元脑服务器液冷黑科技：整机能耗直降13%的秘密武器
人工智能技术的爆发式增长引发算力需求激增，数据中心能源消耗压力骤增。作为能耗占比近50%的核心设备，服务器节能技术成为破局关键。元脑服务器第八代平台通过五大创新维度——革命性液冷方案、高效能元件配置、智能风道优化、模块化供电架构、精准温控策略，实现整机性能跨越式升级，散热效率飙升85%，综合能耗直降13%，为数据中心打造PUE极致标杆，构筑绿色算力新范式。
全栈产品“All in液冷”，实现节点级、机柜级、数据中心级三维解决方案
实现绿色降碳、降低PUE的关键路径在于液冷技术的落地。元脑服务器第八代平台延续 “All in 液冷” 战略，凭借全栈液冷能力，为数据中心提供全方位的液冷整体解决方案。
■ 在服务器节点方面，创新性导入Closed-loop内循环散热器，无需CDU即可在传统风冷机柜内部署液冷设备。相比较传统冷板散热器依赖冷板被动传导热量，Closed-loop内循环散热器通过集成热源、液体/冷媒循环管路、热交换器、回流系统等形成完整的封闭散热回路，采用主动式泵驱循环，冷媒热传导效率显著高于金属被动导热，尤其适用于高功率密度设备。其全封闭设计大幅降低液体泄漏风险，能适应更复杂的工作环境。同时，Closed-loop内循环散热器精巧的体积设计减少对主板区域的占用，模块化架构支持灵活扩展，可通过增加散热器面积、升级泵/介质的流量提升散热能力，灵活适应更高热负载。这一创新设计在保持传统风冷机柜兼容性的同时，实现了散热效率的显著提升。
Closed-loop液冷散热器工作原理
■ 针对机柜级液冷，全新一代元脑液冷整机柜服务器ORS6000G8基于OCP开放标准设计，可同时兼容19/21英寸节点，面向未来架构演进，实现全平台多元算力兼容。ORS6000G8支持供电、供液双盲插，极大简化安装与运维流程，还可根据客户数据中心实际条件，提供一体化或组合交付方案，满足不同场景需求。
19英寸节点(左) 21英寸节点(右)
■ 面向数据中心液冷，元脑服务器第八代平台可搭配智能CDU（冷量分配单元）控制系统，实现冷量和电量的实时按需分配，有效降低CDU的耗电量，助力液冷数据中心实现PUE无限接近1。同时，借助AI技术，该方案能对能耗展开实时监测，通过实时采集服务器运行时的电能消耗数据，结合数据中心内的温度、湿度、气流等多方面因素，进行综合分析与动态优化，结合碳足迹管理技术，可节省约15%~20%的能耗。
此外，该方案支持模块化数据中心和预制化数据中心架构，可高效搭载液冷散热系统。通过冷源预制化、管路标准化及三重防漏机制，实现液冷系统的快速部署与安全可靠运行。在满足快速交付、高密部署和弹性扩容需求的同时，助力数据中心提升能效、降低碳排放。
高效钛金电源提升电力转化效率，5年节省千万运维成本
算力的尽头是电力，元脑服务器第八代平台还创新性地导入了自研氮化镓（GaN）钛金电源，相比市面传统碳化硅（SiC）的钛金电源，具备更高的功率密度、耐温性、耐压性和可靠性，电源峰值转换效率可达98%以上，并已率先通过80PLUS认证。
氮化镓（GaN）钛金电源
据测算，在一个1万台服务器规模的数据中心场景中，模拟客户侧处于30%~50%的典型业务负载状况下，针对单台功耗为2kW的服务器，若采用钛金电源替换铂金电源，五年运维期内可节省约1000万元成本，为客户创造极为可观的经济价值。同时，钛金电源还导入了更精准的故障诊断系统，通过新增计时系统以及BMC时间同步策略，确保电源内部时间与系统时间一致。此外，该电源还可对自身温度、电流等信息实时监控，实现提前预警和精准定位故障，为系统稳定运行提供有力保障。
