在智算中心内部，一排排高密度部署的AI服务器不间断地进行着计算，散发出远超过传统数据中心的热量。当冷板内的液体将芯片热量带出机柜后，这些载热液体汇聚到一组亮着指示灯的金属柜体——冷却液分配单元，它安静却至关重要地维系着整个液冷系统的有序运行。

一、CDU：连接服务器与基础设施的核心枢纽

CDU是Coolant Distribution Unit的缩写，中文译为冷却液分配单元。在智算中心的液冷系统中，它扮演着承上启下的“交通枢纽”和“管理中枢”角色。

从功能上看，CDU位于一次侧（机房级冷源）和二次侧（服务器内部冷却循环）的交界处。它的核心任务包括：

1.  流量与压力分配：将一次侧提供的冷却介质，按需分配至各个机柜或服务器集群，确保每个冷却支路获得稳定、均衡的流量和压力。

2.  系统隔离与保护：通常通过板式换热器，将一次侧回路与二次侧回路物理隔离开。这种设计允许两个回路使用不同的工质，例如一次侧使用价格低廉的软化水或乙二醇水溶液，而二次侧则使用绝缘性更好的去离子水或专用电介质液体，既保障了接触服务器部件的安全，也降低了运行成本。

3.  监控与调节：持续监测冷却液的温度、压力、流量和电导率等关键参数，并可通过调节泵频、阀门开度或与一次侧冷源通信，实现对冷却效果的动态控制。

可以这样理解：如果说服务器冷板是贴近热源的“毛细血管”，那么CDU就是控制整个肢体血液（冷却液）供回与健康的“心脏瓣膜与中书神经系统”。

二、系统架构：多模块协同的工程体

一台功能完备的CDU是一个高度集成的模块化系统，其内部架构通常包含以下几个关键部分：

动力模块（泵组）：这是系统循环的“心脏”。通常采用变频冗余泵设计（如“一用一备”或“两用一备”），确保在任何单一泵故障时，系统仍能维持冷却液不间断地输送至服务器。变频控制则可根据实际热负荷调节流量，起到节能作用。

换热模块（板式换热器）：这是实现冷量交换、隔离两侧回路的核心“器官”。一次侧冷源（来自冷水机组或自然冷却系统）的低温介质，与从服务器回来的二次侧高温介质在此进行GAO效换热，将热量带走。其换热效率直接影响整个系统的冷却能力和能耗。

过滤与补水模块：相当于系统的“肾脏与水平衡系统”。精细过滤器用于持续清除二次侧回路中因腐蚀、杂质等产生的颗粒物，保护服务器冷板内狭窄的微通道不被堵塞。自动补水单元则用于补充因微渗漏等损失的冷却液，维持系统压力稳定。

监测与控制模块：这是CDU的“大脑”。它集成了温度、压力、流量、液位、电导率等多种传感器，并通过可编程逻辑控制器或专用控制器，实现数据采集、逻辑判断与自动控制。所有信息通常上传至数据中心基础设施管理系统，实现集中监控。

管路与阀门模块：构成系统的“血管网络”。包括主管路、各支路分配管、手动/电动调节阀、关断阀、排气阀等，用于冷却液的输送、分配、流量调节及系统维护时的隔离。

三、主要类型：主动式与被动式的路径选择

根据CDU内部二次侧循环的动力来源和控制方式，可将其分为两大类型，其选择直接影响系统的架构和特性。

1. 主动式CDU

这是目前智算中心的主流选择。其蕞大特点是CDU内部集成有变频泵组，主动为二次侧冷却回路提供循环动力。

工作模式：CDU内的泵从二次侧回液管吸入被服务器加热的冷却液，加压后泵送至换热器降温，再将冷却后的液体输送至服务器冷板。

优点：控制能力强。可以准确控制二次侧的总供液压力、流量和温度，不受一次侧压力波动的影响。通过调节泵频，能很好地适应服务器负载变化，实现动态节能。易于扩展，可通过增加泵或CDU来应对未来机柜的增加。

考量点：系统相对复杂，初投资和泵本身的能耗是成本的一部分。对泵的可靠性要求高，需做好冗余设计。

2. 被动式CDU

也称为“泵驱式”或“一次侧泵驱”。在这种架构下，CDU内部不设二次侧循环泵，二次侧的循环动力完全依赖于一次侧循环泵提供的压力差。

工作模式：一次侧高压流体通过CDU内的换热器，将冷量传递给二次侧流体，并依靠此压力差推动二次侧流体流向服务器。CDU在此主要起分配和换热作用。

优点：系统结构简化，减少了CDU内的运动部件（泵），理论上潜在故障点减少，可靠性可能提升。同时，也避免了二次侧泵的能耗。

考量点：系统控制灵活性降低，二次侧流量和压力受一次侧系统影响较大。对一次侧泵的扬程和整个管网水力平衡设计提出更高要求。在应对局部负载剧烈变化或进行系统扩展时，调整可能不如主动式灵活。

四、选型与应用要点：匹配场景的系统性思考

为智算中心选择CDU，需要超越单一设备参数，进行系统性匹配分析。

与制冷架构和工质的匹配：这是首要前提。需要明确是一次侧采用水冷、冷冻水还是自然冷却方案，从而确定CDU换热侧的接口与参数。同时，须根据服务器冷却方式（冷板式/浸没式）及供应商要求，明确二次侧冷却工质的类型（去离子水、特种冷却液等），这决定了CDU内部材料兼容性及监测要点（如对水电导率的监控）。

容量与冗余配置：CDU的制冷容量（通常以kW计）和流量须覆盖其下联所有服务器在蕞坏情况下的总热负荷，并留有余量。其泵组、电源、控制器等关键部件须具备冗余能力，满足智算中心对高可用性的要求。常见的部署模式是“N+1”CDU集群，为整个液冷机柜区提供冗余。

控制逻辑与智能化水平：好的CDU应能实现与服务器负载的联动。例如，接收服务器入口水温信号或与数据中心基础设施管理系统协同，动态调节二次侧供液温度或流量，在保障散热安全的前提下，尽可能提高一次侧自然冷却的利用时间，优化整体能效。

可维护性与空间布局：智算中心业务连续性强，CDU需支持在线维护（如过滤器的更换、泵的切换）。其尺寸、接口位置、重量等物理特性，须与机房承重、通道、管道预留位置等现场条件相匹配。模块化设计的CDU在部署和后期扩容上通常更具优势。

全生命周期成本：选型时需综合评估初投资、安装成本、运行能耗、维护成本及可能的升级成本。一个能效更高、可靠性好、维护简便的CDU，虽然初期投入可能较高，但在长期的运营中可能更具价值。

随着智算中心朝着更高密度、更大规模的方向发展，CDU作为液冷系统的核心调度节点，其重要性愈发凸显。未来的CDU将向着更高集成度、更精细化的智能控制、更开放的标准化接口演进，并与AI能效管理平台结合，从“被动响应”走向“主动优化”，持续为澎湃的AI算力提供冷静、可靠的基础环境保障。