伴随英伟达 Vera Rubin VR NVL144 机架规模化量产落地,全球高密度智算中心正式迈入100% 全液冷时代。区别于 GB200/GB300 前代机型 80% 液冷过渡方案,VR144 整机柜取消全部散热风扇、外置橡胶软管,采用 “无风扇、无软管、无外露线缆” 三无架构,一体化内置歧管(Inner Manifold) 被确立为机架标准流体分配部件。
NVIDIA Vera Rubin NVL144 : Next-Generation High-Performance Computing Platform - NADDOD Blog

VR-200 平台的液冷系统由四大核心模块构成:冷板(Cold Plate)、分水器(Manifold)、快接头(UQD/NVQD)和冷却分配单元(CDU)。

液冷分级架构通常由一次侧回路(建筑侧)和二次侧回路(设备侧)组成。二次侧回路进一步细化为行级、机柜级和服务器级三个层级,Manifold在这些层级中扮演着不同的角色。

Manifold的分类

什么是Inner manifold?

液冷“关键桥梁”:通过其精密的集成化设计,Inner manifold实现了冷却液向机柜内各发热设备(如GPU、CPU)的均匀、高效分配,精准满足了Rubin机柜超高功率密度下的散热需求。

立敏达Inner Manifold分水器

 一、VR144 超高功耗倒逼内置歧管成为标配

VR NVL144 机架分为标准版与 CPX 增强版,标准版整机柜功耗 190kW,搭载 Rubin CPX 的增强版功率直接攀升至 370kW,单托盘算力模块总功率突破 7000W,风冷、传统外置软管分液方案彻底失去承载能力。

1. 散热系统全面重构,淘汰传统外置管路

前代 AI 机架普遍采用外置独立歧管 + EPDM 橡胶软管分流方案,但 VR144 支持 45℃温水直冷,冷却液工作温度大幅提升,橡胶软管长期高温工况易老化、渗漏、流量衰减,无法匹配全年 7×24 小时不间断算力运行需求。

英伟达官方架构规范明确:VR144 全系列机架统一采用机架内置一体化金属歧管,集成分流、汇流、压差监测接口,全程不锈钢 / 铝合金刚性流道,彻底取消机架内部所有柔性软管,从结构层面消除漏液安全隐患。

2. 内置歧管解决高功率均流核心痛点

VR144 单台机架包含 18 组计算托盘,每组托盘搭载多块夹心式微通道冷板,对冷却液分流均匀度要求极高,流量偏差需控制在 ±5% 以内。传统外置歧管管路长、支路压降差异大,易出现局部 GPU 过热降频;

VR144 专用内置歧管与机架框架一体化集成,流道采用精密节流腔体设计,就近向每一层托盘均分冷却液,压差稳定、换热一致性大幅提升,是保障 370kW 满功率稳定输出的核心基础部件。

3. 全球算力基建集中招标,订单集中释放

2026 年全球头部云厂商、超算基地同步启动 Rubin 平台集群采购:海外 hyperscale 企业批量采购 VR144 CPX 增强型机架,国内运营商、智算中心分批上线新一代全液冷算力集群。

整机厂采购逻辑清晰:VR144 机架为标准化整机交付,冷板、CDU、内置歧管、UQD 盲插接头四大液冷核心组件需同步锁量备货。在冷板、CDU 供给相对充足背景下,定制化内置歧管因工艺壁垒高、交付周期长,率先出现供需缺口,订单率先爆发。

AVC服务器内部 Inner Manifold 内分水器
服务器内部 Inner Manifold 内分水器安装位置

二、液冷内置岐管加工流程

液冷内置歧管主要采用航空铝、不锈钢两种材质。航空铝侧重轻量化,降低整机柜负载,适配大规模集群部署;不锈钢强度高、耐冷却液腐蚀,可长期稳定适配45℃温水全液冷工况,避免流道锈蚀堵塞。产品整体采用精密一体化成型工艺,核心流程为:压铸粗胚、CNC精雕、镜面抛光、精密焊接、高压测漏。

第一步:压铸粗胚成型

采用高压压铸工艺一体成型歧管粗胚,整体结构性强、无拼接缝隙。依照需求结构参数预留流道与接口,精准控制薄壁壁厚均匀度,预留标准加工余量,从源头规避气孔、缩松、壁厚不均等毛坯缺陷,适配大批量生产。

第二步:CNC五轴精雕精加工

采用五轴CNC精雕对粗胚进行微米级精加工,修正压铸误差,精准校准管件直线度、圆度、孔径及安装位精度。优化内部流道腔体尺寸一致性,杜绝结构偏差导致的流量不均、压差异常,满足高功率液冷散热与整机高精度装配要求。

