英伟达 B300（GB300/HGX B300）液冷系统从架构、核心部件、工作流程、关键参数

描述

B300 单卡功耗 1400W，GPU+HBM + 供电区全液冷覆盖。

1. 热源分布

• GPU 核心：约 800–1000W
• 6 组 HBM3E：约 200–300W
• 供电 / VRM：约 200–300W
• PDB、光模块、SSD：也接入液冷

2. 导热界面：液态金属（关键）

• 材料：镓铟锡合金（无汞）
• 导热系数：73 W/m·K（硅脂仅 5–12）
• 热阻：0.02 cm²·K/W
• 作用：填充芯片与冷板间 <5μm 间隙，消除接触热阻
• 密封：双层氟橡胶圈 + 电磁锁扣，防漏、防氧化

3. 冷板：VC‑on‑MCP 复合结构

• 每 GPU 独立钛合金微通道冷板，不共享
• 底层：微通道（150–300μm 宽），正对 GPU 核心
• 上层：蒸气腔（VC），横向均温，覆盖 HBM 与边缘热点
• 换热面积：≈ 120 cm²
• 水流速：2–4 m/s（强湍流，Nu 数提升 3 倍）

4. 热量传递结果

• 核心温度：55–75°C（环境 35°C 下稳定）
• 冷板进水：50±5°C，出水：60±5°C

第二步：板级→机柜级循环（冷板→CDU）

1. 模块级：可插拔插槽设计

• GPU+CPU+HBM 集成单一模块，冷板固定在插槽底座
• 插卡后冷板自动贴合，间隙 <5μm，免涂导热材料
• 维护：拔卡即换，无需拆管路

2. 机柜分流：Manifold + 快插接头

• 机柜竖管 Manifold（分液器），带 NVQD03 快插接头（8mm）
• 每 GPU 独立进出液，全并联，互不干扰
• 单卡流量：1.6–2.0 L/min
• 系统压力：8–10 bar

3. 核心枢纽：CDU（冷却分配单元）

• 位置：机柜内置或行间
• 供电：800V DC，能效 +12%
• 水泵：磁悬浮泵（N+1 冗余），无机械磨损，能效 +30%
• 核心功能：
  1. 加压：维持系统 8–10 bar
  2. 流量分配：按 GPU 负载动态调流量
  3. 热交换：板式换热器，把 IT 侧热量传给机房侧水路
  4. 去离子水循环：维持水质 >18 MΩ·cm

第三步：数据中心级散热（CDU→室外→回水）

1. 介质：去离子水 + 乙二醇

• 配比：55% 去离子水 + 45% 乙二醇 + 防腐剂
• 作用：防冻、防腐蚀、防结垢
• 禁止：普通自来水（会堵微通道）

2. 热量外排：室外干冷器（无冷却塔）

• 机房侧热水（60°C）→ 室外干冷器 → 散热到大气
• 特点：无蒸发损耗、无飘水、PUE 低至 1.15–1.2
• 对比：传统风冷 PUE 1.5–1.8，冷却塔有补水 / 水垢问题

3. （可选）热回收

• 出水 60°C 热水可回收用于：
  • 数据中心供暖
  • 工业热水
  • 溴化锂制冷
• 显著降低整体能耗