统一机架电源和热管理：液冷母排新趋势

AI 工作负载激增，暴露了风冷式配电的物理极限，迫使系统架构师重新思考服务器机架级的热管理。液冷母排将散热技术直接集成到供电路径中，解决了这一瓶颈问题。

随着业界竞相支持下一代 AI 加速器和GPU，数据中心面临着前所未有的电力需求。以往机架的耗电量仅为20至30 kW，但如今已飙升至120 kW、150 kW，甚至接近1 MW。在如此高的功耗水平下，传统的风冷方式根本无法提供足够的散热。

虽然芯片级液冷已成为标配组件，但电源分配却未能跟上步伐。电源输送路径本身已成为现代机架中一个关键的散热瓶颈。为了适应不断进步的处理器，需要重新定义机架设计规则，并从内到外对电源输送路径进行冷却。

风冷式配电的极限

对于低功率应用来说，虽然风冷式母排仍然是可靠且经济高效的解决方案，但随着机架级电流需求不断增长，传统的电源布线方式面临着物理和散热方面的严峻挑战。标准的风冷式母排以及连接它们的粗电缆不仅占用过多的机架空间，还会产生过多热量。将这些粗大的绝缘电缆替换为刚性母排系统，可以节省宝贵的机架空间，并且通常可以实现 3 比 1 或 4 比 1 的尺寸缩减。

然而，电流负载不断增长，便需要更粗更重的铜母排，这最终会阻碍服务器冷却所需的空气流通。这种物理上的拥挤限制了设计选择，并且无法为计算组件提供足够的冷却效果。当功率负载接近 150 至 160kW (约 3,000.0A) 时，风冷的物理原理失效，导致温升 (ΔT) 超过标准运行限值。

传统母排在吸收多余热量时，会形成局部热点，威胁机架的整体热稳定性。导体温度升高会增加电阻，导致电压大幅下降和显着的能量浪费。由此产生的循环会限制系统的整体性能，而且持续的热循环会对连接件造成长期的机械应力。

集成液冷技术实现服务器机架电源和热管理

液冷母排将服务器机架的电源和热管理整合到单一的统一系统中。该架构将优化的导体设计与集成的冷却通道相结合，为在空间受限环境中分配极端电流创建了一个强大的平台。液冷母排无需依赖外部气流来冷却配电硬件，而是直接从源头降低热量。

采用液冷母排消除热降额

锁定在稳定的低温度，从根本上改变了电气设计工程师的筹算。在传统装置中，工程师必须计算热降额，因为母排温度升高时承载的电流会降低。液冷母排可以防止通常由过热铜线引起的严重功率损耗。这种方法可提供可靠、高效的电气性能，使系统在传输更高电流时不会使电阻增加。

利用铜对铜焊接降低风险

将液体置于高电流附近会带来固有风险，例如泄漏、冷凝和潜在短路。这些顾虑十分合理，而先进的液冷母排通过严格的制造和测试规程来克服这些问题，让使用者安心。

最可靠的设计采用铜对铜焊接，而不是机械密封或O型圈。铜对铜焊接的两个部件均由同一种材料制成，热膨胀均匀，可防止因不同材料加热和冷却速率不同而导致的裂纹和泄漏。为了验证这种结构完整性，必须在部署前对这些部件进行严格的压力和泄漏测试。

保持标准机械尺寸

即使加上了流体通道，液冷母排也能够匹配标准高功率机架 (HPR) 和 ORv3的机械尺寸，便于轻松更换。由于安装接口与风冷版本相同，数据中心可以扩展功率负载并过渡到液冷母排，而无需增加母排的物理尺寸或被逼对机架基础设施作出取舍。

为不断发展的机架标准做好准备

AI 技术飞速发展，促使行业标准和数据中心不断更新迭代。为了迎接未来的处理器，我们需要清晰地了解服务器机架电源架构的发展方向。

OCP 的作用及共享规范

机架功率阈值不断提高，开放计算项目 (OCP) 等标准组织也在不断发展。虽然近年来全机架浸没式冷却引起了广泛的讨论，但业界目前的关注点已转向精准定向液冷解决方案。未来的 OCP 版本可能会制定液冷电源分配的正式指引。

升级基础设施以支持 1MW 机架

领先的超大规模数据中心运营商已经在规划设计迭代方案，以突破功率密度的极限，其中包括 1MW IT 机架的概念设计。为了支持如此巨大的功率，数据中心不得不对其核心基础设施进行彻底改造，集成冷却剂分配单元 (CDU) 并将液体歧管直接布置于机架层。

支持分阶段过渡

将数据中心机架从 20kW 扩展到 1MW，需要对基础设施进行重大改造，这无法一蹴而就，因此需要灵活的解决方案来支持分阶段过渡。例如，数据中心可以先安装液冷母排，并暂时在风冷架构下安全运行，直到液冷架构全面部署。这种灵活部署方式提供了一条切实可行的路径，既能保护现有平台的投资，又能满足未来的需求。

组件制造商积极参与OCP工作组，能够帮助塑造这些新兴标准。Molex莫仕工程师直接与行业领导者合作，确保新型液冷母排设计符合未来规范，助力客户为下一波功率密度增长做好准备。

先进的液冷母排：Molex莫仕多通道解决方案

虽然液冷母排已成为高密度机架的标配，但冷却液通道的内部几何结构决定了系统的最终效率。Molex莫仕工程师突破了标准单通道设计的限制，实现了专有技术的飞跃。

优化的多通道几何结构

与易腐蚀的单通道铝管不同，Molex莫仕多通道液冷母排采用挤压成型的铜管，并将其分成最多三个独立的通道。这种布局增加了接触面积，并形成最佳气流，比单通道方案具有更高的冷却效率。它只需一半的物理空间 (25mm² 对比 50mm²) 便可实现如此卓越的性能，为关键计算硬件腾出更多空间。

面向未来的性能和集成

这些母排在热效率方面树立了新的标杆，在 15,000.0A 电流下仍能保持约 30°CΔT 的温差；面向 25,000.0A 电流的战略设计路线图，避免全盘拆除旧系统再重建新系统的昂贵设计，并随着 AI 功率负载增长，继续保护现有平台的投资。

该液冷解决方案在1至10 LPM的宽流量范围内，有效降低了泵送功率，并且在2 LPM的流量下压降低于1 bar，同时支持介电和非介电液体。可配置尺寸和流体连接点的即插即用接口，能够适应紧凑的布局。每条母排在出厂前均经过100%的管线检测，包括严格的氦气泄漏和压力泄漏测试。

Molex莫仕将服务器机架电源和热管理集成到单个组件中，为扩展下一代 AI 基础设施提供了切实可行的方案。探索 Molex莫仕多通道液冷母排，在不占用宝贵机架空间的情况下扩展电源。