施建设的战略抓手，通过源网荷储一体化项目推动“大”“小” 电网与算力节点的双向赋能。产业实践中，青海柴达木 100%绿电算 第九届未来网络发展大会白皮书 算电协同技术白皮书 3 力中心、阿里云张北液冷数据中心等标杆项目已验证“算力随能源跑” 的可行性，但跨行业标准缺失、区域资源错配等问题仍制约协同深度， 亟需通过电力市场与算力价格联动机制、虚拟电厂等技术突破构建系 统性解决方案。这一变革不仅关乎单一产业，更是重塑全球竞争格局 可提供最大 20%的瞬时调节能力。南方电网研发的“驭电”智能仿真 大模型，通过融合气象、负荷、设备等多维数据，将新能源预测准确 率提升至 95%以上。华为在贵安建设的绿色数据中心采用“分布式光 伏+液冷”技术，年均 PUE 低至 1.12；中国电信青海数据中心实现 100%绿电供应，年减排二氧化碳 50 万吨；万国数据在上海临港试点 "算力银行"模式，通过电力现货市场套利降低用能成本 8%。这些探 分布和绿色高效运行。超算中心与智算中心需实现由东向西梯度转移， 优化网络传输路径，提升算力资源全国平衡与调度效率。数据中心建 设标准应强化绿色低碳指标，推动 PUE、WUE 等达到国际先进水平， 积极推广液冷等节能技术 [10]。边缘计算节点需结合分布式电源、储能 和微电网建设，提升能源供给的灵活性和系统的鲁棒性。异构计算架 构融合与资源池化平台建设，满足多样化业务对算力的动态分配需求。 构建“

文章编号：1007-3043（2025）03-0088-05 中图分类号：TU83 文献标识码：A 开放科学（资源服务）标识码（OSID）： 摘 要： 在将传统数据中心改造为智算中心机房时，面临高功率机柜散热的挑战。由于 液冷方式对基础设施要求高、实施难度大，难以满足快速交付需求，因此采用增 加列间空调、扩大冷热通道间距等方法改造存量机房成为必要选择。通过气流 组织分析及 CFD 模拟研究，提出了将存量机房改造为智算中心机房的有效措 c）对于有改造条件的存量机房，建议采用热通道 封闭方式。相较于冷通道封闭，热通道封闭在提升维 护人员舒适度和节能效果方面表现更佳。 d）对于单机柜功耗>20 kW 的机柜，传统风冷技 术已难以满足高功率机柜的部署需求，液冷散热已成 为制冷技术升级的选择。 参考文献： ［1］ 陶文铨，靳姝琦，李楠，等 . 数据中心机房气流组织仿真技术探讨 ［J］. 邮电设计技术，2022（12）：1-8. ［2］ 中华人民共和国住房和城乡建设部

技术 机房高压直流将高电压直流 电能传输到机房内，然后通 过转换器将其转换为适合机 房内设备使用的低压直流电 能。这样可以避免交流输电 过程中的转换损耗，提高配 电效率 服务器液冷技术 液冷模式通过液体直接导向 服务器热源带走热量，不需 要像风冷一样间接通过空气 循环降温，散热效率更高、 更节能、运行噪音更小 EC 风扇技术 通风散热设备采用电子换向 风扇。 可以根据机房的热

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