Эксперты в подборе IT-оборудования
Иммерсионное охлаждение - это отвод тепла погружением электроники целиком в жидкость, которая не проводит ток. Вентиляторы сервера не нужны: тепло забирает не воздух, а масло или синтетика вокруг платы. Восемь лет назад это шло в одном списке с металлическим слоем вместо термопасты, арсенидом бора и каналами внутри кристалла - в разделе «интересные эксперименты».
С тех пор список разошёлся. Что-то стало серийным товаром, что-то осталось в статьях, а одна технология внезапно потеряла сырьё, на котором держалась. Разбираемся, что где, и главное - какое отношение это имеет к обычной серверной на три стойки.
Коротко. Иммерсия работает и продаётся, но окупается от плотности примерно 30-50 кВт на стойку. Прямое охлаждение чипа обогнало её по распространённости. Двухфазная иммерсия застряла: 3M прекратила выпуск жидкостей Novec в конце 2025 года. Малому и среднему бизнесу до этого всего далеко: при 5-7 кВт на стойку воздух справляется, и деньги лучше вкладывать в порядок с потоками.
Причина скучная - арифметика тепла.
Воздушное охлаждение спроектировано под стойки на 8-12 кВт. Выше 30-40 кВт оно упирается в физику: чтобы снять столько тепла, через стойку надо прогнать такой объём воздуха с такой скоростью, что обычная система вентиляции этого просто не даёт. Дальше начинаются вентиляторы, которые едят электричество и шумят так, что в серверной не поговорить, а толку прибавляют мало.
А потом пришли стойки под ИИ. Nvidia GB200 NVL72 потребляет 120-130 кВт на стойку и поставляется только в жидкостном исполнении - водоблоки на графических процессорах, на центральных, на коммутаторах NVLink, а дальше насосная станция и контур здания. Воздушного варианта у этой стойки нет в принципе - её физически нечем обдуть. Тем, кто присматривает сервер для ИИ под собственную модель, с тепловой арифметикой придётся познакомиться раньше остальных.
Отсюда и рынок: по данным Dell'Oro Group (январь 2026), рынок жидкостного охлаждения для ЦОД почти удвоился за 2025 год и подошёл к 3 млрд долларов, а к 2029-му прогнозируют 7 млрд. Второй замер того же процесса: средний PUE в мире по опросу Uptime Institute за 2025 год - 1,54, и он не двигается шестой год подряд. Воздух своё уже отдал.
| Технология | Где она сегодня | Доступно в России | Кому имеет смысл |
|---|---|---|---|
| Прямое охлаждение чипа (водоблоки, direct-to-chip) | Серийные серверы и стойки под ИИ | Да, вместе с платформами | Плотность от 30-40 кВт на стойку |
| Теплообменник на задней двери стойки | Серийный продукт у крупных вендоров | Да | Одна-две горячие стойки в обычном зале |
| Однофазная иммерсия | Работает, продаётся, ниша | Да, есть российские и импортные системы | ИИ-кластеры, майнинг, зал с нуля |
| Двухфазная иммерсия | Пауза: базовая жидкость снята с производства | Практически нет | Пока никому |
| Металл вместо термопасты | Лаборатория с 2018 года | Нет | Никому |
| Арсенид бора | Пилоты, рынок в десятки миллионов долларов | Нет | Никому |
| Каналы внутри кристалла | Прототип Microsoft, сентябрь 2025 | Нет | Никому |
Однофазная - это ванна с диэлектрической жидкостью, чаще всего минеральным маслом или синтетикой на его основе. Жидкость нагревается от плат, насос гонит её через теплообменник, оттуда тепло уходит в контур здания. Ничего не кипит, ничего не испаряется. Скучно и надёжно.
Двухфазная устроена красивее. Жидкость подобрана так, чтобы кипеть при температуре около 50 °C - то есть прямо на горячем чипе. Пар поднимается, конденсируется на охлаждаемой крышке ванны, каплями стекает обратно. Насосов нет, теплосъём фантастический, заявленный PUE подбирается к 1,02.
И вот тут случилось то, чего не предскажешь ни по одной технической дорожной карте. Жидкости для двухфазной иммерсии - это фторорганика, семейство Novec и Fluorinert производства 3M. Те самые «вечные химикаты», PFAS. В декабре 2022 года 3M объявила, что прекращает выпуск всех PFAS к концу 2025-го. Последние заказы на Novec принимали до 31 марта 2025 года, производственные линии остановили до конца года.
Технология в один момент осталась без основного сырья. Альтернативы ищут - углеводороды, синтетические эфиры, другие фторированные составы, - но ни одна не заменяет Novec один в один, и хуже всего пришлось как раз ваннам, спроектированным под точку кипения около 49 °C. Инженерное решение упёрлось в химическое регулирование.
Частая ошибка: считать двухфазную иммерсию следующим поколением однофазной, логичным шагом вперёд. Это две технологии, и судьба у них сложилась по-разному. Однофазная работает на маслах, которых на рынке хватает, и продаётся спокойно. Двухфазная сегодня - предмет разговора о том, чем заменить снятую с производства жидкость.
