服务器通常采用风冷、液冷、热管等技术散热,风冷通过风扇与散热片组合实现,成本低且应用广泛;液冷利用液体循环或浸没式降温,效率高,适合高密度数据中心;热管通过相变传热,被动散热节能但需环境配合,散热方案需根据性能需求、能耗及成本综合选择。
风冷散热:经典技术的持续优化
风冷散热通过风扇强制空气流动带走热量,仍是中小型机房的标配方案,其核心组件包括:
- 轴流风扇:采用磁悬浮轴承技术,转速可达2万转/分钟,噪音降低至35分贝以下(参照《GB/T 2887-2011数据中心设计规范》)
- 导风罩定制:根据服务器内部结构设计定向导流通道,提升30%以上散热效率(戴尔PowerEdge系列实测数据)
- 热管辅助:在CPU等高热部件加装真空铜管,通过相变原理将热量快速传导至散热鳍片
适用场景:单机柜功率低于10kW的传统机房、边缘计算节点。
液冷技术:高密度计算的革命性突破
当机柜功率超过20kW时,液冷系统逐渐成为主流选择,主要分为两种实现路径:
冷板式液冷

- 在CPU/GPU表面安装微通道金属冷板
- 冷却液(如3M氟化液)通过闭环管路循环换热
- 阿里巴巴张北数据中心实测PUE降至1.09
浸没式液冷
- 服务器整体浸入绝缘冷却液(如Shell Diala S4 ZX-I)
- 自然对流+泵驱循环双模式运行
- 谷歌DeepMind实验室实现100%无风扇运行
能效对比:相较于传统风冷,浸没式液冷可节省45%制冷能耗(《IDC绿色数据中心白皮书2024》)。
新型散热技术的前沿探索
相变储能散热

- 采用石蜡/膨胀石墨复合相变材料(PCM)
- 在35-45℃区间实现潜热吸收
- 微软Azure实验室成功应对瞬时热冲击
热电制冷
- 基于帕尔贴效应直接转化电能为冷量
- 英特尔已开发出温差发电与制冷双模芯片
AI智能控温
- 机器学习算法预测服务器负载曲线
- 动态调节水泵转速和阀门开度
- 腾讯天津数据中心实现冷却系统节能18%
方案选择的六大决策要素
企业在选择散热方案时需综合评估:

- 单机柜功率密度(kW/机柜)
- 机房空间承重限制(kg/m²)
- 建设周期与改造成本(液冷系统溢价约25%)
- 本地气候条件(影响自然冷却时长)
- 运维团队技术储备
- PUE政策要求(北上广深要求≤1.3)
行业发展趋势预判
- 混合散热架构:风冷+液冷混合部署成为过渡期优选方案
- 标准化进程:ODCC已发布《浸没式液冷系统技术规范》
- 余热回收:芬兰Yandex数据中心将服务器废热用于区域供暖
- 材料革新:石墨烯导热膜开始商业化应用(导热系数5300W/mK)
引用来源
- 《GBT 36345-2018信息技术数据中心能效分级》
- 中国信通院《数据中心液冷技术白皮书》
- 施耐德电气《全球数据中心温度调查报告》
- ASHRAE TC9.9 热指南(2021版)