数据中心冷却液分配单元 (CDU) 概述
IT 制冷面临的挑战持续升级，随着新型服务器加速计算技术、机器学习、人工智能以及高性能计算不断推动数据中心环境的热密度升高，液冷正迅速成为高效应对高功率密度热点的技术。如下面的图表所示，随着数据中心机架密度的提升，空气在散热负载方面的效果已不如液体冷却。
随着数据中心机架密度的增加，冷却技术如何发展。
利用液冷来补充现有的机房制冷系统
要让高功率 CPU 和 GPU 在符合规范的条件下运行（即保持机壳内温度在规定范围内），冷却液分配单元（CDU）相比传统风冷方案，能够提供更广泛的制冷能力、更高的效率以及更灵活的解决方案。
CDU 专为应对加速计算和高密度数据中心环境中的高热负载而设计，提供关键的制冷能力和热量排出功能。它能够为热交换器、直冷至芯片以及浸没式冷却设备提供可控且无污染的冷却液。
什么是冷却液分配单元？
CDU 是液体冷却系统不可或缺的一部分，旨在提高整体系统效率，并降低数据中心高密度应用的总拥有成本。
CDU 在机架和服务器机箱内的闭环系统中循环和泵送冷却液，并利用机房水（在全液冷系统中）以及机架外的空气对服务器进行冷却。
液体传热效率更高
由于液体在传热方面比空气更高效，当机架密度升高导致产生的热量超出风冷系统能力时，可引入 CDU。CDU 网络在建筑现有机房制冷系统或液体回路（FWS）与靠近 IT 设备运行的 CDU 回路（TCS）之间进行热量交换。
Vertiv™ XDU，带架空地板的冷却液分配单元
冷却液分配单元（CDU）是如何运转的？
冷却液分配单元（CDU）创建了与冷冻水供应独立的二级回路，实现严格的封闭管理，并能够精确控制液冷系统的温度、压力和流量。
CDU 将二级回路的供液温度维持在高于数据中心露点的水平，以防止冷凝，并确保实现 100% 显热制冷。
无论是自成一体的行间 CDU 还是集成在机架内的 CDU，液对液冷却液分配单元都必须连接到现有的 FWS，并通过热交换器将热量从 CDU 中导出。
Vertiv™ XDU，架空地板，正面图，特写
Vertiv™ XDU，后视图
对于液体-空气系统，CDU 通过内部的热交换盘管设计，将热量传递到环境供气中
CDU 配备过滤器，通常为 50 微米，用于防止供水受到污染物和碎屑的污染，并保护服务器冷板的完整性和性能。大多数系统还集成了泄漏检测、智能流量监测装置以及报警功能，以维持系统性能并保护数据中心设备。
Vertiv™ Liebert® XDU 070 冷却分配单元可用作冷却芯片的液体-空气热交换器。
液对液CDU
液对液 CDU 可提供最佳制冷性能，但需要安装管路和泵以连接到机房供水系统
液对空气冷却液分配单元
与其他设备相比，该类别产品的制冷能力有限，但无需将水管连接到建筑系统进行热量排放。液-空气 CDU 安装更高效，占用空间更小，安装成本和初期投入低于液-液 CDU。它们可为高功率 IT 设备提供局部液冷，同时利用现有数据中心制冷系统的技术来散热。
冷却液分配单元的优点
高效冷却
CDU 比传统空调系统更紧凑、更灵活。由于体积和重量较小，它们可以靠近被冷却的服务器放置，从而降低能耗，因为无需将冷却液分布到整个机房或建筑。
与传统空调或冷水机组相比，CDU 可通过在提高系统正常运行时间和可靠性的同时降低能耗，实现显著的节能效果，从而在长期内降低运行成本。
精确的温度控制
CDU 还可以帮助保护数据中心免受过热造成的潜在损害。由于配备了专门的控制器，CDU 可以精确地将温度保持在 -20 度以下。°C (-4˚F) 至最高 +70°C (158˚F)，使数据中心运营者更容易根据需求进行定制。这可防止组件故障甚至火灾隐患。
冗余
冗余泵和电源输入确保连续运行，并持续保持精确的温度、流量和压力，从而确保正常运行时间并提高可靠性。
结论
冷却液分配单元 (CDU) 对于高密度数据中心至关重要，能够提供严密控制的冷却液输送和精确的液冷系统控制。它们有助于管理热负荷、降低功耗，并通过冗余机制提高效率和可靠性。CDU 还能通过减少二氧化碳排放来促进环境可持续性。
Vertiv™ Liebert® XDU 冷却液分配单元产品家族