擁有34年IT產業經驗，其中25年專注於資料中心基礎設施，柯蒂斯（Curtis）在液冷技術、資料儲存、系統整合以及AI就緒環境等領域具備深厚專業知識。他在產業內的豐富經驗，使本文成為任何希望了解液冷技術未來發展——尤其是正形塑下一代AI資料中心的創新「晶片直觸式冷卻（Direct-to-Chip Cooling）」技術——之值得信賴資源。
液冷需求持續攀升
隨著AI資料中心將硬體效能推向全新極限，傳統氣冷方式已難以應對散熱挑戰。NVIDIA GB200 處理器作為所有AI資料中心爭相採用的核心處理器，所產生的熱量之高，已令氣冷甚至浸沒式冷卻（immersion cooling）均無法提供足夠的熱管理能力。此一困境，促使「晶片直觸式（D2C）單相液冷」成為高效能AI基礎設施的首選方案。
晶片直觸式冷卻運作原理
D2C冷卻透過直接安裝於處理器上的**冷板（cold plates）實現。特殊冷卻液在冷板內部循環流動，吸收處理器產生的熱量後，再回流至冷卻液分配單元（Coolant Distribution Unit, CDU）**進行降溫並重新循環。CDU主要有兩種配置：
液對氣型（Liquid-to-Air, L2A）CDU：利用風扇為冷卻液降溫後再行循環。此架構適用於未建置既有水冷基礎設施的場所。
液對液型（Liquid-to-Liquid, L2L）CDU：藉由廠務用水進行降溫，效率更佳，但需針對原本未規劃液冷支援的資料中心進行基礎設施升級。
單相與雙相冷卻的關鍵差異在於：單相冷卻中冷卻液始終維持液態；而雙相冷卻則涉及液態與氣態之間的相變（蒸發與冷凝）。儘管雙相冷卻效率更高，但因其成本較高且系統複雜度大，目前單相D2C冷卻已成為AI資料中心的主流選擇。
CDU尺寸與部署方式
資料中心依工作負載強度、機房空間配置及既有冷卻基礎設施之差異，需採用不同CDU尺寸與部署架構，主要類型包括：
機櫃式CDU（Rack-Based CDU）：體積緊湊（通常為4U），直接安裝於伺服器機櫃內，透過集流管（manifold）系統為整座機櫃內所有伺服器供應冷卻液。
列式CDU（Row-Based CDU）：設置於一排伺服器機櫃的末端或中段，透過**次級流體網路（Secondary Fluid Network, SFN）**為多座機櫃集中供冷。正確選用配管材質並嚴格遵守資料中心相關規範至關重要。
廠務級CDU（Facility-Based CDU）：大型冷卻解決方案，安裝於獨立的機電室內，可支援數兆瓦級熱量散逸。此類系統需搭配強健的SFN設計，方能達成高效冷卻液分配。
機櫃後門熱交換器（Rear-Door Heat Exchanger, RDHx）：安裝於伺服器機櫃背板，屬被動式熱交換裝置，利用冰水或特殊冷卻液，在熱空氣重新進入機房前即先行移除其熱量。
晶片直觸式冷卻的優勢
AI驅動型工作負載所需的功率密度遠高於傳統資料中心伺服器，因此散熱效率已躍居首要考量。相較於氣冷與浸沒式冷卻方案，D2C冷卻具備以下多重優勢：
更高效率：透過直接將處理器熱量導入冷卻介質，大幅降低熱阻。
更低能耗成本：傳統氣冷系統須仰賴龐大風扇與冷水機組維持最佳運作溫度；D2C方案則可顯著降低功耗，長期節省營運成本。
卓越擴展性：藉由模組化CDU設計，資料中心可分階段升級冷卻基礎設施，無需全面翻新整座設施。
減少用水量：不同於傳統蒸發式冷卻，D2C系統採用封閉式冷卻液循環，大幅降低用水需求。
液冷技術導入面臨的挑戰
儘管具備諸多優勢，晶片直觸式液冷的實際導入仍面臨若干挑戰：
既有設施改造難題：為氣冷設計的舊有資料中心，若欲採用L2L冷卻，往往需進行基礎設施升級。
冷卻液相容性問題：選用兼具導熱性、抗腐蝕性與使用壽命的合適冷卻液，至關重要。
標準化障礙：儘管產業領導者正積極推動通用液冷標準，但現行CDU類型、集流管設計與冷卻液配方的差異，仍造成系統整合困難。
AI資料中心液冷技術的未來展望
隨著AI工作負載日益密集且功耗持續攀升，液冷技術亦將持續演進。產業正邁向混合式冷卻方案，結合D2C冷卻與機櫃後門熱交換器（RDHx），以最大化整體效率。此外，廠務用水的可取得性，亦將加速L2L CDU的廣泛採用，進一步提升效能與永續性表現。
結論
晶片直觸式液冷是AI驅動型資料中心的領先解決方案，具備無與倫比的效率、擴展性與長期成本效益。當處理器性能持續提升、散熱需求不斷攀升，資料中心必須採用創新冷卻技術，方能維持高效能與永續營運。深入理解D2C冷卻技術及其部署策略，對於現代AI基礎設施的規劃與決策至關重要。
在 ByteBridge，我們專精於為客戶量身打造尖端冷卻解決方案。憑藉在液冷技術（含晶片直觸式解決方案）領域的深厚專業，我們能協助資料中心設計與建置最適化、高能源效率的系統，使其順利擴展規模並發揮最高潛能。選擇與 ByteBridge 合作，即是擁有一位值得信賴的夥伴，共同克服當代冷卻挑戰，並為AI工作負載建構面向未來的基礎設施。
作者簡介
柯蒂斯・布雷維爾（Curtis Breville）
全球液冷技術負責人 — AI資料中心
柯蒂斯・布雷維爾博士（Dr. Curtis Breville）現任 ByteBridge 全球液冷技術負責人—AI資料中心。他擁有逾34年IT產業經驗，其中25年專注於資料中心基礎設施。作為液冷技術、資料儲存、系統整合及AI就緒環境領域的產業領袖，柯蒂斯曾於CoolIT Systems、AHEAD與戴爾科技（Dell Technologies）擔任要職，主導開發多項針對高效能運算（HPC）與AI工作負載的尖端解決方案。他在晶片直觸式冷卻與新一代熱管理技術方面的深厚造詣，使其成為資料中心效率與永續性演進過程中備受信賴的權威聲音。