在2025年的Hot Chips大会上，谷歌首次系统性地公开了其在数据中心级液冷技术上的最新进展，尤其是围绕其自研的TPU（张量处理单元）所构建的整套液冷架构。谷歌指出，水的导热性能约为空气的4000倍，这使其成为应对当前AI热潮中散热挑战的理想解决方案。
过去PC发烧友用水冷散热显卡和CPU，现在谷歌则把这套逻辑扩展到了数据中心级别：从单机循环到整排机架的液冷环路。在这次Hot Chips 2025大会上，谷歌重点展示了为其机器学习加速器TPU设计的数据中心级冷却方案。
谷歌的液冷TPU探索之旅始于2018年，经过多次实验与迭代后，该公司持续推动冷却技术的升级演进。
当前采用的液冷解决方案专为数据中心规模设计，冷却回路横跨整个机架而非局限于单个服务器。
- 每组机架配备六台冷却液分配单元（CDU:Coolant Distribution Unit），其功能类似于发烧友水冷系统中的散热器与水泵组合。
- CDU在冷却液与设施级供水系统之间进行热交换，CDU负责将计算节点散发的热量传导到设施级的冷却水系统中，但两套水路并不直接混合，两套液体系统相互隔离，CDU仅负责在两种液体间传递热量，保证了安全性与灵活性。
- CDU采用柔性软管和快速断开接头，既简化维护流程又降低公差要求。
- CDU机架采用“N+1”冗余设计——即六个CDU中只需五个正常工作即可满足冷却需求，从而实现单台设备维护时的不间断运行。极大提升了系统的可维护性与稳定性。
串联散热与冷板优化：细节里的学问
来自CDU的冷却液通过分流装置输送至TPU服务器，芯片以串联方式接入回路，这意味着后续芯片必然会接触到经前序芯片加热过的冷却液。因此系统冷却容量需按照回路末端芯片的散热需求进行规划。
在谷歌的数据中心中，TPU芯片是串联在冷却回路上的，这意味着靠后的芯片会遇到已经升温的冷却液。为了保证稳定性，谷歌会根据最后一个芯片的需求来分配冷却预算。这种设计虽有热量分布不均的风险，但换来的是整体结构的简化和可靠性。
冷板设计也是关键。谷歌采用分流式冷板设计，该方案被证实比传统直流结构更具效能优势。
为进一步优化散热，谷歌还借鉴了发烧友领域的另一项技术：TPUv4弃用了TPUv3的封装顶盖，转而采用裸晶设计。他们在TPUv4上直接采用裸片散热（bare-die），类似PC发烧友“剥盖”（delid）的操作。
这类似于PC玩家通过开盖操作移除金属顶盖，以获取裸晶直触带来的更高热传导效率。这是因为TPUv4的功耗比TPUv3提升了1.6倍，不得不追求更高的散热效率。
液冷与能耗：效率与节能的双重价值
除提升芯片散热效能外，液冷技术还能显著降低冷却系统自身能耗。液冷不仅能更高效地带走热量，还能在能耗上胜过传统风冷。
谷歌的数据显示，液冷泵的耗电量不到风冷风扇的5%。原因在于他们采用水对水换热，基本只需要依靠泵，而无需大量高速风扇的支持。由于采用水-水热交换方式将热量从冷却液中导出，系统绝大部分冷却功耗集中于水泵环节。
相比之下，PC水冷玩家通常还是要用风扇把热量排到空气中，例如通过冷排安装风扇。这让液冷在家用场景中并没有节能优势，更多是为了静音和美观。但在高密度的服务器环境里，节省风扇能耗就是非常可观的成本优势。
理论上PC水冷玩家可以尝试将热量交换至马桶水箱，利用每次冲水实现高效散热，但由于服务器通常配备高转速风扇，而水冷PC的风扇与水泵功耗绝对值本就极低，因此发烧友领域缺乏优化冷却功耗的迫切需求。
在数据中心层面，哪怕1%的能效提升都意味着巨大的运营成本节约。谷歌的液冷方案不仅降低了冷却能耗，还显著减少了机房对空调制冷量的依赖，从而进一步压缩PUE（电源使用效率）指标。
更重要的是，液冷使得服务器可以在更高环境温度下运行，减少了对精密空调的依赖，提升了整体系统的灵活性与容错能力。
数据中心的维护挑战：规模与可靠性的平衡
PC发烧友在折腾水冷时会遇到藻类滋生、泄漏风险等问题，而这些在数据中心同样存在。但不同的是，谷歌必须确保成千上万台机器的稳定运行，任何小故障都可能放大成大规模停机风险。
为此，谷歌采取了严格的防护措施：
- 全面验证并进行漏液测试。
- 引入报警系统监控冷却回路的异常。
- 通过过滤、定期维护来预防问题。
- 建立统一的应急处置流程，让庞大的维护团队可以标准化操作。
谷歌通过泄漏测试对组件进行严格验证，配备预警系统实时监测泄漏等异常状态，并采取计划性维护和液体过滤等预防性措施。同时建立标准化应急响应流程，确保庞大运维团队能够以统一方式处理问题。这种专业化运维模式与发烧友采取的临时性维护手段形成鲜明对比。
