一、引言

随着AI大模型训练与推理需求的爆发式增长，数据中心算力密度与功耗持续攀升，热管理已成为制约能效提升与绿色转型的关键瓶颈。经济合作与发展组织（OECD）与电气电子工程师学会（IEEE）联合发布的报告指出，千亿参数级大模型的单次训练能耗可达数亿度，推理阶段能耗更为持续，预计2026年全球数据中心总用电量将显著上升。在此背景下，传统风冷因散热能力不足逐渐被液冷技术替代。

英伟达作为全球算力关键供应商，在2026年CES上推出的Rubin平台，其以45℃温水直冷为核心的热管理方案受到行业关注。该方案在平台功耗较前代大幅增加的条件下，仍保持45℃进水温度，并通过“干式冷却器＋环境空气”换热实现无冷水机组设计，有望为全球数据中心节约可观电力。本文系统研究该冷却系统的技术要点、创新逻辑与产业影响，以期为数据中心热管理发展提供参考。

二、Rubin平台冷却系统核心技术参数与定位

2.1 核心技术参数

Rubin平台冷却系统以45℃（约113°F）温水为散热介质，进水温度与前代平台保持一致，但散热能力显著提升——在功耗成倍增长下仍无需降低进水温度。系统采用全液冷设计，计算托盘实现无风扇、零电缆架构，仅保留进出液管路，通过冷板与先进热界面材料确保芯片结温处于安全范围。

与传统方案相比，Rubin系统体现明显差异：传统数据中心冷冻水温度常为7–12℃，依赖高能耗冷水机组；常规温水液冷进水温度多介于35–40℃，仍需辅助制冷设备；而Rubin平台直接通过干式冷却器与环境空气换热，实现了系统架构的简化。

2.2 技术定位与节能价值

该系统的核心定位是解决高密度AI算力集群的散热与能效矛盾。根据国家发改委对数据中心电能利用效率（PUE）的要求，2025年底全国数据中心平均PUE需降至1.5以下，传统风冷在高密度场景中常高于2.0。Rubin平台的去冷水机组设计可降低PUE约0.6，结合余热回收等技术，使PUE向1.25以下迈进。

从行业节能效果看，该系统预计可为全球数据中心节约约6%的总用电量。按国际能源署（IEA）预测，这一节电量相当于数千万户家庭的年用电量，将有力缓解数据中心行业的能源压力。

三、45℃温水冷却的技术逻辑与价值实现

3.1 技术逻辑的三个维度

该技术的核心逻辑涵盖温差设计、架构简化与热回收三个协同维度。

温差设计方面，45℃进水与芯片约90℃结温形成约45℃温差，既满足散热需求，也避免传统低温冷却的冷量浪费。水的比热容较大，进一步降低进水温度对提升散热效率的边际效应有限，该设计从源头降低了制冷能耗。

架构简化方面，系统以干式冷却器替代冷水机组，将液‑液换热转为液‑空换热，降低了系统复杂度。在适宜气候区，可依托环境空气实现全年自然冷却，减少辅助制冷设备使用，从而降低投资与运维成本。

热回收方面，45℃出水具有较高余热价值，可用于供暖、生活热水或工艺预热，提升能源综合利用效率，推动数据中心向能源平衡系统转型。

3.2 适用场景与边界条件

适用场景主要包括：高密度AI算力集群、追求低PUE的绿色数据中心，以及具备自然冷却条件的地区。其应用也受以下边界条件限制：极端高温环境下可能需要辅助冷却设备；二次侧水系统需耐高温与防腐蚀；运维中需加强水质管理，防止冷板堵塞。

四、Rubin平台未采用先进散热方案的原因分析

尽管Rubin平台冷却系统实现创新，但未采用双向冷板与微通道等方案，主要受技术成熟度、安全风险与发布节奏三重制约。

4.1 双向冷板的安全风险

双向冷板技术曾依赖特定制冷剂方案，但因该制冷剂沸点低，需在加压环境下运行，于数据中心机柜内存在安全隐患，故未获采用。

4.2 微通道技术的产业瓶颈

微通道冷板要求管道径达50微米，而当前加工能力多限于80微米；同时需配套高精度过滤器，产业链尚未成熟，故暂未应用。

4.3 发布节奏的市场压力

Rubin平台面临市场竞争与量产时间压力，散热方案需在有限研发周期内完成，因此优先选择已成熟的技术路径，确保产品如期发布。

五、英伟达散热技术演进与Rubin平台优化空间

5.1 技术演进脉络

英伟达在散热技术上常采用“发布后持续优化”策略。过往平台也曾经历散热方案调整才实现稳定量产。Rubin平台延续此思路，优先保障核心算力与架构发布，散热细节留待后续迭代。

5.2 当前制约与优化方向

当前散热系统仍受第三方供应商技术成熟度、部分设计未完全定型等因素制约。优化方向可包括：推动微通道加工工艺突破、探索更安全的双向冷板方案，以及引入智能温控系统提升散热自适应能力。

六、45℃温水冷却技术的行业影响

6.1 对数据中心行业的能效推动

该技术有望推动数据中心进入“去冷水机组”新阶段。传统冷却能耗占比可达40%，其中冷水机组为主要耗能环节。取消冷水机组可直接降低系统能耗，助力行业满足日益严格的能效标准，并在全生命周期成本上展现优势。

6.2 对冷水机行业的冲击

温水冷却技术的推广可能减少数据中心对冷水机的需求，对相关设备制造商构成挑战。冷水机产业需转向其他工业领域寻求市场，或加速技术转型。

6.3 对液冷产业生态的促进

该技术将推动耐高温材料、高精度过滤器等配套产业发展，同时促进微通道加工工艺进步与余热回收系统集成，完善液冷技术生态。

七、结论与展望

英伟达Rubin平台的45℃温水冷却系统通过去冷水机组设计，实现了高密度算力下的散热与能效平衡。该技术依托温差优化、架构简化与热回收，在满足散热需求的同时降低整体能耗，契合绿色数据中心发展趋势。当前方案因产业链与安全考量未纳入更先进散热技术，但架构开放性为后续优化提供可能。