优化风冷散热风道及风扇，散热效率提升85%
随着芯片功耗升高，整机散热面临更严苛的挑战。为满足传统风冷数据中心客户的需求，元脑服务器第八代平台对散热风道及风扇系统进行了全面升级。例如，针对关键核心部件、高功耗零件设计独立风道，配合单风扇的散热调控，通过系统导流结构设计，聚集风流，减少部件热量累积，达到最高效利用系统风流的目的。
同时，还创新性验证和导入了PCIe标卡风扇部件，配置于OCP上方slot槽位，出风口位置正对OCP光模块，有效解决OCP光模块等热敏部件的关键散热问题，通过不断改良风扇充磁方式、改进扇叶曲面设计，经过上百次形状修正和实际验证，最终选定高效能涡流风扇，大幅节省整机系统风扇功耗。
PCIe标卡风扇部件
如下图所示，比对200G OCP网卡的散热情况，整机系统在idle、70%load和100%load分别节能40.5W、116.5W、200.5W，最多可降低85%系统风扇功耗。
整机系统不同业务负载下节能效果对比
全面解耦与按需供电架构创新，供电效率提升3%
元脑服务器第八代平台采用风扇板、管理板与主板完全解耦的全新架构，一方面，极大降低了因风扇板及管理板故障导致计算主板更换的概率，减小业务异常中断风险；另一方面，相较于上一代产品，在相同空间布局下，与上一代产品相比，在相同空间布局上可以设计部署更高散热效率、更大散热面积的异形散热器，以支持性能不断升高、功耗也不断攀升的处理器平台，优化整机散热效率。
在供电设计上，元脑服务器第八代平台首创按需供电架构，将3V3/5V供电接口从主板迁移至riser或者背板，实现主板和riser、背板的供电解耦，最大程度减少了线缆中的电能损耗。主板上POL电流从30A降至10A级别，极大简化供电设计，在CPU满载时可提升3%供电效率，能够依据客户存储及扩展需求，精准按需进行电能供给，实现整机系统降本增效的双重目标。
新旧方案对比
精细化散热策略全面升级，整机功耗降低13%
元脑服务器第八代平台在全局部件温度监控策略上实现了全面优化，实现在性能翻倍的同时，整机功耗降低13%。针对普通网卡、NVME、M.2、智能网卡、GPU 等关键部件，增设了更多温度监控传感器，能够依据部件 ID 进行精准的信息识别和差异化风扇控制。
针对本身不支持温度读取的部件，根据部件的风量需求特点，区分为高、中、低风险三个等级，区分调用不同的风扇控制策略，保证部件正常运行、性能稳定的同时，大幅度降低风险部件配置运行时的功耗；根据服务器不同状态下部件的发热特点，细化出部件在不同运行状态下的监控需求，保证对核心部件在待机、开机过程、开机完成等状态进行全面监控。
精细化散热策略
在分区调控策略方面，平台将原本的分区调控进一步细化为单风扇级的精细化调控。系统分区从 2 区精细扩展至 6 区或 8 区，通过更细致的区域划分，能够精准控制单风扇转速，有效避免所有风扇同时提速的情况。单个风扇根据不同区域需求设置不同转速，使系统散热更加贴合实际情况。此外，散热策略还完善了部件识别机制，通过判定部件位置与类型，设置差异化风扇控制参数及温度阈值。通过这种更为精准的风扇调控策略，整体可降低 13% 的系统功耗。
元脑服务器第八代平台构建全生命周期节能体系，从研发设计到生产交付形成绿色闭环。通过碳足迹追踪技术和模块化架构设计，实现产品全链条节能减排。未来将持续深耕绿色计算领域，以创新散热解决方案与智能供电系统双轮驱动，赋能千行百业搭建低碳算力基础设施，推动数字经济可持续发展。