Про энергоэффективность обычно рассказывают охотно. Расскажем про скучное.
Диски. Обычный вентилируемый жёсткий диск в ванну опускать нельзя. У него внутри воздух, и через отверстие для выравнивания давления внутрь зайдёт жидкость. Вязкость масла заметно выше воздушной, блины начинают тормозить, дальше ошибки чтения. Погружать можно то, что герметично: SSD и NVMe (там вообще нет движущихся частей) и гелиевые диски, у которых корпус запаян намертво, чтобы гелий не выходил наружу. Заодно это значит, что старый парк дисков в иммерсию не переезжает.
Гарантия. Почти все гарантии на серверное оборудование написаны в предположении, что железо охлаждается воздухом, и часто это единственный одобренный сценарий. Самостоятельно погрузить купленный сервер в масло - способ остаться с проблемой один на один. Индустрия это признала: Open Compute Project в апреле 2024 года выпустил отдельные рекомендации по гарантии на компоненты для иммерсии, а у части производителей появились программы, где сервер готовят к погружению ещё на заводе и гарантия сохраняется. Покупать под иммерсию нужно осознанно, а не переделывать имеющееся.
Обслуживание. Сервер из ванны достают подъёмником, и он мокрый. Ему нужно дать стечь, а вам - перчатки и место, куда его положить. Замена диска перестаёт быть операцией на тридцать секунд у стойки. Плюс ванна с жидкостью весит столько, что перекрытие приходится считать отдельно.
Ничего из этого не отменяет технологию. Просто иммерсия - отдельный способ жить с железом, со своим набором неудобств, и «то же самое, только эффективнее» про неё сказать нельзя.
Пока обсуждали ванны, в серийные серверы въехало решение попроще: жидкость подводят точечно, только туда, где горячо. На процессор и видеокарту ставят водоблок, контуры сводят в насосно-теплообменную станцию, дальше вода уходит в контур здания. Корпус остаётся обычным, диски и память живут в воздухе, гарантия не превращается в вопрос для юристов.
Именно этот путь выбрала Nvidia для стоек под ИИ, и именно он сегодня продаётся объёмами. Про то, как устроены сами контуры и что выбирать под конкретную задачу, у нас есть отдельный разбор - водоблоки на процессор и видеокарту в серверах.
Оговорка, которую редко пишут в рекламных материалах: жидкость снимает 70-80% тепла, остальные 20-30% всё равно уходят в воздух с памяти, накопителей и питания. Кондиционер в зале никуда не девается, он просто становится меньше.
Ситуация, которую мы видим чаще всего: серверная нормальная, стойки нормальные, а потом в одну из них поставили пару серверов с видеокартами - и она стала на 20 кВт при соседях по пять.
Для этого случая есть решение, которое почему-то редко вспоминают: теплообменник на задней двери стойки. Дверь заменяется на радиатор с водяным контуром, горячий воздух от серверов проходит через него и выходит в помещение уже комнатной температуры. Стойка перестаёт греть зал.
Вендорские модели закрывают от 30 до 75 кВт на стойку в зависимости от исполнения и температуры воды - у пассивных версий отдача сильно зависит от того, насколько холодная вода приходит. Серверы остаются обычными: ничего не погружаем, ничего не переделываем, гарантия на месте. Из минусов - в серверную придётся завести воду и поставить чиллер. Это уже проект со своими рисками, а не покупка: трубы с водой в помещении с электроникой требуют отдельного внимания к протечкам и датчикам.
Для тех, у кого проблема пока только назревает, полезнее сначала посчитать тепловыделение серверной - часто выясняется, что до потолка воздуха ещё далеко.
Теперь про сами эксперименты - те, что в 2018 году считались главной надеждой охлаждения.
Металлический слой вместо термопасты. Группа Скотта Шиффреса в Университете Бингемтона (ноябрь 2018 года) научилась печатать лазером сплав олова, серебра и титана прямо на кристалл: между кремнием и металлом образуется тончайший слой силицида титана, работающий как клей. Чип получался холоднее на 10 °C, образцы выдержали неделю циклов от +130 до -40 °C. В пресс-релизе обещали 5% экономии электричества по всем ЦОД мира - 438 млн долларов в год. Прошло восемь лет. В серийных серверах между крышкой процессора и радиатором по-прежнему термопаста.
Арсенид бора. Кристаллы действительно рекордные: 1000-1300 Вт/(м·К) при комнатной температуре, до полутора тысяч на изотопно-очищенных образцах, а в 2025 году появились сообщения о результатах выше 2100 - лучше алмаза. Физика есть, производства нет: чистые кристаллы растут с дефектами, в синтезе участвует мышьяк. Весь мировой рынок арсенида бора в 2024 году - около 43 млн долларов. Это масштаб пилотных проектов, а не поставок в серверную индустрию.
