英伟达将 AI 服务器冷却液的进水温度提升至 45°C——高于家用热水(38–40°C)。这一反直觉的设定,背后是数据中心能效的一次结构性跃升。本文尝试回答三个核心问题,并说明:它为何称得上一个里程碑。

6 月 21 日,英伟达官方博客发布了一篇题为《Hotter Than a Hot Tub》的文章:新一代 Rubin 架构,是业界首个实现 100% 液冷的 AI 基础设施——每一颗芯片、每一个网络部件,均由封闭回路中的液体带走热量,整套系统不含任何风扇。其冷却液进水温度高达 45°C(113°F)。

文章发布后,多位业内同行向我提出了相似的疑问,归纳起来是三个问题:

其一,为何如今能够支持 45°C 进水,而过去普遍只有 20 余度?

其二,如此高的进水温度,是否会损坏芯片?

其三,为何说这是一个里程碑?

这三个问题,恰好串联起此次发布最值得厘清的逻辑。以下逐一展开。

一、为何过去是 20 余度,如今却可达 45°C?

回答这一问题,需先明确:数据中心的冷却电耗,主要消耗在何处。答案是冷机(chiller)的压缩机。冷却系统历来占据数据中心高达 40% 的电力,其中最耗电的环节,正是压缩机。

压缩机的本质,是将热量由低温“泵送”至高温——如同将水往高处抽,温度落差越大,耗能越高。传统液冷通常将供水温度控制在 20°C 上下(多在 15–25°C 区间),往往等于甚至低于室外气温——无法仅靠自然冷却把热排掉,因而必须依赖压缩机主动制冷。

而当冷却回路可在 45°C 进水、55°C 出水的高温下运行,情形随之改变:该温度已高于全球多数地区一年中大部分时间的室外气温。热量得以“自然地”向室外散发——无需压缩机强行抬升温差,仅在室外布置数排散热盘管(干冷器,dry cooler),由风机驱动空气流过即可排热。这便是工程上所称的自然冷却(free cooling)。

因此,由“20 余度”提升至“45°C”,并非冷却性能的退步,而是将最耗电的压缩机环节,由“全年运行”转变为“几近闲置”。工程上有一条经验法则:

冷却水温度每提高 1°C,制冷能耗约下降 4%。

由约 20°C 提升至 45°C,意味着 20 余度的提升空间。英伟达数据中心冷却与基础设施总监 Ali Heydari 对此表述明确:

“我们的 DSX 参考设计实现了零耗水——既消除了巨量的电力消耗,也几乎消除了全部用水。基于干冷器的封闭回路无需蒸发冷却;一年之中,或许仅有 1% 的时间、在某些气候下才需启用冷机。”

落实到成本:

  • 一座 50MW 的超大规模数据中心,仅通过转向高温液冷,每年即可节省超过 400 万美元的冷却电费与水费;
  • 设施用水量,可由传统冷却塔方案的每兆瓦每年约 260 万加仑,降至接近于零;
  • 黄仁勋在 CES 上指出,这一转变可帮助全球数据中心节省约 6% 的电力——相当于从账单中抹去一个国家级的电力消耗。一言以蔽之:所谓“越热越省”,并非违背物理,而是顺应物理。进水温度越高,越能省去压缩机与耗水,使散热由“能耗负担”转化为“系统竞争力”。

图 1 · 为什么“越热反而越省”:传统冷冻水方案 vs 45°C 热水液冷

二、如此高的温度,是否会损坏芯片?

