云服務、機器學習（ML）和人工智能（AI）的蓬勃發(fā)展和應用不斷推動對高性能和高能效數(shù)據(jù)中心的需求。同時，隨著CPU和GPU等組件的功率密度不斷增加，傳統(tǒng)風冷解決方案的冷卻能力已達到極限，在技術上已不適合以成本效益和能源效率的方式滿足數(shù)據(jù)中心的冷卻需求。液體冷卻是現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心最有效的解決方案，具有更高的效率和更高的冷卻能力。為了將高功率 CPU、GPU 和網絡交換機保持在熱規(guī)格范圍內，冷卻液分配單元 （CDU） 為液體冷卻回路和冷板提供更廣泛的冷卻能力，這些回路和冷板直接與熱源熱接口，與傳統(tǒng)風冷相比，效率更高，靈活性更大。工采網將詳細介紹冷卻液分配單元（CDU）在液冷系統(tǒng)中的作用，并探討幾種關鍵的泄漏檢測技術。

一、什么是CDU？

CDU，即冷卻液分配單元，是現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心液冷系統(tǒng)中的核心設備。它們充當控制中樞，調控冷卻液的分布，確保溫度與壓力始終維持在最佳范圍內。這種控制直接影響服務器冷板的性能、效率、壽命及整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過提升數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)級效率，CDU有助于降低高密度計算環(huán)境下的整體擁有成本（TCO）。

二、CDU的用途

CDU是液冷系統(tǒng)中不可或缺的設備單元，負責將冷卻劑或水均勻的分配到整體系統(tǒng)中。CDU可以調節(jié)及控制冷卻劑的流量、溫度和流速。CDU與泵、散熱器、熱交換器和控制器等協(xié)同運作，確保冷卻系統(tǒng)可以高效穩(wěn)定的運行。根據(jù)具體情況不同，CDU具有不同的功能配置，例如傳感器、監(jiān)視器、流量控制閥等。此外，CDU還可以過濾冷卻劑中的雜質，保持系統(tǒng)清潔，防止損壞其他設備部件。

三、液冷式系統(tǒng)中泄漏檢測的重要性

在液體冷卻系統(tǒng)中，冷卻液泄漏會帶來重大風險，并可能影響性能和可靠性。由于液體具有較高的散熱系數(shù)，因此與傳統(tǒng)的風冷式系統(tǒng)相比，液體冷卻方法可以顯著降低服務器卡的溫度并提高整體系統(tǒng)性能。然而，這些液冷式系統(tǒng)中的任何泄漏都會對硬件和數(shù)據(jù)完整性構成威脅。未能檢測到的泄漏可能會導致短路和電氣故障、服務器組件腐蝕、停機和數(shù)據(jù)丟失以及昂貴的維修和更換成本。

可以采用多種泄漏檢測技術來識別服務器卡和冷卻液分配單元 (CDU) 中的液體泄漏。

1.溫濕度傳感器

服務器卡附近的濕度上升或溫度突然變化可能表明存在潛在的泄漏。濕度傳感器檢測到濕度水平增加，這可能表明存在蒸發(fā)冷卻液，進而指示系統(tǒng)中存在泄漏；溫濕度傳感器可以準確監(jiān)測濕度，確保其保持在安全范圍內。同樣，可能的泄漏會導致冷卻液溢出時溫度顯著升高，因此可以在服務器主板和 CDU 上使用溫濕度傳感器進行局部溫度檢測。這些傳感器用作早期警報，在服務器機架發(fā)生物理損壞之前就泄漏或其他問題警告系統(tǒng)。這種溫濕度檢測方法最好與其他泄漏檢測方法結合使用，以實現(xiàn)全面的監(jiān)控計劃。

2.壓力傳感器

從汽車到服務器，所有液體冷卻系統(tǒng)都在特定的液壓范圍內運行，以實現(xiàn)超高的效率和安全性。系統(tǒng)壓力突然變化通常表示出現(xiàn)了問題，例如冷卻回路中的泄漏、堵塞或高溫事件。通過將壓力傳感器集成到液體管路或 CDU中，可以實時檢測液體壓力的變化。這類傳感器通常連接到自動控制系統(tǒng)，此類系統(tǒng)會在檢測到泄漏時關閉流向受影響區(qū)域的液體，從而盡可能地減少液體泄漏造成的任何損壞。

3.液體流量傳感器

CDU 中的液體流量監(jiān)控至關重要，因為如果沒有穩(wěn)定的冷液體流量，元件和硬件可能很快就會過熱并損壞。流量監(jiān)控器有助于驗證冷卻系統(tǒng)是否高效運行，從而節(jié)省能源成本并延長設備使用壽命。監(jiān)控流量還有助于識別泄漏、泵故障和其他問題。流速突然下降可能表示發(fā)生泄漏或泵故障；這兩種情況對于液冷式服務器來說都很不利。因此，必須使用 液體流量傳感器對其進行監(jiān)控，液體流量傳感器可以進行精確測量，從而驗證流量是否得到準確監(jiān)控并報告給系統(tǒng)控制器。

4. 超聲波液位開關

通過發(fā)射超聲波，監(jiān)測冷卻液表面反射的聲波時間差，計算液位高度；當液位低于設定閾值（如 CDU 的冷卻液水箱液位低于 20%）時，判定為泄漏并發(fā)送警報。主要用于 CDU 的冷卻液水箱、服務器內置儲液單元，監(jiān)測 “總液位”，防止因泄漏導致的冷卻液耗盡。XLS-1超聲波液位開關是Gems的一款堅固產品，可替代磁簧開關液位傳感器使用。XLS-1外形緊湊，應用極為靈活，并且?guī)?個安裝選項，可安裝在各類特殊的應用中。XLS-1不含運動部件，因此不會發(fā)生常見的部件磨損問題。由于采用了超聲波液位感應技術，XLS-1能降低客戶的停機時間。XLS-1適用于水、水基和烴基液體，可完美用于泡沫和凝露可能影響其他傳感技術的應用。另一方面XLS-1專為在具挑戰(zhàn)性的應用中可靠運行而設計，是發(fā)電機、水箱、散熱器、打印機和其他工業(yè)應用中流體液位檢測的理想解決方案。

審核編輯 黃宇