从90%到100% Heat Capture:Rubin时代AI服务器为什么需要全液冷?

从500kW机柜的残余空气热负荷出发,解析Rubin时代从GPU/CPU液冷走向NIC、Switch、Memory和Power Components液冷后,对冷板、歧管、快接、管路、压降、清洁度、腐蚀与精密加工提出的新要求。

发布:2026年8月8日 更新:2026年8月8日 27 分钟阅读
本文内容

直接结论

Rubin时代真正值得关注的,不是“液冷服务器又多了一代产品”,而是液冷的边界正在变化

过去的Direct-to-Chip方案,液体主要负责GPU和CPU这些大热源,内存、供电、存储、NIC、交换芯片以及可插拔器件仍有相当一部分热量交给空气。到了更高功率密度的AI机柜,这种“液体处理主要热源、空气处理剩余热量”的混合方案开始遇到一个很现实的问题:

百分比已经很高,不代表剩余热量很小。

CoolIT在NVIDIA GTC 2026的技术分享中用500kW机柜举例:即使做到90% Heat Capture,仍然有约50kW需要空气系统处理。NVIDIA随后对Rubin架构给出的公开描述更进一步:Rubin将实现100%液冷,芯片和网络组件都进入液体冷却回路,并且系统不再依赖服务器风扇。

因此,从90%向接近100% Heat Capture演进,本质上不是“冷板做得更大”,而是下面这条链条同时发生变化:

GPU / CPU → Memory / Power → NIC / Switch / Storage → 液冷覆盖点增加 → 歧管与支路增加 → QD与管路接口增加 → 总流量和压降网络更复杂 → 泄漏、清洁度、腐蚀和可靠性要求提高。

这才是Rubin时代对精密制造真正重要的部分。


从90%到100% Heat Capture,Rubin时代AI服务器全液冷覆盖扩大以及对冷板、歧管、QD、压降、清洁度和可靠性的影响
随着Heat Capture从90%走向接近100%,液冷覆盖范围扩大,冷板、歧管、QD和管路数量增加,同时把压降、泄漏、清洁度、腐蚀和可靠性推向更高要求。

1. 为什么90% Heat Capture在500kW机柜上仍然是一个大问题

Heat Capture最容易被误解的地方,是只看百分比,不看机柜的绝对功率。

以500kW IT负载为例:

液体热捕获率由液体带走的热量仍需其他方式处理的理论残余热量
90%450 kW50 kW
95%475 kW25 kW
98%490 kW10 kW
99%495 kW5 kW
100%500 kW理想边界接近0 kW

这张表最重要的不是“100%”这个数字,而是残余空气热负荷的绝对值

50kW已经相当于一套高密度传统机柜的全部热量。如果未来机柜继续向1MW甚至更高功率发展,同样保留10%给空气系统,残余热负荷就会继续放大。

CoolIT在GTC 2026的演讲中明确提出,随着500kW以上机柜出现,98%~99% Heat Capture开始具有更实际的系统意义,因为只有把剩余空气负载压到很小,数据中心才有机会真正缩减辅助风冷系统。

这也是为什么“90%已经很高”在下一代AI机柜上并不够。

NVIDIA GTC 2026:Liquid Cooling — How to Achieve 100% Heat Capture on 500kW+ Racks

2. Rubin把“液冷”从GPU/CPU扩展到了整套计算与网络系统

过去很多液冷服务器实际上是Hybrid Cooling。

GPU和CPU装液冷板,但服务器内部仍保留风扇和散热片,用空气处理DIMM、VRM、SSD、NIC、交换器件以及其他低功率但分散的热源。

这种结构在较低机柜功率下能够成立,因为空气系统只需要承担剩余部分。但当整个机柜达到数百千瓦,剩余的10%、15%甚至20%就会成为一套独立的热管理系统。

NVIDIA在2026年公布的Rubin液冷设计中,把这个边界进一步推开:

  • Rubin被描述为NVIDIA首个实现100% liquid cooling的AI基础设施代际;
  • 每颗芯片和网络组件都通过液体冷却;
  • 系统不再依赖服务器风扇;
  • 冷却液入口温度可提高到约45°C;
  • 在合适气候和设施条件下,可更多使用dry cooler,减少机械制冷和蒸发冷却依赖。

这里的变化不是单一GPU功耗增加,而是服务器内部原本属于空气域的热源开始转入液体域

NVIDIA:Hotter Than a Hot Tub — The 45°C Breakthrough to Cool AI’s Biggest Machines