这是最易引人疑虑之处。答案是:**不会。**其中蕴含一个被误解数十年的常识——芯片所惧者,从来不是“冷却液温度高”。

芯片真正惧怕的,是自身结温(junction temperature,即芯片内部 die 的温度)失控。而结温的高低,与冷却液进水是 20°C 抑或 45°C,关联远不如多数人想象的那般紧密。原因在于,芯片温度由一条**“热阻链”**决定:

芯片结温 ≈ 冷却液温度 + 热负荷 × 热阻 (热阻链:die → 导热界面材料 TIM → 冷板 → 冷却液)

关键洞察在于:由冷却液至结温的这段**“温升”,取决于热阻与功耗,而与冷却液本身的温度高低几无关系**。在液冷方案中,冷板(cold plate)直接贴合于芯片裸 die,二者间热阻极低,冷却液在冷板内高速流动、即时导出热量。因此即便进水 45°C,结温仍被稳定控制在经验证的安全工作区间(此类芯片通常处于 85–90°C 量级)。进水由 20°C 提升至 45°C,所占用的仅是这段“温度余量”的一部分,并不会使结温越限——性能毫不折损。

液体何以如此高效?源于一个朴素的物理事实:**同等体积下,水的热容约为空气的 3500 倍,导热能力约为空气的 24 倍。**因此,贴附于芯片的薄薄一层液体,便足以导出风冷需以“飓风级”风量方能带走的热量。

反观风冷,何以难以为继?因其早已触及物理天花板,且形势严峻:

  • 风冷的散热极限,约为每机柜 30kW;
  • 当前 NVIDIA Blackwell 机柜,已达约 120kW;
  • 路线图中的 Rubin Ultra“Kyber”,2027 年瞄准约 600kW;
  • 其后,兆瓦级机柜亦已在望。

图 2 · 机柜功率密度一路冲破风冷天花板,液冷从“可选”变“强制”

风冷的症结在于:欲带走更多热量,唯有加大风量,而风机功耗大致随风量的三次方上升。密度一旦升高,风冷便陷入“愈吹愈亏”的困局——芯片愈热、风量愈大、风机能耗激增,却仍难以压制温度,且伴随 85 分贝以上的噪音(高至需佩戴护耳)。Schneider Electric 旗下高端冷却品牌 Motivair 的 CEO Richard Whitmore 一语中的:

“当每颗芯片的功耗越过某一临界点,液冷便由‘可选项’转为‘必选项’。”

液冷的红利不止于“压得住温度”。Rubin 服务器改用封闭、密封的前面板(风冷服务器为布满孔洞的散热格栅),在相同算力下,机柜空间由 6U 压缩至 2U——算力更密、空间更省、噪音更低,亦更安全。

因此,“45°C 不会损坏芯片”的根本原因在于:**散热的主力,已由“吹送冷风”转为“贴近芯片、以液体导出热量”。**在这一新范式下,进水温度高反而是优势,而非风险。

三、为何说这是一个里程碑?

若仅着眼于“省电”与“省水”,所理解的尚不及一半。此次发布之所以称得上“里程碑”,在于它同时跨越了三道门槛。

(一)范式被锁定

过去,液冷始终是“可选项”,各家持观望态度。而 Rubin 平台原生 100% 液冷、零风扇——这意味着每一家采用 Rubin 的云厂商与运营商,都被一并推向液冷。英伟达以一次产品发布,将“高温液冷”由边缘选项,确立为行业默认。

(二)能效跃升一个台阶

由“减少能耗”迈向“免冷机、近零耗水”,这并非渐进式优化,而是冷却系统的一次结构性重构。

(三)废热首次由“负债”转为“资产”

这是最深远的一道门槛,也正藏于英伟达博客中最易被忽略的一句话:

“这一 AI 工厂新模式的另一关键优势,在于废热回收的潜力——AI 工厂运行所产生的余热,可被重新利用,为邻近的商用或居民建筑供热。”

数十年来何以无人认真推进余热回收?因为风冷时代的热属“低品位”——温度过低、过于分散,几乎无法利用,只能排入大气,且需额外耗电方能排出。而 45°C 进水、55°C 出水的封闭液冷回路,首次将这股热“汇聚”为集中、稳定、温度足够、可真正利用的能量。

由此,“排放”不再是唯一选择。同一股热可用于区域供暖(住宅、办公、医院)、温室种植、水产养殖、工业预热,乃至驱动海水淡化、与碳捕集相结合。数据中心不再是社区所抵触的存在(噪音、耗水、推高电价),而成为一种可回馈的基础设施。

图 3 · 这股热往哪儿去:45°C+ 回路把“要排掉的负债”变成“可用资产”

