** 3C機構設計爸版權所有 ©️ ** 水冷式伺服器的發展與機構設計人員的必備專業知識 隨著 AI、HPC 與大規模雲端運算需求的激增，傳統以風冷為主的伺服器冷卻方式逐漸面臨效能與效率的瓶頸。高功率密度下，空氣冷卻不僅冷卻效率低，而且無法縮小機櫃密度，耗電與噪音也呈現飆升趨勢。水冷（Liquid Cooling）因其優越的熱傳導效率與節能特性，正成為現代資料中心與機構設計師關注的重點。 一、水冷系統的演進與技術型態:1.傳統管路與直接到晶片的水冷設計:--&gt; 傳統方法是將冷卻液通過水管至伺服器內部冷板，再由冷板吸熱，最後導回 CDU（冷卻分配單元）進行散熱。直接到晶片（direct-to-chip）的方法因熱阻低且可精準降溫，廣受採用。NVIDIA 在其 GB200 NVL72 架構中即採用了這種技術，它能提升能效 25×、處理效能提升 30×，且水效率高達 300×，大幅降低冷卻成本與能源消耗。 2.浸沒式冷卻（Immersion Cooling）--&gt;此方式將整台伺服器浸入不導電液體中，進行高效散熱，適合極高功率密度與節能要求的場域。例如面對 GB200 NVL72 每機櫃高至 140 kW 的冷卻需求時，浸沒式冷卻成為可行策略之一。 3.熱回收應用歷史案例如蘇黎世的 Aquasar 超級電腦，使用熱水冷卻微通道冷板，將熱水餘熱回收至建築供暖系統，可回收高達 80% 熱能，節省能源達 40%，碳排減少 85%。 二、NVIDIA 在水冷伺服器領域的應用1.GB200 NVL72 與 GB300 NVL72 架構NVIDIA 的 GB200 NVL72 架構是液冷伺服器的典型代表，結合 Grace CPU 與 Blackwell GPU，支援極高運算密度與效能。更重要的是，基於液冷設計，實現 300× 的水效率與 25× 成本節省。 2.Mass 出貨與可靠性提升根據報導，NVIDIA GB300 伺服器預計將於 2025 年 9 月起進入大規模出貨，採模組化設計加速擴散；而 GB200 遭遇的水冷快接頭滲漏問題也已逐步排除，產能正在提升。 3.綠能與效率兼顧的資料中心參考架構NVIDIA 與 Schneider Electric 合作開發針對高密度伺服器機櫃（單櫃高達 132 kW）的冷卻參考設計，支援液冷應用，能降低冷卻能耗約 20%，並將專案開發時間縮短 30%。 4.雲端巨頭的實務操作AWS 為了應對 Blackwell 架構伺服器的高散熱需求，自研了 In-Row Heat Exchanger（IRHX）冷卻系統，可整合既有機房配置，無需全面改裝即可實現液冷部署。 5.前端液冷整合技術供應商像 CoolIT Systems 與 Supermicro 等企業，推出液冷冷板、CDU、液冷機櫃模組等元件，成為 NVIDIA 認可的供應商，協助加速液冷伺服器的量產與部署。 三、機構設計人員應具備的專業知識1. 熱力分析與 CFD 模擬--&gt; 配合相關部門，了解不同冷卻方式（空冷、管路水冷、浸沒冷）熱源分布與熱傳特性，了解 CFD 工具模擬熱流與散熱效能，評估瓶頸與潛能。 2. 結構整合與材料適配--&gt; 水冷系統牽涉泵浦、冷板、管路與快速接頭，需要設計通道與支撐結構，同時兼顧材質耐腐蝕性、密封性，以及強度與抗震性。 3. 模組化與可維護性設計--&gt; 像是 GB300 的模組化架構、IRHX 可模組替換的設計，或是 Quick-Disconnect 應用於 GPU 拆裝，均需在機構設計階段考慮易維護性。 4. 噪音管理與空間配置--&gt; 液冷可顯著降低風扇使用，但泵浦與冷卻模組仍會產生噪音。設計時需平衡噪音、風道與空間利用，實現機櫃高密度與低噪音並存。 5. 綠能與熱回收整合--&gt; 若具備熱回收意識，可設計熱水系統將冷卻剩餘熱能導入建築供暖，提升整體能源效率與環境友好性。 6. 可靠性與故障預防--&gt; 水冷系統需防漏、防腐蝕、耐泵壓變化，設計須導入偵測元件、冗餘路徑與故障隔離設計，提升系統可靠度。 別忘了，扎實對設計規格的了解、靈活應用協力廠商的附件模組、協同合作才能打造出一個成功的產品。 參考文獻:1. 網路: 維基百科、水冷伺服器資訊2. Nvidia 公開資訊 上課預約及繳費 <a href="https://calendly.com/tomdaddydesign/course">https://calendly.com/tomdaddydesign/course</a> <a href="https://www.facebook.com/tomdaddydesign">https://www.facebook.com/tomdaddydesign</a>

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水冷式伺服器的發展與機構設計人員的必備專業知識

各位朋友、舊雨新知，以下幾堂課程，最近已經開課了，有需要進修的朋友，請與3C機構設計爸聯絡，謝謝 1.NUDD 風險管理2.FMEA 失效模式與影響分析 (Failure Mode and Effects Analysis)3.機構設計2D圖標準化及公差標準化 課程全部內容：<a href="https://calendly.com/tomdaddydesign/course-link?month=2025-07">https://calendly.com/tomdaddydesign/course-link?month=2025-07</a>

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在職的機構設計朋友們，AI工具已導入了將近2年的時間，隨著科技的進步，所有的AI tool 也都日益精進，每天坐在設計環境中的你，是否還在為反覆計算、設計公差、修改組裝間隙、甚至加班繪製爆炸圖而煩惱？是否還在為準備設計簡報傷透腦筋？又或者，你是否也曾懷疑：當A

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IC卡（智慧卡）與MSR卡（磁條卡）是我們日常接觸的主要卡片，我們先來看看它們主要的差異有哪些:



一、技術原理對比

   項目                        IC卡                                

接觸

支援

晶片

規範

Apple Pay

Threads

交易

IC card (IC 卡)與MSR card (MSR卡)的基本認識

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這是一個很 typical 的例子，彈簧必須放在一個密閉的空間，

那麼彈簧的總長度和彈簧的直徑有相對的關係，但是一個密閉的空間內的公差以及彈簧的長度公差，

到底我們必須採取哪一種公差放在公差分析的路徑上面。



另外，這個例子跟業界中所謂的矽鋼片

空間

Tolerance analysis versus ChatGPT’s analysis for a spring in

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在每個企業，想必都有所謂的SOP (Standard Operation Procedure)，整個部門的行政作業流程在SOP中都會被詳細的被定義，企業中、甚至部門內的SOP並不是只有一種，針對不的同功能、特定的作業，都會有不同相對應的SOP，並以SO

文化生活

專案

供應商

階段

檢驗

執行

工程師

Mechanical designer deliverables check list

測試

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品質

環境

機構可靠度的測試規範
General mechanical Reliability test Standards

Tolerance Aanlysis for plunger fit

The solution (TA) to squeeze enclosure size of AI system

FA (Failure Analysis)失效分析



在前面的文章中，分享了PFMEA，這是針對當生產的產品，不論是在生產中、或者是客戶RMA(Return Merchandise Authorization)、DOA(Dead On Arrival)回來的不良產品所採取的分析動作，通常PFME