AI 算力高烧不退：从液冷到海底机房的散热之战

近年来 AI 算力规模快速膨胀，单个 AI 机柜的功率已攀升至约 120 千瓦，相当于把 60 台家用取暖器塞进两米高的铁柜、全年满载运行。算力几乎全部转化为热量，传统风冷早已无法胜任，液冷与多样化选址由此成为 AI 基础设施的关键命题。

液冷成主流：从芯片到换热站的完整水路

目前高密度 AI 机柜最常用的方案是冷板式液冷：在 GPU 和 CPU 表面压上一块布满细密水路的铜制冷却板，冷却液流经铜板吸收热量，再通过管道送往机房内的换热站（CDU）。CDU 把服务器侧的精密水路与建筑侧散热水路隔开，热量通过薄金属板交换、两股水始终不混合。谷歌一款 2 兆瓦级 CDU 每分钟可推动约 1900 升冷却液在闭环中持续运转，同时承担泵水、定压、排气、检漏等职能，相当于给整套封闭水路配了一个全职物业。

要让服务器可以像电源线一样「敢插、敢拔、敢交给日常运维」，液冷快接头是关键：两端各有一个弹簧阀门，插合时互相顶开、断连时各自关死，确保一滴不漏。华为更进一步，将供电、网络和水路做成三条总线，整柜盲插即用。冷板之外的内存、硬盘等元件，则由中兴 IceCube 一类的「水冷后门」继续截热，出柜前再洗一遍冷水澡。联想表示，其新一代液冷系统可将 98% 的热量转入水路，使机房无需再装专用空调。

更激进的路线：让服务器整台泡澡

冷板式液冷的底线是「水绝对不能碰主板」。另一条路线则索性打破这一限制——把整台服务器沉入沸点远低于水的不导电含氟液体中，芯片发热时表面液体当场沸腾汽化，蒸汽上升到槽顶冷凝后再回流到液体中，相当于用「烧开水」的方式给芯片退烧。曙光数创的 C8000 据称已可支持兆瓦级整机柜。

机房搬到凉快的地方

当热量进入建筑侧，仍需持续向外搬运。与其堆更多风扇和冷却塔，不如让大自然多分担一些：

• 上海临港把总重 1950 吨的密封舱沉入约 10 米深的海水，常年十几度的海水充当天然冷却板，每 1 元算力对应的散热成本被压到约 0.15 元。
• 贵州凭借 14–16 度的年平均气温与天然山洞，腾讯贵安七星数据中心把散热成本压到约 0.1 元，一年节省电费约 4000 万元。
• 微软在北极圈内的挪威纳尔维克签下 230 兆瓦数据中心容量，借助当地低温与廉价水电。

余热回收：服务器余温也能供暖

液冷让热量首次以较高能量密度进入水管，使回收具备经济性。芬兰能源公司 Fortum 将在 2026 年 5 月建成一座 180 兆瓦热泵站，把微软两处数据中心的废热接进赫尔辛基都市圈供热管网，2027 年起逐步接入、完全达产后预计覆盖当地约 40% 的供热需求；2024 年巴黎奥运会水上运动中心则接入了巴黎 PA10 数据中心的余热，为泳池与附近 1000 余户住宅供暖。

从铜板到海底、从山洞到北极圈，再到城市暖气和泳池，AI 每回答一个问题，背后都是一场横跨芯片与建筑的庞大热量迁徙。