什么是浸没液冷计算机？《流浪地球2》同款技术原理与曙光方案解析

当《流浪地球2》中科学家从冒着气泡的液体中取出计算机的镜头出现时，许多观众以为这只是科幻想象。然而这种浸没式液冷技术其实已经存在，它正是解决现代数据中心高能耗问题的现实方案。中科曙光研发的浸没液冷计算机不仅出现在电影中，更在全国多个数据中心实际应用，每年节电量高达2亿度。那么这种看似神奇的液冷技术究竟是如何工作的？它又能为我们的数字世界带来哪些改变？

一、浸没液冷技术：基本原理与工作方式

浸没液冷技术的核心原理很简单：将整个服务器完全浸泡在特殊液体中，通过液体直接吸收设备产生的热量。但这种简单的原理背后却有着复杂的技术实现。

这种技术使用的不是普通的水，而是一种叫做电子氟化液的特殊液体。这种液体具有不导电、低沸点的特性，即使服务器完全浸没在其中也不会短路，同时能**地带走热量。

工作过程分为三个关键步骤：首先，服务器运行时产生的热量被周围的电子氟化液吸收；接着，受热的液体通过循环系统被带到热交换器；*后，热量被转移到水循环系统中，冷却后的液体再次回到设备中继续吸热。这个过程形成了一个**的封闭冷却循环。

二、与传统风冷技术的对比：为什么选择液冷？

与传统风冷技术相比，浸没液冷具有多重优势，这些优势在高密度计算场景中尤为明显。

能效提升显著

浸没液冷*直接的优势是节能效果。数据显示，采用浸没液冷技术的数据中心PUE值（电能使用效率）可降至1.04-1.07，而传统风冷数据中心的PUE通常在1.2-1.5之间。这意味着每消耗1度电用于计算，只需要0.04-0.07度电用于散热，能效提升非常明显。

性能与密度优势

由于散热效率大幅提升，浸没液冷允许服务器在更高功率下运行：

• CPU运行温度下降10℃以上

• 芯片性能可提升10%-30%

• 单机柜功率密度可达160kW，是传统风冷的4-5倍

环境适应性更强

液冷系统不受海拔影响，在高海拔地区也能保持稳定散热性能，而风冷系统在高海拔会因空气稀薄导致散热效率下降。

三、实际应用效果：从实验室到大规模部署

浸没液冷技术不是停留在实验室的概念产品，而是已经经过实际验证的成熟解决方案。

运行时间验证可靠性

由曙光建设的国内**标准化液冷数据中心已持续稳定运行超2500天（近7年），证明了这项技术的可靠性和稳定性。这种长期的稳定运行对于需要24小时不间断服务的数据中心来说至关重要。

节能效果显著

曙光参建的液冷数据中心一年总节电量可达2亿度，这些电能可满足12.5万个中**庭全年用电需求。若全国50%的新建数据中心采用相变液冷技术，每年可节省450亿度电，减排3000万吨二氧化碳。

应用领域不断扩展

目前该技术已应用于青岛人工智能产业园、崂山'海之心'计算中心等项目，并参与"东数西算"工程，构建全国一体化算力服务平台。

四、面临的挑战与解决方案

尽管浸没液冷技术优势明显，但在推广过程中仍面临一些挑战。

技术实施难题

浸没液冷需要解决密封性、材料兼容性和信号完整性等问题。电子元器件涉及的材料种类繁多，要求冷媒不能与任何材料发生物理化学反应，同时要确保电信号、光信号不受干扰。

系统改造需求

浸没式液冷由于改变了服务器的形态，供电方式、机房建设模式都需要相应调整，用户的使用、运维、维修习惯也需要适应过程。

成本考量

虽然长期运营成本更低，但初期的改造投入较高。不过从5年总体拥有成本（TCO）来看，浸没液冷已经低于传统风冷系统。

五、未来展望：液冷技术的发展趋势

随着算力需求的不断增长，浸没液冷技术正在从可选方案变为必要选择。

技术迭代持续进行

曙光已经推出了第二代商用产品，实现单机架功率575kW，第三代研发目标更是要达到750kW。这种功率密度的提升将更好地支持AI计算、科学模拟等高密度计算需求。

行业应用加速扩展

互联网巨头的新建数据中心已有至少30-40%采用冷板式液冷服务器，而浸没式液冷作为更先进的技术，正在获得更多关注和投入。

标准化与生态完善

为了完善产业链，行业正在积极建立液冷相关标准，瞄准液冷技术关键部件，降低设计与使用成本，推动建立完善的液冷生态系统。

个人观点：

浸没液冷技术代表了数据中心冷却的未来方向。随着AI、大数据、云计算等高性能计算需求的爆发式增长，传统的风冷技术已经接近物理极限。浸没液冷不仅解决了散热问题，更重要的是为算力的可持续发展提供了可能。

值得注意的是，这项技术的发展不仅关乎技术进步，更与**的"双碳"战略紧密相连。在数字经济快速发展的同时，如何控制随之而来的能源消耗和碳排放，是所有**面临的共同挑战。浸没液冷技术在这方面提供了可行的解决方案。

未来5-10年，我们可能会看到浸没液冷技术从大型数据中心向中型甚至边缘计算场景扩展。随着技术的成熟和成本的下降，这种**的冷却方式有望成为新的行业标准。

**数据视角：

根据*新数据，曙光数创在国内液冷数据中心基础设施市场的份额已经达到61.3%，累计在全国20多个城市部署了液冷解决方案。这种市场**地位不仅体现了技术优势，也反映了市场对**冷却解决方案的迫切需求。

值得注意的是，浸没液冷技术的节能效果不仅体现在电费节约上，还体现在减少水资源消耗、降低噪音污染、提高设备寿命等多个维度。这些综合效益使得浸没液冷技术的投资回报周期正在不断缩短。