U型隧道流道冷板，AI算力冷却有望节电三成

日立制作所面向AI数据中心，开发出一款提升GPU冷却效率的新型冷板。产品采用自研的 “U型隧道流道”，兼顾高冷却性能与低压降。该方案可以使用比以往温度更高的冷却液，预计能够将GPU回收热量向外散出所需的电力削减约30%。

随着生成式AI普及，AI数据中心内的GPU性能持续提升、部署密度不断提高，冷却耗电增加成为一大难题。常见液冷方案是让冷却液流过贴合GPU的冷板，带走GPU产生的热量，再通过冷水机组、冷却塔等设备，把热量排放到外界空气中。

AI数据中心冷却整体架构

传统冷板一般是让冷却液沿着GPU表面流动。这种结构下，流道后半段冷却液温度会不断升高，很难对整个发热区域实现均匀冷却。如果为提升冷却性能把流道做细，冷却液流动的压力损失就会变大，泵的功耗随之上升。

数千条微流道，兼顾冷却能力与低压降

日立这款新冷板，不再让冷却液沿GPU表面流动，而是采用U型隧道流道，让冷却液沿着GPU厚度方向、直抵发热区域。

传统结构与新技术对比

冷却液从入口送入，抵达GPU发热区域吸热后，沿U型通道折返流向出口。结构上隔离入口侧低温冷却液和吸热升温后的出口侧冷却液，避免混合，抑制冷却效果衰减。

GPU冷却冷板样品以及自研U型隧道流道示意图

同时，设备并行布置数千条微细U型隧道流道。缩短单条流道长度，降低摩擦带来的压降，同时保证总流通截面积，让冷却液更顺畅地流动，实现冷却性能提升、泵功耗下降的双重效果。

样品测试结果：在冷却液流量4升/分钟条件下，实现0.011K/W的热阻、27.6kPa的压降。验证表明，和传统结构相比，同等冷却功耗下可以获得更强的冷却能力。

预计冷却耗电降低约30%

这款新型冷板支持用更高温度的冷却液高效冷却GPU。冷却液温度提高后，更容易依靠和室外空气的温差散热，减少冷水机组运行时长。

日立基于东京等典型城市的室外气温，测算全年冷水机组运行率变化，估算出可将GPU热量外排所需的冷却电力削减约30%。

日立后续计划持续优化整套冷却设施，除本次冷板之外，同步提升泵、冷水机组、管路等配套设备的性能。并且将其和用于数据中心一体化运维的数字化服务 “HMAX Data Center” 联动，提升整套冷却系统的运行效率。