3. 从70%到100%,到底多冷却了哪些部件

CoolIT在GTC 2026的分享中把Heat Capture覆盖范围拆成了非常直观的三个层级。

Heat Capture阶段主要进入液冷的器件对冷却结构的变化
约70%GPU、CPU等主要高TDP器件少数高性能冷板承担主要热量
约85%增加DIMM、Power Supply等冷却覆盖面扩展到分散热源
接近100%HBM、VRM、SSD、NIC及其他外围/可插拔器件需要更多局部冷却界面、组合冷板和支路
Rubin全液冷目标计算与网络组件整体进入液冷体系服务器从“液冷+风冷”转向液体主导的完整热路径

但制造端需要特别注意:

液冷覆盖点增加,不等于每个器件都单独增加一块冷板。

高热流密度GPU和CPU可能继续使用专用高性能冷板,而内存、VRM、SSD、NIC或交换器件更可能根据空间、热流、装配和维护要求,采用多器件共用板、单体式冷却结构、局部冷却器或组合式冷却模块。

因此,真正增长的是:

需要被液体可靠带走的热源数量,以及围绕这些热源建立的流体接口数量。

4. 冷板数量增加只是第一层,真正复杂的是流路数量

如果只从零件角度看,会觉得100%液冷只是“冷板订单变多”。

实际上更关键的是流路网络。

典型演进可以理解为:

少数GPU/CPU冷板

更多Memory / VRM / NIC / Switch冷却界面

服务器内部支路增加

服务器歧管端口增加

机架歧管总流量增加

QD、软管、硬管与接口增加

CDU和TCS流量能力提高

NVIDIA GTC 2026关于Vera-Rubin液冷准备度的技术分享也指出,平台代际升级并不一定意味着重新设计整个设施冷却架构。更可扩展的思路是保持TCS manifold、CDU和rack-drop方法尽可能稳定,而通过CDU数量、端点和机架接口适应更高流量需求。

这意味着供应链会同时出现两个趋势:

趋势对制造的意义
服务器内部液冷结构更密集冷板、阀块、歧管、接头座的小型化和集成度提高
机架与设施接口更标准化歧管接口、安装结构、管路支撑更有机会形成重复料号与量产

对精密加工厂来说,后者非常重要。真正有价值的不是每一代都重新做几十个样件,而是液冷架构稳定以后,若干关键结构件进入长期重复制造。

5. 100%液冷会出现哪些新的精密加工零件机会

随着液冷覆盖从GPU/CPU扩展到整机柜,精密加工件的机会会从“单块冷板”扩展到完整液体路径。

部件主要制造内容关键CTQ
GPU/CPU高性能冷板底板、流道、盖板、接口热接触面、流道尺寸、平面度、压降、密封
Memory / VRM / NIC冷却结构多区域冷却板、单体板、局部流道薄壁、位置度、局部平面度、流量分配
服务器歧管多支路深孔、交叉孔、阀孔、接口孔位、孔径、毛刺、清洁度、支路阻力
机架歧管长流道、多端口、安装结构总流量、端口位置、支路一致性、耐压
阀块与分配块内部流路、阀孔、传感器接口同轴度、密封面、内孔质量、清洁度
QD安装座 / 接口块快接定位、安装板、管路过渡配对位置、刚性、插拔方向、密封界面
管路与冷却模块支架结构固定、防振、防错尺寸链、装配空间、振动、维护可达性

其中,QD本身通常属于专业标准件供应商的范围,但QD安装座、歧管接口、结构支撑和配对尺寸链会直接进入机加工与装配体系。

100%液冷带来的制造机会,因此不是“所有东西都自己加工”,而是更多功能件需要围绕标准液冷接口形成稳定、可重复的机械结构。

6. 支路越多,压降越容易从设计参数变成制造CTQ

在只有GPU和CPU冷板时,系统已经需要平衡热阻和压降。

当Memory、VRM、NIC、Switch和外围器件继续加入液体回路后,问题会变成一个更复杂的并联流路网络。

如果某一支路加工孔径偏小、毛刺没有清除、转角阻力过大,或者某个接口的实际通径与设计不一致,就可能改变整个流量分配。

制造偏差可能造成的流体后果
流道宽度或深度偏小局部压降上升
深孔毛刺残留有效通径下降、颗粒脱落
交叉孔错位局部阻力和紊流增加
接头过渡台阶过大产生额外局部压降
支路孔径离散并联系统流量分配不一致
焊接或钎焊变形流道截面和接口位置变化

因此,未来液冷件图纸不能只标“尺寸合格”。

对歧管和冷板来说,尺寸公差最终要映射到流量和压降结果

更成熟的量产控制方式,是把关键孔径、流道截面、接口通径和流量压降测试建立对应关系,而不是终检时只测外形尺寸。

7. 接口越多,泄漏风险不能再靠“最后做一次气密”解决

全液冷意味着更多:

