英伟达采用的最新液冷技术是基于 Blackwell 平台的机架级液冷系统,具体为 NVIDIA Grace Blackwell 机架式解决方案和 NVIDIA Grace Blackwell Ultra 机架式解决方案。
该液冷技术采用直接芯片液冷方式,不再依赖空气作为散热媒介,而是通过液冷系统回路直接在热源处吸收热量,然后通过液对液热交换的液冷式换热器将热量循环到冷却液分配单元,最终转移到设施冷却回路中。与传统风冷架构相比,NVIDIA Grace Blackwell 机架式解决方案将每个服务器机架的计算密度提升到了前所未有的高度,其营收潜力提高了 40 倍,吞吐量提高了 30 倍,能效提高了 25 倍,用水效率提高了 300 倍NVIDIA英伟达中国。而基于 NVIDIA Blackwell Ultra 平台构建的 NVIDIA Grace Blackwell Ultra 机架式解决方案,其营收潜力提高了 50 倍,吞吐量提高了 35 倍,能效提高了 30 倍。
英伟达基于 Blackwell 平台的最新机架级液冷技术(如 Grace Blackwell 机架式 / Ultra 机架式解决方案)必须用到冷却液,且核心依赖专用冷却液实现高效散热。
其技术逻辑与冷却液的关联如下:
散热原理依赖:该液冷方案采用 “直接芯片液冷” 设计,冷却液需直接接触芯片等核心热源,通过吸收热量升温(非相变主导,侧重显热交换)完成首轮热转移。
冷却液的核心作用:吸收热量后的冷却液,会流入液冷式换热器,与设施冷却回路进行二次热交换,最终将热量导出系统 —— 整个散热循环的 “热量载体” 正是冷却液。
冷却液类型适配:结合英伟达液冷服务器的高绝缘、低腐蚀需求(需兼容芯片及电子元件),其使用的冷却液以氟化液(如全氟聚醚 PFPE、氢氟醚 HFE 类)为主,这类冷却液具备高绝缘性、化学稳定性强、与电子元件兼容性好的特点,可避免短路或腐蚀风险,与此前新宙邦等企业适配英伟达服务器的氟化液技术路径一致。
冷却液在液冷技术中的成本占比因技术路径和冷却液类型的不同而存在显著差异。具体如下:
冷板式液冷系统:对于 30kW 机柜,总成本约 20 万 - 30 万元,其中冷却液成本约 2 万 - 4 万元,占比为 10%-20%。冷板式液冷系统通常使用去离子水 + 添加剂作为冷却液,成本较低,一般小于 0.1 万元 / 吨。
浸没式液冷系统:以 50kW 机柜为例,总成本约 80 万 - 120 万元,冷却液成本约 40 万 - 60 万元,占比达到 50%。浸没式液冷系统主要使用氟化液作为冷却液,如 3M Novec 7100,单价较高,约 800 元 / 升,单机柜需 500-800 升。
另外,随着国产氟化液的规模化生产,浸没式液冷系统的冷却液成本占比有望进一步降低。例如巨化股份的氢氟醚(HFE)产品,单价较进口氟化液低 30%,目标是将浸没式冷却液占比降至 40%。