什么是冷却液分配装置（CDU）？
冷却液分配装置（CDU）是现代数据中心和高性能计算（HPC）环境中使用的液体冷却系统的关键部件。它是一个集中式系统，负责管理分配给服务器、存储系统和图形处理器（GPU）等 IT 设备的冷却液的循环、温度调节和压力控制。
作为设施冷却基础设施与 IT 级液体回路之间的桥梁，CDU 可帮助清除数据中心地板上的热量。它通过将 IT 冷却回路与设施的冷水或温水系统连接起来，使两种液体保持分离，从而支持热管理。
这种热隔离确保了效率，改善了温度控制，并允许高密度系统部署，其冷却能力超过了传统的空气冷却方法。
如何使用冷却液分配装置
冷却剂分配装置（CDU）是设施冷冻水回路与直接连接 IT 设备的内部液体冷却回路之间的中介。在热负荷超过空气冷却能力的环境中，CDU 可以实现高效、高密度液冷系统的部署。
热交换器
任何 CDU 的核心都是其热交换器，它将设备用水与服务器和其他组件中循环的冷却液隔离开来。这种设计可防止污染，并允许对每个回路进行独立控制。热交换器将热能从二级环路传输到设备环路，而不会混合流体，从而支持精确可靠的热管理。
水泵
CDU 包括集成泵，可在二级回路中循环冷却剂，确保直接到芯片冷板或后门热交换器的流量一致。高可用性 CDU 通常配备冗余泵和自动切换功能，以便在组件出现故障时保持连续运行。
控制阀
电动阀根据实时系统需求调节冷却剂流量。这些阀门与控制系统协调工作，根据不断变化的热负荷进行调节，优化热交换器的温差，提高能效。
传感器
集成传感器可持续监测主要参数，如入口和出口温度、流体压力以及一次回路和二次回路的流速。这种遥测对于动态系统控制至关重要，可提醒操作员注意潜在的故障或低效。
控制系统
可编程逻辑控制器 (PLC) 或嵌入式控制模块负责管理所有 CDU 操作。它处理传感器数据、调整泵速、驱动控制阀，并在超过阈值时触发警报或关闭。先进的 CDU 支持远程管理并与数据中心基础设施管理 (DCIM) 平台集成。
部署配置
CDU 有多种外形尺寸可供选择，以适应不同的数据中心布局。根据具体的冷却要求，机架式 CDU 是单个机架或一小组机架局部冷却的理想选择。落地式设备通常称为排内 CDU，具有更高的冷却能力，通常用于更大规模的部署。根据设施要求，CDU 可以配置为同时支持冷水和温水冷却回路，为系统设计和集成提供了灵活性。
CDU 如何支持向先进冷却架构的转变
随着数据中心工作负载的复杂性和功率密度不断增加，基础设施必须不断发展，以保持热效率和能源性能。CDU 作为传统冷却方法与下一代液体冷却环境之间的灵活桥梁，在实现这一演变方面发挥着核心作用。
部署 CDU 的主要优势之一是能够逐步集成液体冷却。数据中心不需要完全放弃空气冷却，就可以开始享受液体技术带来的好处。CDU 可以在引进传统基础设施的同时引进液体冷却机架，从而创建一个混合环境，在支持当前需求的同时为未来扩展做好准备。这种混合部署战略最大限度地降低了风险和资本支出，使设施能够随着时间的推移而扩展其冷却能力。
此外，CDU 还支持各种液体冷却拓扑结构，如直接到芯片和后门热交换器解决方案，这使它们能够适应各种 IT 硬件和设施设计。它们的模块化特性和远程可管理性进一步简化了过渡阶段的集成。
对于正在探索长期基础设施规划的组织而言，CDU 为实现高效冷却提供了切实可行的途径。通过与设施冷却水系统无缝集成，CDU 加快了向液体冷却的过渡，同时保持了整个系统的热稳定性和运行连续性。
CDU 的潜在缺点
虽然冷却剂分配装置为液体冷却集成带来了重大优势，但也增加了系统的复杂性。设备必须考虑到管道、控制系统和电源需求，这些都超出了传统空气冷却的范围。冷却剂分配单元需要围绕环路设计、泵尺寸、冗余和空间进行仔细规划，尤其是在改造情况下。调试不当或配置错误的传感器会导致热效率低下或在密集环境中出现局部热点。
成本是另一个因素。虽然 CDU 可以提高长期效率，但包括设备、安装和集成在内的前期投资可能会很大。必须验证与冷却剂类型、水化学和设施排热系统的兼容性。为确保长期可靠的性能和液体质量，还必须进行持续维护，因此 CDU 最适合致力于大规模液体冷却的企业。
常见问题
- CDU 是否能提高数据中心的能效？是的，CDU 通过减少对传统空调的依赖和实现有针对性的源头排热，可显著提高能效。通过与温水环路集成并在更高温度下运行，CDU 作为大型液冷数据中心的一部分，有助于降低能源使用效率 (PUE) 和总体冷却成本。
- 使用 CDU 有哪些商业利益？CDU 通过提高冷却效率、实现更高的机架密度和降低能耗，可提供显著的长期商业优势。它们还允许逐步部署液体冷却，这有助于避免大规模的前期基础设施检修。这为希望可持续扩展的数据中心带来了更好的投资回报。
- 哪些行业最依赖 CDU？需要高性能和高密度计算的行业最依赖 CDU。这包括云服务提供商、研究机构、金融服务、人工智能和机器学习、石油和天然气以及先进制造业。这些行业产生的热负荷往往超过传统风冷系统的极限。