Каналы внутри кристалла. Идея звучала так: раз термопаста и крышка процессора мешают отводить тепло, надо пустить жидкость прямо по кристаллу. Та же группа в Бингемтоне собиралась печатать микроканалы на чипе. В сентябре 2025 года Microsoft вместе со швейцарской Corintis показала работающий прототип: каналы вытравлены в тыльной стороне кремния, рисунок разводки спроектирован алгоритмом и похож на жилки листа, теплосъём до трёх раз лучше водоблока, пиковая температура ниже на величину до 65%. Демонстрировали на сервере, обслуживающем имитацию звонка в Teams. Это уже не журнальная статья. Но и не то, что можно заказать.
Управление холодом алгоритмами. Единственный пункт старого списка, который тихо стал обыденностью. Ещё в июле 2016 года DeepMind снизила расход энергии на охлаждение в дата-центре Google на 40% - алгоритм предсказывал нагрев на час вперёд и не давал системе холодить впрок. Результат тогда критиковали за невоспроизводимость, но сама идея прижилась: предиктивное управление холодоснабжением сегодня есть в промышленных системах, и работает оно на обычных кондиционерах.
Из четырёх историй складывается одна картина. Ставки на новые материалы не сыграли ни одна. Сыграли инженерные решения - подвести жидкость ближе к источнику тепла и грамотнее управлять тем, что уже стоит.
Если у вас серверная на три-пять стоек по 5-7 кВт, ответ короткий: воздуха хватает с запасом. Ни один из описанных способов вам не нужен, и разговор про PUE 1,03 к вашей ситуации отношения не имеет - эту цифру считают для зала на мегаватты.
Экономия на охлаждении считается от счёта за электричество. При 20 кВт ИТ-нагрузки даже радикальное улучшение даёт суммы, которые не окупят ни ванну, ни чиллер, ни переделку пола.
Что действительно даёт эффект на нашем масштабе и стоит копейки на фоне иммерсии:
Порядок с потоками воздуха обычно снимает проблему целиком. Если интересно, как всё это устроено на уровне принципов, - как устроено охлаждение серверов мы разбирали отдельно.
| Ситуация | Что делать | Чего делать не надо |
|---|---|---|
| 3-5 стоек по 5-7 кВт | Заглушки, потоки, датчики, обычный кондиционер | Считать иммерсию: не окупится |
| Одна стойка на 15-25 кВт среди обычных | Изоляция коридора, доводочный кондиционер в ряду (in-row, между стойками) | Разгонять вентиляторы и надеяться |
| Стойка 30-50 кВт | Дверь-теплообменник или прямое охлаждение чипа | Пытаться взять это воздухом |
| Кластер под ИИ от 50 кВт на стойку | Прямое охлаждение чипа, платформа целиком от вендора | Собирать жидкостный контур самостоятельно |
| Строите зал с нуля под высокую плотность | Однофазная иммерсия в расчёт войдёт | Закладывать двухфазную, пока не решён вопрос с жидкостью |
| Майнинговая ферма | Иммерсия оправдана: однотипное железо, вопрос вендорской гарантии стоит не так остро | - |
В однофазных системах - минеральное масло или синтетика на его основе, реже специализированные диэлектрические составы от производителей систем. Требования: не проводит ток, не разъедает пластик и уплотнители, высокая теплоёмкость, низкая вязкость. Вода не подходит категорически.
Технически он, скорее всего, заработает. Практически вы потеряете гарантию, а вентиляторы, термопрокладки и вентилируемые жёсткие диски придётся менять или снимать. Под иммерсию покупают подготовленные платформы, а не переделывают имеющиеся.
Убивает обычные, с отверстием для выравнивания давления. Гелиевые герметичные диски и твердотельные накопители работают в жидкости штатно, крупные операторы такие конфигурации испытывали.
При низкой плотности - кондиционер, и с большим отрывом. Иммерсия начинает считаться от 30-50 кВт на стойку, и считают её по стоимости зала целиком: система холодоснабжения привычного размера там уже не нужна.
Три причины: гарантии производителей написаны под воздух, обслуживание становится грязным и медленным, а выигрыш появляется только на плотности, которой у большинства нет. Там, где плотность есть, чаще выбирают прямое охлаждение чипа - оно не ломает привычную эксплуатацию.
Технология одна, условия разные. У майнинга однотипное железо, нет вопросов с вендорской гарантией и нет требований по обслуживанию в жёстком SLA, поэтому иммерсия там прижилась раньше и шире, чем в корпоративных серверных.
По теме: оптимизация воздушных потоков в стойке · как рассчитать мощность стойки · датчики температуры в серверной
Ставите видеокарты в стойку, которая проектировалась под обычные серверы?
Инженеры ITTELO подберут конфигурацию под вашу задачу и сразу посчитают, во что она обойдётся стойке по теплу и питанию, соберут и протестируют сервер под нагрузкой перед отгрузкой, с гарантией и поддержкой после продажи. На рынке серверов 11+ лет.