数据中心液冷技术的兴起与高端发烧友PC领域形成了引人注目的跨界共鸣。两大领域共同被液冷技术卓越的导热效能所吸引，又面临着相似的技术挑战。但数据中心因规模化和可靠性要求走出了独特的发展路径。
与个人玩家“边玩边修”的随意风格不同，谷歌的液冷运维是一套高度规范化、可复制、可扩展的工业级流程。无论是快速断开接头的设计，还是模块化替换策略，都体现了“零停机维护”的核心理念。
这种系统级思维正是企业级液冷与消费级水冷的本质区别：前者追求的是在超大规模下长期稳定运行的能力，而后者更多关注单机性能极限的突破。
行业趋势：AI推动液冷成为主流
谷歌并非唯一的探索者。在Hot Chips 2025开幕首日，多家企业已展示液冷解决方案：
- 英伟达展出的GB300服务器清晰可见外部水冷接口，其不仅采用柔性管道设计，还意外保留了风扇配置；机身外部就有液冷接口，并辅以柔性管道和风扇。外部清晰可见的液冷接口和柔性管路设计，表明其已全面拥抱液冷方案。
- 韩国初创公司Rebellions AI为其新一代ML加速器搭建的演示平台更是引人注目——虽然其"REBEL Quad"芯片最终将采用PCIe卡式风冷设计，但现场却通过冷水机与造型炫酷的水冷头搭建了震撼的演示系统，吸引了大量观众驻足，尽管量产版本仍会用风冷。
这些迹象无不表明，随着AI芯片功耗不断攀升，液冷已不再是可选项，而是必选项。
液冷已经不再是爱好者的小众玩法，而是成为AI计算浪潮下不可回避的行业趋势。随着模型规模和算力需求的不断攀升，空气已经无法承载这种热量，水冷则顺理成章成为数据中心的新常态。
总而言之，谷歌在Hot Chips 2025上展示的液冷技术，不仅是对自身TPU基础设施的一次深度剖析，更是对未来数据中心演进方向的重要预示。它连接了极客文化与工业工程的交汇点：一方面，我们能看到PC发烧友熟悉的“开盖”“分体水冷”等元素；另一方面，其背后支撑的是严谨的可靠性工程、大规模自动化运维和可持续发展的能源战略。
可以预见，随着AI训练模型的持续膨胀，液冷将在更多数据中心落地生根，成为支撑数字文明底层算力的关键支柱。
对国内数据中心的启示
对于国内的数据中心运营商和AI公司来说，谷歌的液冷探索有几个值得关注的地方。
第一，AI模型的规模化训练已经把传统风冷推到了极限。国内大模型的发展速度同样迅猛，芯片和服务器的能耗曲线几乎和国外保持同步。这意味着国内数据中心迟早要全面面对液冷的现实需求，不可能长期依赖高转速风扇和空调。
第二，液冷并不仅仅是散热问题，更涉及维护、运维和标准化。谷歌的做法提醒我们：在数万台机器同时运行的场景中，任何小问题都可能放大成灾难性后果。中国在建设超大规模数据中心时，必须同步建立可靠的液冷维护体系，从漏液监控到备用模块切换，都需要工业级的冗余设计。
第三，液冷还可能成为节能减排的突破口。数据中心在国内已经是耗电大户，如何减少PUE（能源使用效率指标）是行业关键。液冷的泵耗电远低于风冷风扇，这一点对国内电力成本敏感的运营商尤为重要。未来甚至可以结合可再生能源、水循环利用，打造更绿色的数据中心。
第四，液冷产业链也是值得关注的机会。冷板、冷却液、CDU、快速接头、监控系统，这些环节都可能孕育新一轮产业升级。国内厂商若能在这一环节卡位，或许能借AI算力需求的爆发，找到新的增长点。
A股与液冷相关公司？
提供成套液冷系统，属于“水冷循环方案提供者”：
- 英维克（002837）
- 专注于数据中心温控，推出冷板式和浸没式液冷方案。
- 在头部云厂商 IDC 中有落地案例。
- 高澜股份（300499）
- 液冷解决方案供应商，涉及冷板式、浸没式系统。
- 提供液冷循环控制设备、配件等完整系统。
- 佳力图（603912）
- 原本是数据中心精密空调厂商，近年来积极转型液冷系统。
- 产品已进入部分液冷机柜应用场景。
- 依米康（300249）
- IDC 基础设施厂商，承接液冷数据中心项目。
- 提供液冷配套系统和一体化解决方案。
提供液冷所必需的 冷板 / 水泵 / 管路 / 冷却液，是真正参与产业链的：
- 银轮股份（002126）
- 国内领先的换热器厂商，液冷冷板已供应给华为、中兴等客户。
- 飞荣达（300602）
- 散热结构件厂商，切入液冷板与液冷组件。
- 中石科技（300684）
- 导热材料与液冷散热组件厂商，参与液冷一体化方案。
- 巨化股份（600160）
- 生产电子级氟化液，是浸没式液冷冷却液的核心供应商。
- 新宙邦（300037）
- 进入电子冷却液业务，提供浸没式液冷介质。
- 三花智控（002050）
- 提供液冷系统中的电磁阀、电子泵等关键元件。
- 川环科技（300547）
- 液冷管路系统供应商，进入华为/浪潮等整机商供应链。