液冷机柜散热能力测试适用于采用冷板式、浸没式或其他液体冷却方式的服务器机柜,常见于AI服务器、高密度计算服务器、GPU服务器及数据中心液冷基础设施。测试通常以实际机柜及其冷却回路为对象,对设备在规定热负载下的温度变化、冷却介质循环状态和整体热量排出能力进行验证。
液冷机柜承担着服务器热量收集、传递和排出的重要作用,当冷却液流量不足、供液温度偏高、局部流量分配不均或换热能力不足时,可能造成服务器温升过高、局部热点及系统热平衡异常。通过散热能力测试,可以在明确测试边界条件的基础上量化机柜实际带热能力,判断不同负载和冷却工况下的热性能表现。
适用产品
液冷机柜散热能力测试可根据机柜结构、服务器配置、冷却方式及配套设施确定测试对象,重点覆盖高热密度设备和需要验证整柜散热性能的液冷产品。
- 冷板式液冷机柜
- AI服务器液冷机柜
- GPU服务器液冷机柜
- 高密度计算服务器液冷机柜
- 浸没式液冷机柜
- 液冷服务器整机柜系统
- 液冷机柜及配套CDU循环系统
检测项目
液冷机柜散热能力测试重点对机柜热负载输入、冷却介质循环及设备温度变化进行同步监测,通过多个稳定运行工况下的数据评价整柜实际散热能力。
| 检测项目 | 测试内容/方法 | 主要验证目的 |
|---|---|---|
| 冷却液进出口温度测试 | 测量液冷机柜冷却回路入口与出口的冷却液温度,并记录不同热负载下的变化 | 评价冷却液吸收机柜热量后的温升情况 |
| 冷却液流量测试 | 测量机柜总入口流量以及必要时各支路实际流量 | 确认冷却介质循环能力,分析流量变化对散热性能的影响 |
| 服务器温度测试 | 监测CPU、GPU及其他主要发热部件的运行温度 | 评价机柜内部设备的温度控制能力并识别局部高温区域 |
| 整柜散热能力测试 | 结合热负载、冷却液流量及进出口温差等数据计算或评价机柜实际带热能力 | 验证液冷机柜在目标工况下的整体散热能力 |
| 温度均匀性测试 | 对不同服务器位置、不同高度及关键热源区域进行温度采集和对比 | 判断机柜内部温度分布是否存在明显差异和局部热点 |
| 热平衡测试 | 在稳定运行状态下对服务器热负载、冷却液带走热量及系统温度变化进行综合分析 | 判断机柜输入热量与冷却系统排热能力是否达到稳定平衡 |
| 冷却回路压降测试 | 测量冷却液通过机柜及关键流道前后的压力变化 | 评价机柜内部流动阻力并辅助判断流量条件是否满足要求 |
标准依据
液冷机柜属于服务器热管理系统,具体测试依据需要结合冷却方式、机柜结构、服务器类型及项目技术要求确定。涉及数据中心热环境、流量测量和热性能评价时,可参考相关技术文件;最终采用的标准版本及具体测试条件应在测试前根据产品资料和客户要求确认。
| 标准或技术依据 | 名称 | 适用说明 |
|---|---|---|
| ASHRAE TC 9.9 | Thermal Guidelines for Data Processing Environments | 可用于数据中心IT设备热环境、运行温度及液冷数据中心热管理相关测试条件的技术参考 |
| ISO 5167-1:2022 | 用差压装置测量满管流体流量 第1部分:一般原理和要求 | 采用符合条件的差压式流量测量装置时,可用于冷却回路流量测量方法和计算条件确认 |
| ISO 5167-2:2022 | 用差压装置测量满管流体流量 第2部分:孔板 | 适用于冷却回路采用孔板差压装置进行流量测量的测试场景 |
| JEDEC JESD51-14 | Two-Resistor Compact Thermal Test Method for the Characterization of the Thermal Performance of Microelectronic Packages | 涉及服务器处理器等电子器件热性能评价时,可作为器件级热测试方法的技术参考,不能替代整柜散热能力测试依据 |
测试要点
