液冷伺服器核心部件看 UQD

 UQD (Universal Quick Disconnect) 是一種通用快速接頭, 主要用於液冷系統中, 特別是在數據中心和超級計算機的熱管理應用中. UQD 是一種全球標準, 用於快速斷開的耦合器,  開發於 OCP (開放計算項目). 液冷連接器的核心參數是通徑和最大工作壓力, 直接關系到液冷系統的安全性.

UQD 應用於液冷系統以方便回路斷開, 防止冷卻液泄漏. 液冷系統由盡可能靠近電子元件的冷卻液循環回路組成熱交換系統. 但這也意味著電子元件靠近水, 一旦液體泄漏會造成安全事故. 因此在對冷卻回路進行操作時就需要大量的 UQD 來方便回路的斷開以保證安全.

UQD 液冷快接頭的無滴漏技術主要通過以下幾個方面實現. 1) 推鎖式軟管和軟管倒鉤. 2) 安全無泄漏連接: UQD 接頭能夠提供安全, 可靠的連接, 降低連接時的空氣侵擾, 有效防止液體泄漏. 3) 熱插拔功能. 4) 優化的流速和壓降: 保證了最大的流量和最小的壓降損失. 5) 防污染技術.

流體快插接頭選型主要考慮結構兼容性, 需要保證在加速板卡側面正常連接冷板和封裝, 同時組裝在服務器上不發生結構干涉. 伺服器系統設計宜有漏液檢測裝置 (例如採用漏液感應線), 每個業務單板提供一個監控連接器接口, 檢測範圍覆蓋冷板易泄漏點, 比如: 焊接部位, 管鏈接位置等.

液冷連接器鎖緊推薦的是鋼珠鎖緊, 它和鎖緊槽結構重新設計, 使得結構更加緊湊, 通過推拉實現鎖緊與斷開. UQD 液冷快接頭推薦應用球面密封和平面密封的形式. 冷板基板和流道宜採用銅或鋁合金材質, 冷卻工質的選用應考慮與二次側循環回路中所有直接接觸的固體表面材質間的相容性.

數據中心散熱以板級為最小單位, 核心是液冷冷板. 液冷散熱分冷板式散熱和浸入式散熱兩種, 目前基於成本考慮, 以冷板式為主. 液冷冷板由進液接頭, 出液接頭, 上蓋板與底板組成. UQD 快速接頭作為冷板關鍵組件, 其設計和性能直接影響系統散熱效率和可靠性.

機架是數據中心伺服器布置的單位, 進一步熱管理板級散熱傳出的熱量. 在板級散熱層面, 單個 IT 設備的熱量被帶出; 而在機架散熱層面, 熱量被匯集並傳遞到室外. 機架級液冷散熱系統的主要組成部分包括進出水 manifold, 監控單元, 溫度傳感器, 電磁閥與單向閥等.

UQD 標準高規格, 技術要求, 有助於解決冷板散熱系統泄漏難點. 液冷快速插頭由於其快速連接, 斷開的需求特性, 泄露風險較大, 因此需要高標準, 高規格的 UQD 加以規範.液冷快接頭分為手插和盲插兩種形態, 適用多樣場景需求. UQD 通徑越小, 壓降越小, 流速越慢, 性能越優.

根據 Cognitive Market Research, 目前北美占據快速接頭市場主要份額, 歐洲其次, 亞太地區所占市場份額相對較少. UQD 廠商大多有專利保護, 並且需要獲得層層認證, 這些都需要時間, 但是當前歐美廠商並無意願擴產, 導致液冷快速發展過程中, UQD 產量成為主要瓶頸.