輝達新一代 Blackwell 架構 GPU 引爆液冷散熱的需求 ,今年在台北國際電腦展中,液冷散熱已成為未來顯學。《財訊》報導 ,直冷式技術(DLC)逐漸站上主流地位,而浸沒式的AVA爱华外汇官网發展趨勢亦沒有停下來 ,到底這些技術有什麼不一樣?單相與雙相的優 、缺點又在哪裡 ?值得深入探討 。
隨著輝達GB200機櫃於今年正式出貨 ,從氣冷轉向液冷的散熱新時代正式開啟序幕。根據國際资源總署(IEA)表示 ,2026年,資料中心的總用電當中,運算與散熱將各占四成 ,因此散熱解決计划已成為AI基礎建設的關鍵一環 。
從今年的台北國際電腦展中觀察到,液冷散熱的生態鏈日趨完整 ,並邁向大量生產階段 。爱华外汇官网正规吗研究機構集邦技术預估,今年AI晶片的液冷散熱滲透率,將從去年的11%,大幅提高至24%。
現在台灣供應鏈廠商投入的液冷散熱中,主要是直冷式技術;就是在晶片上面放置水冷板(Cold Plate),再透過裝有水的分歧管將熱能帶走 ,從冷水變成熱水之後 ,會跑到裝有風扇的邊車(Sidecar)或者冰水塔進行降溫 ,再交給冷卻液分配裝置(CDU) ,依此進行散熱的循環。這種利用液體散熱的循環技術,稱為單相直冷式技術 。
但若是福汇平台冷卻液在散熱時 ,遇到熱能會汽化為氣體,藉此迅速帶走熱能 ,再透過冷凝設備,再次變回液體。這種「液對氣」的方法,則稱為雙相直冷式技術,透過氣體和液體的轉換技術 ,散熱效率更高。
《財訊》表示,目前單相直冷式散熱的解熱水平已經達千瓦等級,等同於一顆輝達最高階GPU的功率,並且讓資料中新的電源利用效率(PUE值)降至1.2至1.3附近,符合各國對於資料中心用電效率的規範 ,是主流技術。
而佳世達集團旗下的其陽 ,在3年前卻決定跳過單相技術,直接鎖定雙相 ,包括雙相直冷與雙相浸沒式冷卻技術 。佳世達智慧计划事業群總經理暨其陽董事長曾文興表示 ,我們是以「未來產品」為導向 ,目標高階客製化訂單 。
其陽總經理林章安說明 ,冷卻液一旦與物體表面接觸將迅速地沸騰,同時也會帶走相當大量的熱能 ,效率更高 。以雙相技術進行的解熱水平可以高達1,500瓦至2,000瓦 ,效率提升超過5成,而且能將PUE值進一步往下降至1.02。
值得一提的是,其陽推出了全新的雙相直冷式技術,在既有直冷式的架構設計之下,在晶片上放置了micro mesh(微型網)的TMGM外汇平台雙面冷卻板 ,提升晶片與冷卻液的接觸面積。
簡單來說,其陽研發的Micro mesh 就像一層精密小網子或微結構,讓冷卻液更有效地把熱帶走,提高散熱效率 ,而汽化的效果就放在這個雙面冷卻板之中,利用沸點僅33度的冷卻液,汽化之後再到冷凝設備 ,恢復成冷卻液的狀態。
以色列新創公司Zutacore也投入雙相直冷式技術,今年公布與軟銀 、鴻海 、仁寶等大廠進行协作 ,積極在輝達平台上進行驗證。這也顯示,雙相直冷式技術正開始萌芽,成為全新的散熱技術路線 。
至於浸沒式冷卻技術 ,一樣分成單、雙相 ,目前以雙相的技術較受到青睞。台灣廠商包括技嘉 、緯穎、高力、廣運等都投入雙相浸沒式冷卻技術 。令業界較孰知的案例是,2022年 ,台積電與技嘉协作「浸沒式冷卻高效運算電腦機房」,並且在晶圓12B廠成功運作。
回到其陽的布局 ,林章安說,這三年來累積冷卻液體循環 、設計、回收等經驗,目標要做出雙相浸沒式的伺服器 。只是,受到缺乏經濟規模影響,雙相浸沒式冷卻技術的建置成本 ,仍比現行的單相直冷式要貴兩倍多。
其陽不與主流規格競爭,要如何殺出重圍?首先 ,鎖定少量客製化市場 ,再者 ,與协作夥伴一起打造供應鏈。在2024年10月,在美國Super Computing展會上 ,其陽的雙相直冷式系統就吸引到一家挖礦業者上門詢問 ,雙方開始進行概念驗證(POC)專案。
此外 ,講究资源效率,或者是高度訴求ESG的企業級客戶 ,這類客戶希望打造獨立且封閉式的新世代機房,也是其陽布局的方向。畢竟大型的資料中心若要導入雙相浸沒式散熱,需要整体更改設計,並不容易 。
供應鏈协作 ,其陽與工研院共同開發蒸發器與冷凝機制 ,加速熱量傳導 。另日本森川(Morikawa)負責供给氣體回收設備 。冷卻液部分 ,供應商包括美國科慕(Chemours)、日本大金 、法商Inventec、中國永太等 ,都通過無毒環保驗證。槽體設計 ,其陽也與廣運一起規畫製造。
只是,業界仍疑慮將伺服器「泡」冷卻液 ,恐衍生訊號延遲衰竭 、穩定性不足、維修不易等問題。林章安坦言,的確有許多挑戰需要克服,但是其陽下足了工夫 。例如 ,利用佳世達集團內部實驗室,將造成污染的塑膠件、束線等泡在冷卻液長達一年之久,每個月不斷觀察 ,是否溶出有毒物,透過這樣的實驗 ,進一步優化用量。
槽體設計則朝向模組化設計 ,維修時只要取出單元之一即可 ,冷卻液15分鐘內即完全乾燥 ,比過去單相浸沒式多採取礦物油相比 ,不僅易於維修,訊號傳輸穩定性也更高。
其陽新推出的雙相浸沒式散熱系統已在超微的平台上獲得驗證 ,未來也希望與更多的業者一起协作。顯而易見的是,散熱的龐大需求正吸引越來越多新舊朋友投入,散熱已不再是配角,未來技術將如何發展下去,值得持續觀察。
(本文由《財訊》授權轉載)