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💧 AI 伺服器水冷技術大解析：CDU、冷卻管路與不銹鋼管的應用 2025/02/21

🚀 未來機房的標配！為何 AI 伺服器都改用 CDU 水冷？
隨著 AI 伺服器的計算能力提升，高熱量散熱 成為資料中心的主要挑戰。傳統風冷系統逐漸無法應對 AI 伺服器高功率、高密度的運行需求，因此水冷技術（Liquid Cooling） 逐步成為主流解決方案。
但你知道嗎？水冷系統的效率不僅取決於冷卻液本身，還與管路設計、冷卻分配單元（CDU）和材料選擇密切相關！ 
本篇文章將深入探討 AI 伺服器水冷技術，並解析 CDU 的作用、冷卻管路設計，以及不銹鋼管在水冷系統中的應用優勢！ 

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📌 為什麼 AI 伺服器需要水冷技術？
目前 AI 伺服器（如 NVIDIA H100、AMD MI300X）的功耗已經超過 700W - 1500W，這使得傳統風冷技術逐漸失去競爭力，主要原因如下：
❌ 風冷散熱效率有限 – 伺服器密度增加，空氣對流無法及時帶走熱量
❌ 能源消耗過大 – 風冷系統依賴大型風扇與機房空調，增加電力消耗
❌ 數據中心擴展受限 – 高功率伺服器的散熱需求限制了機架的佈局
為了解決這些問題，許多資料中心開始導入 液體冷卻技術（Liquid Cooling），透過 冷卻液的高導熱性，直接帶走伺服器運作產生的熱量。這其中，CDU（Cooling Distribution Unit，冷卻分配單元） 與冷卻管路扮演了關鍵角色！

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📌 CDU（冷卻分配單元）是什麼？
 🔹 CDU 的功能 
CDU（Cooling Distribution Unit，冷卻分配單元）是水冷系統中的核心設備，主要負責：
✔ 控制冷卻液流量與溫度，確保伺服器獲得穩定的散熱效果
✔ 提高散熱效率，降低機房 PUE（Power Usage Effectiveness，能源使用效率）
✔ 分配冷卻液到各伺服器機架，確保每個伺服器能獲得適量的冷卻

 🔹 CDU 的運作原理 
1️⃣ 冷卻液循環 – 冷卻液從 CDU 進入伺服器的散熱板（Cold Plate），吸收熱量後回流至 CDU
2️⃣ 熱交換 – CDU 內部的換熱器（Heat Exchanger）將熱量傳遞給二次冷卻系統（如機房水循環或冷卻塔）
3️⃣ 流量控制 – 透過 CDU 內的幫浦調節冷卻液流速，確保水冷系統穩定運作
💡 簡單來說，CDU 就像水冷系統的大腦，負責控制冷卻液的溫度、壓力與流量，確保伺服器運行時保持最佳散熱效果！

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📌 水冷管路如何設計？
在水冷系統中，管路設計決定了冷卻液的流速、壓力穩定性與散熱效果，目前水冷管路的設計主要有以下幾種方式：

🔹 分歧管（Manifold）系統
適用於大規模資料中心，透過不銹鋼分歧管（Manifold），將冷卻液均勻分配到每個伺服器機架：
✅ 優點：高效能、穩定壓力分配、支援多伺服器散熱
❌ 缺點：初期建置成本較高

🔹 單獨水冷循環
適用於小型機房或高功率伺服器，單台伺服器配備獨立水冷系統，使用高壓幫浦維持冷卻液循環：
✅ 優點：彈性高、不影響其他設備
❌ 缺點：維護成本較高

🔹 浸沒式冷卻（Immersion Cooling）
最新的水冷技術，將整個伺服器直接浸泡在特殊冷卻液中，以最大化散熱效率：
✅ 優點：無需水冷管路、散熱效率極高
❌ 缺點：技術尚未完全成熟，初期投入成本高

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📌 不銹鋼管在 AI 伺服器水冷系統中的應用
在水冷系統中，冷卻管路材料的選擇至關重要，常見材料包括 不銹鋼管、銅管、高強度塑膠管。其中，不銹鋼管因其優異的耐蝕性與耐壓性，成為伺服器水冷系統的理想選擇！

🔹 為什麼選擇不銹鋼管？
✔ 耐腐蝕性強 – 不銹鋼 304 / 316 能抵抗冷卻液中的化學物質，確保長期穩定運行
✔ 高強度與耐壓 – 承受高壓水冷循環，不易變形或破裂
✔ 低熱膨脹係數 – 確保管路在高低溫變化下仍能保持穩定
✔ 長期耐用 – 比塑膠管與銅管更具耐久性，適合長期使用

🔹 不銹鋼管 vs. 其他冷卻管材

💡 結論：如果你需要高耐用、耐高壓、耐腐蝕的水冷管路，不銹鋼管是最佳選擇！🔩

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📌 結論：不銹鋼管 x AI 水冷，打造高效散熱解決方案！
隨著 AI 伺服器的散熱需求增加，水冷技術已成為未來趨勢，而 CDU 與冷卻管路的選擇將決定水冷系統的穩定性與效率。不銹鋼管因其耐腐蝕性、高強度、長期耐用，已成為 AI 水冷散熱的重要材料之一！

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