什么是Manifold
液冷Manifold是一种用于散热的管道装置。位于机柜内的冷却液分流单元,介于 CDU与冷板之间的装置,其功能是向各层单板均匀分配冷却液,带走电子信息设备高热流密度元件发热量,保证设备正常稳定运行。其内部通道设计精确,确保冷却液体能够均匀、快速地流过每个散热单元,有效带走热量,降低设备温度。
Manifold的应用场景?
液冷技术的核心架构里,Manifold 扮演着极为重要的角色。它作为连接液冷机柜 CDU 与冷板之间主管路的关键部件,是整个液冷循环通路的重要桥梁。
分水器的技术价值与市场地位
在英伟达GB200 NVL72系统中,液冷分水器单机价值高达1.2万美元,占液冷模块成本的12%,仅次于CDU(冷却液分配单元)。其核心挑战在于:
高承压需求:适配100kW+机柜,承压能力需≥1.5MPa;
低流阻设计:减少泵功损耗,PUE需压降至1.08以下;
智能化集成:支路流量动态调节,匹配GPU负载波动。
技术创新亮点
1. 核心功能优化
流量智能分配: 动态调节各支路流量(如通过PID算法),应对CPU/GPU负载不均(如GPU突发100%负载)。流量偏差控制<±5%,避免局部过热。
多级减压设计: 入口高压(常压>4bar)→ 支路低压(1.5-2bar),防止漏液及管路振动。
模块化快接接口: 盲插接头(如QD系列)支持热插拔,服务器更换时间<10分钟。
2. 材料与工艺突破
轻量化: 航空铝材替代不锈钢(减重40%+),碳纤维复合材料(试验阶段)。
防腐蚀: 内壁纳米涂层(如Al₂O₃陶瓷涂层)耐受乙二醇水溶液长期侵蚀。
密封性: 双O型圈+压力自紧式密封,泄漏率<10⁻⁶ mbar·L/s(氦检标准)。
采用钛合金、铜铝复合材质或纳米涂层等技术,提升耐腐蚀性和轻量化,同时通过真空焊接等精密工艺确保密封性,降低泄漏风险。
3. 智能化集成
集成化设计:部分厂商已推出 “CDU+Manifold 一体化模块”(如高澜股份方案),减少管路连接点(从传统的 8 个减少至 3 个),泄漏风险降低 70%;
智能化升级:Manifold 将集成流量传感器(精度 ±2%),实时反馈各支路流量数据至 CDU 控制器,实现 “动态再分配”(例如某 GPU 节点负载突增时,自动提升其冷量占比);
适配高功率场景:针对 2025 年后的 200kW 级机架,CDU 需支持 “双泵冗余”(单泵故障时切换时间≤1 秒),Manifold 则需升级为三排管设计(流量提升至双排管的 1.5 倍)。
传感器融合: 集成温度、压力、流量、电导率传感器,实时监测微漏液/堵塞。
数字孪生联动:与DCIM系统交互,动态优化泵功(如流量随负载曲线调整)。
行业瓶颈与挑战
瓶颈类别 |
具体问题 |
影响程度 |
设计复杂度 |
支路数量增多(单Manifold支持48+节点),流阻均衡难度剧增 |
★★★★ |
兼容性 |
接口标准未统一(如SMC vs. CPC快接头),跨厂商设备互换困难 |
★★★☆ |
成本压力 |
精密加工+传感器导致单价$500-$2000,远高于风冷管道 |
★★★★ |
运维体系缺失 |
缺乏液冷系统专职运维人员,故障应急流程不成熟 |
★★★☆ |
二次冷却匹配 |
Manifold出口水温需与冷却塔/干冷器精准协同(±0.5℃) |
★★★★ |
未来发展趋势
1. 技术演进方向
全栈液冷化:Manifold → 快接头 → 冷板 → 背门热交换器形成闭环生态。
相变冷却集成:两相流Manifold(如3M Novec工质)提升热容上限。
AI驱动预测维护:利用时序数据分析预测密封圈老化、管路堵塞风险。
2. 标准化进程
接口统一:OCP ORv3、ODCC“冰河”项目推动快接头/Manifold尺寸标准化。
模块化分级: Tier1:机柜级Manifold(支持8-16节点) Tier2:集群级Manifold(支持整排机柜)
3. 成本下降路径
规模化生产:2027年Manifold单价有望降至$300以下(当前$800+)。
塑料化替代:PPSU等高强度工程塑料应用(成本降40%)。
主流厂商产品对比分析
厂商 |
代表产品 |
核心优势 |
适用场景 |
Vertiv |
Liebert® DCE |
支持热插拔盲插,IP67防护 |
大型超算中心 |
Schneider |
EcoStruxure MDU |
与APC UPS强集成,智能流量算法 |
企业级数据中心 |
华为 |
FusionCol MDM |
全栈自研(冷板→Manifold→CDU) |
亚太区高密度部署 |
宁畅 |
冰弦”系列 |
国产化率100%,兼容中科海光/昇腾 |
信创项目 |
CoolIT |
CHx Manifold |
高支路密度(单台64路),超低流阻设计 |
GPU集群液冷 |
绿色云图 |
GDS Liquid Rail |
相变冷却兼容,支持-40℃低温运行 |
边缘数据中心/寒带地区 |
基全球主流液冷Manifold厂商技术参数对比表
厂商 |
流量精度 |
最大承压 |
接口类型 |
支路数 |
漏液检测精度 |
工作温度 |
Vertiv |
±3% |
10 bar |
QD-80系列 |
16/32/48 |
0.1 mL/min |
5~45℃ |
Schneider |
±4% |
8 bar |
CPC Quick-Disconnect |
12/24/36 |
0.2 mL/min |
0~50℃ |
华为 |
±5% |
12 bar |
Huawei SmartLink |
8/16/32 |
0.15 mL/min |
-10~50℃ |
宁畅 |
±6% |
6 bar |
NCT-LC Standard |
8/16 |
0.3 mL/min |
0~40℃ |
CoolIT |
±2% |
15 bar |
CoolQS HD |
32/64 |
0.05 mL/min |
5~60℃ |
绿色云图 |
±8% |
20 bar |
GL-PhaseLock |
24 |
0.5 mL/min |
-40~85℃ |
注: 1. 流量精度:CoolIT凭借高精度压差传感器领先; 2. 承压能力:绿色云图为相变冷却设计高压冗余; 3. 漏液检测:CoolIT采用分布式光纤传感(DTS)技术。
市场机遇:2025年全球AI液冷市场规模将破700亿元,Rubin架构分水器价值量提升3倍;绑定头部客户(如富士康、台达)的供应商将迎来订单爆发。
虽然MGX液冷Manifold的尺寸、接口规格、位置布局、管路长度等都需严格遵守NVIDIA的统一规范,但各家厂商仍可在材料选择、制造工艺等方面进行差异化创新。例如,某些厂商可能采用更轻质或高导热材料,有的则强调快速批量生产能力。
结语:液冷分水器市场已形成“技术驱动+产能竞争”双主线:国际厂商(如CoolIT、台达)凭借低流阻设计、高精度控制占据高端市场;国内厂商(如高力科技、品汇流体)通过产能扩张(年产能20万套)和定制化服务快速渗透。未来,随着AI服务器功率密度突破200kW,分水器将向“高承压、低流阻、智能化”升级,具备耐腐蚀材料研发、精密制造工艺(如真空焊接)及大客户供应链经验(如英伟达)的企业将主导市场。国内厂商需补足产能数据透明度与高端技术短板,以在全球竞争中占据主动。