第三步:镜面抛光处理

对CNC加工后的管件进行镜面抛光处理,彻底清除内外壁刀纹、毛刺与锐边。流道内壁达到镜面光滑效果,可有效降低冷却液流动阻力、减少积垢与气泡滞留,避免碎屑堵塞管路,保障液冷系统长期稳定运行。

第四步:焊接成型

采用激光焊接、真空钎焊、搅拌摩擦焊、氩弧焊等工艺,传统真空钎焊易残留杂质、工件变形大,搅拌摩擦焊难以适配密集细小支管,仅适配大平面歧管,目前高端场景基本以激光焊接为首选。

第五步:测漏质检

焊接完成后全部产品100%开展多级水压、气压测漏测试,模拟机房高压恒温运行工况,全面检测焊缝、管壁、接口密封性能,排查微渗漏缺陷,严控出厂良率,保障全液冷机架长期安全稳定运行。

左:粗胚,右:CNC 精雕半成品;图源自亿利工业

三、内置岐管的加工技术难点

1、360°全周环焊成型复杂,轨迹与熔深精准控制难度极高

采用主管与支管T型贯通结构,接口均为封闭式环形焊缝,不同于常规直线焊接,无法套用标准化工艺。焊接过程中,焊头需沿支管外壁做360°精密圆周运动,同时持续锁定激光焦点保证稳定熔深,全程多参数动态波动,工艺控制难度极大。

一是易出现跑焦与熔深不均。管件圆度、壁厚公差及装夹偏差会引发焊接焦距偏移,导致激光能量输入不稳,焊缝熔深参差不齐。

二是重力造成成型偏差。环形焊缝不同位置熔池受力、凝固速度不同,容易出现上薄下厚的成型问题。

三是起收弧缺陷难规避。焊缝首尾衔接处易产生凹陷、未熔合、气孔等瑕疵,是产品渗漏的主要隐患。

2、薄壁管件焊接敏感性强,高精度热变形控制难度大

内置歧管为薄壁精密构件,主管壁厚仅1-2mm、支管更薄,对焊接热输入高度敏感,微小热量偏差即可造成不可逆变形与内部缺陷,直接影响密封性能与整机装配精度。

热输入失控会引发管壁塌陷、管件失圆,导致后续快接头密封圈密封不严,存在微渗漏风险;同时会造成主管直线度超差,影响整机柜装配精度。此外,内壁易产生焊瘤、毛刺,破坏流道平顺性,导致冷却液压差、流量分布异常,影响散热稳定性。传统氩弧焊热影响区大,工件变形量超0.1mm,无法满足其高精度量产要求。

3、多接口批量一致性差,量产良率提升壁垒高

单根分水歧管集成十余组支管接口,行业实行“单口不合格、整根报废”的严苛标准,要求所有接口的焊缝强度、密封性与流道平整度高度一致,对量产工艺稳定性与品控能力要求极高。

行业数据显示,多数中小厂商受限于多接口同步精密焊接与参数统一调控能力,产品打压测试良品率仅维持67%左右。低良率直接制约产能释放,无法适配订单爆发需求,同时大幅推高返工、耗材与人工成本,成为规模化量产的核心瓶颈。

信息来源:网络、艾邦综合整理

 

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液冷技术通过冷却液直接/间接接触热源,核心结构包括:
  • 热交换核心  :冷板(CPU/GPU专用)、CDU(冷量分配单元);
  • 循环网络  :Manifold分液器、EPDM/PTFE管路、快接头;
  • 动力与控制  :变频循环泵(如飞龙股份电子泵)、智能温控系统。
主流方案中,冷板式兼容现网改造(占存量市场80%),浸没式为超算首选(PUE逼近1.0)。 2025年AI服务器的产值超过4000亿美元,年增45%。随着英伟达从Hopper系列向Blackwell系列转换,整个AI服务器产值提升。预计今年AI服务器的市场占有率会从去年的66%突破到今年的70%以上;另外,液冷散热方案的渗透率也有望从去年的14%提升到今年的30%。 涉及的材料有:铜、铝、复合金属材料、金属焊接材料、不锈钢、氟塑料、橡胶材料、密封材料、特种工程塑料、导热散热材料,热界面材料等 按照部件来分有:冷却塔、管道、CDU 液冷换热单元CDU 液冷板、接头、歧管、主泵和辅泵、流量控制系统、过滤系统等 系统集成方面有:空调、机柜、传感器、电源、泄漏检测、控制单元等 按照产业链来区分有:互联网企业,云服务器企业,代工企业、各个零部件企业、材料企业等; 欢迎大家加入我们,共绘服务器液冷散热未来!
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作者 808, ab