資料中心晶片24小時高速運轉 液冷技術成水療級呵護關鍵
The showers and baths keeping data centre tech cool
作者: Chris Baraniuk | 時間: Tue, 23 Dec 2025 00:04:45 GMT | 來源: BBC
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它們全天候以高速運轉並高溫發燙——但資料中心的電腦晶片卻獲得大量呵護。某些晶片基本上宛如生活在水療中心。
「會有液體向上流動，然後如淋浴般或細流般灑落於組件上，」液冷公司Iceotope執行長Jonathan Ballon表示，「有些元件會被噴灑。」
在其他情況下，這些勤奮的裝置會浸泡在循環流動的液體浴槽中，這些液體能帶走它們產生的熱量，使其能夠以被稱為「超頻」的極高速度運作。
「我們有客戶時刻進行超頻，因為伺服器完全沒有燒毀風險，」Ballon說。他補充，美國一家連鎖飯店正計劃利用飯店伺服器產生的熱能來暖化客房、洗衣間與游泳池。
若缺乏冷卻系統，資料中心將無法運作。
去年十一月，美國一處資料中心的冷卻系統故障，導致全球最大交易所營運商CME Group的金融交易科技中斷。該公司事後已增設額外冷卻容量，以防類似事件重演。
目前資料中心需求正蓬勃增長，部分原因歸功於人工智慧技術發展。但這些設施消耗的大量能源與水資源，使其日益引發爭議。
超過兩百個美國環保團體近期要求暫停新建資料中心。不過也有業者聲稱希望降低環境衝擊。
他們還有另一項誘因：資料中心晶片性能日漸強大，以致於產業內許多人認為傳統冷卻方式——例如風扇持續對最熱組件吹風的空氣冷卻——對某些運作已不敷需求。
Ballon注意到能源密集型資料中心建設引發的爭議日增，「社區正在反對這些專案。我們的系統大幅減少電力與用水需求，完全不需要風扇，運作時安靜無聲。」
Iceotope表示，其液冷技術可同時為資料中心內多個組件降溫，不僅限於處理晶片，冷卻相關能源需求最高可減少八成。
該公司技術利用水冷卻與電腦元件接觸的油基液體，但水保持在封閉循環內，無需持續從當地水源取水。
當被問及油基液體是否源自石化產品時，Ballon承認部分確有此淵源，但強調均不含對人體健康有害的PFAS（永久化學物質）。
部分液冷技術使用的冷媒確實含PFAS。不僅如此，多數冷媒會產生強效溫室氣體，恐加劇氣候變遷。
市場研究機構IDTechEx前高級技術分析師王宇林指出，兩相冷卻系統即使用此類冷媒。冷媒初始為液體，但伺服器組件產生的熱量使其蒸發成氣體，此相變過程吸收大量熱能，是有效的冷卻方式。
部分設計將資料中心設備完全浸泡在含PFAS的冷媒中，「蒸氣可能從儲槽逸出，」王宇林補充，「存在潛在安全風險。」其他設計則僅將冷媒導向最熱的晶片。
目前提供兩相冷卻服務的企業正逐步轉用不含PFAS的冷媒。
多年來，業者嘗試各種截然不同的冷卻方案，力圖找出最能確保資料中心設備高效運作的方式。
例如微軟曾將裝滿伺服器的管狀容器沉入奧克尼群島海域。該計畫希望利用蘇格蘭冷水提升裝置內空氣冷卻系統的效率。
去年微軟宣布結束該專案，但Azure全球基礎設施總經理Alistair Speirs表示，「無需人為操作使故障減少，這啟發了我們部分運維流程。」無人化資料中心顯得更可靠。
初步數據顯示，海底資料中心的能源使用效率（PUE）評分達1.07，顯示其效率遠高於多數陸上資料中心，且完全不需用水。
最終微軟結論認為，建造與維護海底資料中心的經濟效益欠佳。
該公司仍在發展液冷技術，包括微流體冷卻——讓液體在矽晶片多層結構中形成微小通道流動。「可想像在奈米等級的矽晶中構建液體冷卻迷宮，」Speirs形容。
研究人員也提出其他方案。
七月，加州大學聖地牙哥分校的陳仁坤與其團隊發表論文，詳述以多孔薄膜為基礎的被動冷卻技術，無需主動泵送液體或吹風即可降溫。
「本質上是利用熱能提供泵送動力，」陳教授表示，並以樹葉蒸發水分引導樹幹吸水補充的自然過程作比喻。他希望該技術能實現商業化。
機器學習公司Hugging Face的人工智慧與氣候主管Sasha Luccioni指出，資料中心冷卻新技術的需求日趨殷切。
部分原因在於人工智慧——包括生成式AI與大語言模型（LLMs）等聊天機器人驅動系統——的高耗能特性。Luccioni先前研究已證實此類技術極耗能源。
「若模型能源需求高，冷卻系統也需升級，」她說。能逐步解釋輸出結果的推理模型更為耗能，較標準問答機器人多耗費「數百甚至數千倍」能源。Luccioni呼籲AI企業提高產品能耗透明度。
對Ballon而言，大語言模型僅是AI其中一種形式，且他認為其生產力已「達到極限」。