天加环境高密AI算力时代液冷解决方案白皮书

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大模型训练、通用人工智能、自动驾驶仿真等算力需求全面爆发，推动AI基础设施进入高密度、超高功耗发展周期。英伟达Blackwell架构GB200、GB300 NVL72整机柜服务器作为当前智算中心主流算力单元，彻底颠覆传统数据中心散热边界：GB200单机柜额定总功率132kW，GB300单机柜提升至142kW，单颗GB200超级芯片功耗高达2700W，GB300芯片功耗进一步抬升至3500W，传统风冷散热极限仅30~40kW/柜，已完全无法支撑新一代AI算力稳定运行，冷板式液冷成为标准化刚需方案。

从行业长期路线图来看，2024-2029年全行业机架密度将持续攀升，AI Pod平均机架密度从40~100kW跨越至350kW以上，峰值机架密度远期突破1000kW/柜，超高密度算力对暖通系统的承载能力、温控精度、节能性、运维可靠性提出全新严苛标准。

图丨英伟达 GPU + 机柜功率路线图

天加环境深耕数据中心精密温控二十余年，依托全球磁悬浮压缩机核心技术、行业首创风液融合同源架构、全栈液冷系统研发制造能力，针对NVIDIA GB200、GB300两款主流整机柜服务器，打造端到端适配、全生命周期降本的数据中心全链条整体解决方案。作为全国领先的智慧洁净和AIDC全链条热管理专家，天加聚焦超高密AIDC机房散热、能耗、扩容、运维四大核心痛点，助力算力客户实现PUE≤1.20的绿色智算建设目标。

本文将深度拆解两款英伟达服务器的热负载与暖通硬性需求，系统阐述天加数据中心全链条技术架构、核心产品适配逻辑、项目落地价值与全场景落地优势。

01 导入篇

算力密度爆发GB200与GB300整机柜热负载及暖通核心约束

1.1

Blackwell架构芯片功耗迭代，散热压力指数级增长

英伟达GPU功耗呈现跨越式上涨：2017年V100功耗300W，2020年A100提升至400W，2022年H100达到700W，2023年GH200 Grace Hopper超级芯片突破1000W，而GB200 Grace Blackwell超级芯片集成1颗Grace CPU与2颗Blackwell GPU，整机功耗跃升至2700W；升级款GB300单芯片功耗进一步拉高至3500W。空气介质换热效率已完全无法匹配芯片瞬时发热，一旦散热不足，GPU将自动降频，直接损失30%以上算力输出，造成巨额算力投资浪费。

图丨英伟达 GPU 功耗演进曲线

1.2

GB200 NVL72整机柜功率、散热分配与暖通硬性指标

GB200 NVL72整机柜标准配置：72颗Blackwell GPU、36颗Grace CPU，机柜总IT功耗132kW，散热分为液冷主散热与辅助风冷两部分：

1.液冷承载热负荷：115kW（核心芯片冷板换热，其中36颗GB200超级芯片发热97.2kW，交换机、供电模块辅助液冷17.8kW），液冷系统设计散热能力按此配备，并保留一定安全余量；

2.机柜背板辅助风冷散热：17kW，负责机柜内部余温、交换机局部散热；

3.暖通硬性约束：

（1）二次侧冷却液供液温度稳定区间25~45℃，支持高温供液，可与无冷机自然冷却系统直接适配；

（2）CDU输出流量控制精度±5%，单回路压力波动≤0.02MPa，杜绝冷板局部过热；

（3）全回路去离子水防漏液、防腐蚀，适配服务器原厂微通道冷板；

（4）8 台 NVL72 液冷机柜组成一套 DGX GB200 SuperPOD，合计 576 片 B200 GPU，全链路液冷散热。系统连续运行8760小时无停机，支持N+1冗余冷源、冗余泵组架构。

图丨英伟达GB200 Superchip 芯片到DGX SuperPOD完整层级高清示意图

1.3

GB300 NVL72整机柜升级散热需求，暖通系统承载能力再升级

GB300作为GB200性能迭代机型，整机柜IT总功耗提升至142kW，硬件与散热约束全面升级：

1.热负荷分配：液冷标准散热负荷121kW，辅助风冷散热21kW；单颗GB300芯片额定功耗3500W，36颗芯片理论发热126kW，实际通过系统功率优化限制稳定在液冷可承载范围，对液冷系统瞬时峰值散热能力、流量调节响应速度提出更高要求；

2.算力密度提升：整机柜FP16稠密算力达360P，NVLink带宽每秒130TB，集群长时间满负载运行，热输出波动幅度更大，暖通系统必须具备毫秒级自适应温控调节；

3.扩容兼容需求：GB300项目普遍规划远期扩容至Rubin架构，暖通冷源系统需预留扩容余量，无需大规模改造机房土建与管路。

图丨英伟达NVL72 GB300 机柜系统

1.4

GB200/GB300机房通用暖通行业痛点

结合两款整机柜硬件特性，当前行业落地普遍存在四大核心难题，也是天加全链条整体解决方案核心解决方向：

1. 散热能力不匹配：传统风冷单机柜上限40kW，GB200/300机柜130kW+热负荷完全超出极限，列间空调、风墙空调方案仅能作为辅助散热，无法独立承载核心芯片发热；

2. 冷源架构割裂：传统项目风冷、液冷两套独立冷源，两套管路、两套控制系统，机房占用面积成倍增加，初投资大幅上涨，运维两套系统人力成本大幅增加；

3. 能效管控失衡：常规冷水机组低温供液（12-18℃）压缩机全年高频运行，PUE常年1.4以上，难以满足东数西算枢纽节点PUE≤1.20政策要求；

4. 扩容改造难度大：存量IDC机房升级AI算力时，传统液冷系统冷源、CDU固定配置，新增GB300机柜需重新铺设主管路、加装冷机，施工周期长达3~6个月，中断现有业务。

会议焦点：液冷服务器、冷却液、CDU、泵/阀、过滤器、分歧管、储液罐、漏液检测、管路、导热材料、快换接头、密封材料、液冷板、绝缘材料、冷却塔、换热器、风机、智能控制系统、模块化设计

PART 01

会议概览

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