  • 冷板接口;
  • 分支管路;
  • 歧管端口;
  • QD连接;
  • 阀块与传感器接口;
  • 密封槽和焊接/钎焊区域。

接口数量增加,并不代表泄漏概率一定按比例增加,但它会扩大需要控制的潜在失效位置。

潜在泄漏位置常见原因制造与验证重点
冷板盖板接合区接合不完整、变形、污染接合过程窗口、气密、耐压
O形圈密封槽槽尺寸、粗糙度或压缩量异常槽宽、槽深、表面状态
歧管螺纹/端口位置偏差、密封面损伤同轴度、端面、螺纹和清洁度
QD安装位置配对偏心、支架刚度不足三维位置度、插拔尺寸链
焊接和钎焊区域热输入、间隙或材料问题焊前清洁、工装、焊后检漏
传感器接口小螺纹或密封面损伤加工完整性、装配扭矩和检漏

对于高密度液冷总成,更合理的策略是:

零件阶段控制密封特征 → 子组件检漏 → 总成耐压与气密 → 流量/压降验证 → 必要时进行温度循环和振动后的再次检漏。

泄漏控制应该贯穿制造过程,而不是只留到最后一道工序。

8. 清洁度会随着“100%液冷”变得更难,而不是更简单

液冷支路越多,内部通道、阀孔、快接和小型冷却结构越多。

这会让一个原本看起来很小的颗粒问题,变成系统级可靠性风险。

颗粒可能来自:

  • CNC切屑和毛刺;
  • 钻削深孔残留;
  • 清洗介质残留;
  • 焊接、钎焊或表面处理残留;
  • 密封件和装配过程;
  • 管路切割和安装;
  • 运输和存储中的二次污染。

对于GPU主冷板,一个小颗粒可能暂时不会完全阻塞流路;但进入更细小的Memory冷却结构、阀件、QD或低流量支路后,同样的颗粒可能造成更明显的局部阻力变化。

所以100%液冷真正放大的不是“要不要清洗”,而是:

必须把去毛刺、清洗、漂洗、干燥、封口、包装和装配环境变成一条连续的清洁度控制链。

9. 45°C冷却液意味着设施更高效,但制造端必须重新确认材料边界

NVIDIA公开描述的Rubin冷却架构允许冷却液以约45°C进入液冷系统,并在吸收热量后以更高温度返回。

这个变化对数据中心非常有价值。

温度越接近室外环境,很多地区就越有机会通过dry cooler直接排热,减少传统机械制冷;在合适气候条件下,还可以显著降低蒸发冷却带来的用水。

但对零部件制造来说,45°C不是一个“更宽松”的条件。

它意味着材料、密封和冷却液体系必须在整个工作温度窗口内验证。

NVIDIA公开文章中描述Rubin使用75%水与25%丙二醇的冷却液体系,但这不应被直接复制成所有液冷项目的统一配方。不同客户可能采用不同水质、添加剂、防腐体系和材料组合。

制造评审至少要确认:

项目为什么重要
接液金属铝、铜、不锈钢等组合会影响腐蚀设计
冷却液配方决定材料兼容性、防腐和密封选择
表面处理必须确认是否属于接液面、是否影响导电或腐蚀
密封材料需要验证温度、液体、寿命和压缩永久变形
清洗残留可能改变冷却液化学条件
异种金属连接需要评估电偶腐蚀与隔离策略

CoolIT在GTC 2026分享中也特别讨论了铝作为接液材料时的腐蚀管理,并强调必须依赖适当的冷却液添加剂和长期验证。

因此,“铝能不能接液”或“铜一定比铝安全”都不是足够严谨的结论。

真正需要确认的是:

材料 + 冷却液 + 温度 + 表面状态 + 使用寿命这一整套组合。

10. 从样件到500kW级机柜,CTQ必须从单件扩展到系统

传统冷板样件常常关注:

  • 平面度;
  • 流道尺寸;
  • 气密;
  • 耐压;
  • 外观。

到了全液冷系统,仅靠这些项目已经不够。

建议把CTQ分成四层:

CTQ层级典型控制项目目的
单件尺寸平面度、孔径、位置度、密封槽、接口保证几何与装配
内部质量毛刺、颗粒、残液、焊接/钎焊状态保证流路完整和清洁
功能性能气密、耐压、流量、压降、支路分配验证液体回路功能
系统可靠性温度循环、振动、插拔、腐蚀、寿命验证长期运行

对于量产项目,还需要增加:

  • 专用夹具;
  • 刀具寿命管理;
  • 关键孔径和密封尺寸SPC;
  • 检漏设备校准;
  • 清洗液和漂洗液监控;
  • 批次追溯;
  • 变更管理。