算力制造热,社区使用热。

二者之间的那条管道,正是未来十年最被低估的机会。

经济性:账已算得过来

“理念固然美好,但经济上是否可行?”欧洲已用真金白银作出回答:微软在丹麦为 6,000 户家庭供热,并计划于 2027 年前在芬兰为 25 万人供热;谷歌芬兰 Hamina 数据中心已满足当地约 80% 的供热需求;Meta 丹麦 Odense 为超过 12,000 户家庭供热;AWS 都柏林一处设施供应了邻近园区 92% 的供热需求。

图 4 · 余热回收的经济账:更便宜的热 + 更省的基建投资(约省 60%)

经济测算更为直接:余热的交付成本约 12–30 欧元/兆瓦时,而燃气锅炉为 35–55 欧元/兆瓦时;就基建投资而言,热回收设施约 19–25 万欧元/兆瓦,新建燃气热电联产则需 73 万欧元以上/兆瓦——节省约 60%。政策亦在加码:丹麦已立法要求余热回收,德国《能源效率法》强制规定逐年提升的热再利用比例。开放计算项目(OCP)的热回收工作组,更于 2025 年 3 月发布了《数据中心热回收参考设计 1.0》,将“理论可行”推进为“标准做法”。

中国语境:政策、经济、市场三线合一

对国内而言,这一趋势的紧迫性只会更强。

政策端持续收紧 PUE:新国标要求所有数据中心 PUE 不超过 1.5,新建大型数据中心普遍要求 ≤ 1.25,重点区域则低于 1.2;2024 年《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》将余热回收、液冷、水资源综合利用明确列为绿色数据中心的要求。

**经济账同样成立:**一座 10MW 数据中心,液冷方案(PUE 1.15)相较冷冻水方案(PUE 1.35),所增投资约 2.2 年即可收回。

**市场加速放量:**IDC 数据显示,2023 年中国液冷服务器市场规模达 15.5 亿美元,同比增长 52.6%;2024 年增至 23.7 亿美元,再增 67%;IDC 预测 2024–2029 年复合增长率 46.8%,至 2029 年将达 162 亿美元。

政策、经济、技术三条线,首次同时指向同一方向。剩下的问题只有一个:谁能将“电力—冷却—热回收”作为一个系统,自第一天起即统筹设计,而非最后再行拼接。

结语:我们已在这条路上走了六年

谈一谈我们自身的实践。早在 2020 年,我们便开始以浸没式液冷为高密度算力设备散热,并在同一时间将所收集的余热用于居民供热。“浸没式液冷 + 热回收”,于我们而言并非纸面设想,而是已在现场运行数年的真实工程。

时至今日,依托自 2020 年起持续打磨的技术,我们已实现近 1000 MW 的液冷规模,余热交付覆盖居民区域供热、工业、农业与水产养殖。我们将高密度 AI 基础设施视为一个系统加以设计:供电、散热、热回收三位一体,自设计咨询、集成交付直至长期运维。

回到开篇的三个问题——为何可达 45°C、芯片为何不会损坏、为何称之为里程碑——它们实为同一件事的三个侧面:数据中心与能源系统之间的关系,正在被重新定义。英伟达此次 45°C 的发布,只是将这一早已注定的方向,首次摆在所有人面前。而真正的机会,不在于“如何将热搬走”——那只是第一步;真正的机会,在于此刻即决定:这些热,究竟用来做什么。

让每一瓦都算数。

作者:李俊明,清链科技副总裁。专注 AI 算力中心的一站式液冷解决方案——供电、散热、热回收三位一体。

参考资料:NVIDIA 官方博客《Hotter Than a Hot Tub》(2026.6.21)、Fortune、Open Compute Project 热回收工作组《数据中心热回收参考设计 1.0》、ScienceDirect 数据中心余热供热综述、IDC《中国液冷服务器市场跟踪报告》(2024–2025)。


作者:李俊明(Jim Li),清链科技联合创始人兼副总裁,NextGenergy 创始人兼 CEO。首发于微信公众号「清链学堂在线」,原文链接。转载请注明出处。 Markdown 版本