液冷机柜散热能力测试需要重点控制服务器热负载、冷却液入口温度、循环流量及机柜安装状态。测试时应同步记录设备温度和冷却回路参数,并确保测试工况具有稳定性,避免单独依据某一个温度点判断整柜散热性能。
| 关注事项 | 常见问题 | 说明 | 解决方案 |
|---|---|---|---|
| 热负载稳定性 | 服务器功耗持续波动导致测试数据变化 | 散热能力与实际热负载直接相关,负载不稳定会导致冷却液温升和设备温度同步变化,影响结果判断 | 明确测试负载等级和运行模式,在热负载稳定后开始有效数据采集 |
| 冷却液入口温度 | 供液温度随系统运行时间发生明显变化 | 入口温度会改变机柜与冷却液之间的换热温差,不同入口温度下获得的散热能力数据不能直接等同 | 设定或记录入口温度条件,并在相对稳定的供液条件下进行测试 |
| 机柜总流量 | 实际冷却液流量低于目标工况 | 流量不足会限制单位时间内冷却液带走的热量,并可能造成服务器温升增加 | 确认流量测量点和目标值,稳定循环后记录实际流量并进行结果分析 |
| 支路流量分配 | 不同服务器或冷板获得的流量存在明显差异 | 支路流量不均可能使部分高热负载设备获得的冷却能力不足,形成局部热点 | 检查Manifold及支路连接状态,必要时分别测量关键支路流量并进行复测 |
| 温度测点布置 | 仅测量机柜入口和出口温度,无法识别局部高温 | 整柜平均数据不能完全反映单台服务器或关键器件的温度表现,局部热点可能被平均值掩盖 | 根据服务器热源和机柜布局布置关键温度测点,对异常区域增加测量 |
| 系统热平衡 | 提高负载后机柜温度长时间持续上升 | 持续升温可能表明热量输入与系统排热能力尚未达到平衡,过早结束测试会影响散热能力评价 | 延长稳定运行时间,核对热负载、流量、供液温度及外部换热条件后重新采集数据 |
| 冷却回路压降 | 机柜压降过大导致系统流量难以达到目标值 | 较高流动阻力会影响循环泵工作状态和实际流量,并进一步影响整柜散热能力 | 测试前确认压力测点和流量条件,对异常压降进行数据复核和流路检查 |
测试流程
- 测试准备:确认液冷机柜、服务器、冷却回路、CDU或其他配套换热设备以及数据采集系统状态。
- 样品确认:记录机柜结构、服务器配置、主要热源、冷却方式、冷却介质及测试工况要求。
- 测点布置:根据机柜热源和冷却回路设置服务器温度、冷却液进出口温度、流量及压力测量点。
- 工况建立:按照约定的服务器热负载、冷却液入口温度和循环流量建立测试条件。
- 稳定运行:使服务器和液冷系统持续运行,确认热负载、流量和温度等主要参数达到稳定状态。
- 数据采集:同步记录不同负载工况下的设备温度、冷却液进出口温度、流量及压力等数据。
- 结果分析:根据测试数据评价整柜散热能力、温升、温度均匀性及热平衡状态,并形成测试结果。
- 报告输出:整理原始数据、测试条件、计算结果及异常情况,形成液冷机柜散热能力测试报告。
检测价值
液冷机柜散热能力测试能够将服务器热负载与冷却系统实际带热能力建立数据关联,为整柜热性能评价提供客观依据。通过不同热负载和冷却工况下的温度、流量及换热数据,可以判断液冷机柜在实际运行条件下的散热表现。
- 验证液冷机柜在目标热负载下的实际散热能力。
- 评价冷却液流量、供液温度与设备温升之间的关系。
- 检查机柜内部不同服务器位置的温度分布和局部热点情况。
- 用于产品出厂检验和批次性能一致性验证。
- 为数据中心液冷项目验收提供量化测试数据。
- 为供应链质量评价及客户技术资料提供客观测试结果。
- 辅助分析设备温升异常、流量不足及整柜热平衡异常等问题。
关于德恺液冷检测
德恺液冷检测面向液冷机柜、AI服务器、GPU服务器及数据中心液冷系统开展散热能力测试,可根据具体产品和运行条件实施冷却液进出口温度、流量、设备温度、散热能力、温度均匀性、热平衡及压降等项目测试,对测试工况、原始数据和分析结果进行记录整理,并形成相应测试报告。
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