当一台机柜内存在大量液冷部件时,单个零件“偶尔不稳定”的代价会被系统数量放大。

所以全液冷真正推动的,是制造一致性

11. 对精密加工供应链来说,真正的机会在哪里

Rubin值得制造业关注的地方,不是NVIDIA这个品牌本身,而是它代表的一种架构方向:

过去:

主要热源液冷 + 其余部件风冷

正在变成:

计算、内存、供电、存储、网络 → 更高比例进入液体热路径

这会带来三个长期变化。

第一,冷却件从少数核心件变成一个部件族

不再只有GPU冷板,而会出现不同功率、不同面积和不同接口的冷却结构。

第二,歧管和接口件的价值上升

覆盖点越多,液体如何被稳定分配就越重要。服务器歧管、机架歧管、阀块、接头座和固定结构会成为液冷BOM的重要组成部分。

第三,重复制造比单件高精度更重要

高密度AI基础设施真正需要的不是“一次做出一个漂亮样件”,而是:

同一个料号连续制造时,流道、密封、清洁度、压降和泄漏性能仍然保持一致。

这正是精密加工供应商应该提前建立能力的方向。

12. RFQ阶段应该先确认哪些参数

如果项目目标已经从普通GPU冷板升级到高Heat Capture或全液冷架构,RFQ不能只发一张零件图。

输入类别需要确认的内容
系统边界目标Heat Capture、机柜功率、服务器数量、液冷覆盖器件
流体条件冷却液、入口温度、目标流量、允许压降、总流量
压力条件正常工作压力、瞬态压力、耐压和爆破边界
接口条件QD规格、管径、螺纹、法兰、端口方向、装配空间
材料条件接液材料、异种金属组合、表面处理、密封材料
清洁度颗粒标准、清洗方式、干燥、封口和包装要求
热接触面平面度、粗糙度、安装载荷、TIM条件
可靠性气密、泄漏率、温度循环、振动、插拔寿命
量产信息样件数量、年用量、CTQ、检测比例、追溯要求

只有这些边界明确以后,供应商才能判断一个零件应该采用CNC流道、钎焊、摩擦搅拌焊、机械密封还是其他结构,也才能判断哪些特征需要100%检测。


常见问题

100% Heat Capture是否等于完全没有任何热量进入空气?

工程语境中的100% Heat Capture更适合作为“尽可能把IT设备热量通过液体回路移走”的系统目标,而不是把数学上的零散热损失理解为绝对零。NVIDIA对Rubin的公开描述强调每颗芯片和网络组件都由液体冷却、系统不再依赖风扇;实际项目仍需要按机柜、服务器和设施边界定义热捕获率及测试方法。

为什么500kW机柜做到90%液冷热捕获仍然不够?

因为500kW的10%仍然是50kW。即使液体已经带走绝大多数热量,剩余50kW仍需要空气系统持续处理。机柜功率继续升高后,同样的百分比会对应更大的绝对残余热负荷,因此热捕获率必须继续向95%、98%、99%甚至接近100%的方向提高。

全液冷是否意味着每个器件都需要一块独立冷板?

不一定。GPU、CPU等高热流密度器件通常需要专用高性能冷板,但内存、VRM、SSD、NIC、交换芯片或可插拔器件可以采用多器件共用板、单体式冷却板、局部冷却结构或其他液冷界面。关键是液冷覆盖范围扩大,而不是简单按器件数量一对一增加冷板。

100%液冷为什么会让歧管和压降控制更重要?

因为液冷支路从少数GPU和CPU扩展到更多器件后,回路数量、分支数量和接口数量都会增加。总流量、局部阻力和各支路压降必须匹配,否则可能出现高热负载器件流量不足、低阻支路抢流或泵功率上升,因此歧管流道、孔径、转角、阀块和接口需要进行系统级压降评审。

全液冷对精密加工件最直接的新要求是什么?

最直接的变化是冷板、服务器歧管、机架歧管、阀块、快速接头安装座和结构接口的数量与密度上升,同时对热接触面、流道尺寸、密封槽、接口位置、去毛刺、内部清洁度、气密耐压、流量压降和材料兼容性的要求更高。量产时还需要建立CTQ、专用夹具、过程追溯和稳定的检漏及清洗流程。

询价100%液冷相关零件时应提供哪些资料?

建议提供系统连接图、2D图纸、3D模型、冷却液及接液材料、每个支路的目标流量和允许压降、工作与耐压条件、泄漏率、清洁度、热接触面要求、快接和管路接口、表面处理、样件数量、预计年用量以及气密、流量、热性能和可靠性验证标准。

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