AI 伺服器液冷系統需要哪些線束？Pump、Sensor、Power 與 Control Cable 解析｜技術年份：2023

AI Server 進入高功耗 GPU 與高密度 Rack 時代後，液冷系統不只增加 Cold Plate、Coolant Hose、Manifold 與 Quick Disconnect，還會增加一套新的電子互連：

**Pump Power

• Sensor
• Leak Detection
• Valve / Actuator
• Control / Communication Cable**

但首先要釐清：

不是每一台液冷 AI Server 裡面都有 Pump。

在 Direct-to-Chip Cold Plate 架構中，Server Chassis 內可能主要是被動式 Cold Plate Loop，而 Pump、Reservoir、Flow Control 與主要 Monitoring Electronics 則位於 Rack-Level CDU／RPU。OCP 的 OAI Liquid Cooling Guidelines 即將 Accelerator Cold Plate Loop 與 CDU／RPU 分開討論；OCP RPU Specification 則進一步把 RPU 定位為 Cooling System 的 Control、Monitoring 與 Power Delivery Hub。

因此真正要問的是：

液冷系統的 Pump、Sensor、Valve、Leak Detection 與 Controller 分別位於哪裡，再決定需要哪些 Cable 與 Wire Harness。

AI 液冷系統主要有哪些線束？

線束類型	典型連接對象	主要功能
Pump Power Cable	Power Supply → Pump	水泵／冷卻液循環泵供電
Pump Control Cable	Controller → Pump	Speed Control、Enable、Status
Temperature Sensor Cable	Sensor → Controller	Supply／Return Coolant Temperature
Pressure Sensor Cable	Sensor → Controller	Supply／Return Pressure、ΔP
Flow Sensor Cable	Flow Meter → Controller	Coolant Flow Rate
Leak Detection Cable	Leak Sensor → Controller / RPU	冷卻液洩漏警報
Level Sensor Cable	Reservoir → Controller	Coolant Level監控
Valve / Actuator Cable	Controller → Valve	Flow Isolation／Regulation
Communication Cable	RPU / CDU → Rack Management	RS485、Ethernet、Management
Power Distribution Harness	Rack Power → CDU / RPU / HX	Cooling Equipment Power

OCP 的 RPU Requirement 即包含 Coolant Supply／Return Temperature、Pressure、Flow Rate、Pump Speed、Reservoir Level、Pump Temperature 與 Internal／External Leak Sensor 等監控項目。

所以液冷 Cable Architecture 並不是只有：

Power Cable

而是：

Power + Sensor + Control + Communication

共同組成。

一套 AI 液冷系統的線怎麼走？

可以簡化成：

Power Shelf / Rack Power
↓
CDU / RPU Controller
↓
├─ Pump Power / Control
├─ Temperature Sensor
├─ Pressure Sensor
├─ Flow Sensor
├─ Level Sensor
├─ Leak Detection
├─ Valve / Actuator
└─ RS485 / Ethernet → Rack Management

另一邊則是液體路徑：

CDU / RPU
→ Manifold
→ Server
→ Cold Plate
→ GPU / CPU
→ Return Manifold
→ CDU / RPU

因此：

Cooling Hose 負責帶走熱，Wire Harness 則負責讓整套液冷系統能被供電、感測、控制與監控。

OCP RPU 架構中，Leak Sensor 可透過 GPIO 將 Chassis Leak Alert 傳回 RPU，RPU 又可透過 Modbus／Rack Management 架構向上回報；這正說明液冷系統其實是一套完整的 Mechatronic Control System。

Pump Cable 要注意什麼？

Pump 通常同時需要兩類連接：

Power

與：

Control / Feedback

Power Cable 需確認：

• Operating Voltage
• Continuous Current
• Startup / Peak Current
• Wire Gauge
• Cable Length
• Voltage Drop
• Connector Current Rating
• Temperature Rating

Control Side 則可能包含：

• Enable
• Speed Command
• PWM
• Tach / RPM Feedback
• Alarm
• Communication

但實際 Pinout 與 Control Interface 必須依 Pump／CDU／RPU 設計確認，不能假設所有液冷 Pump 都使用相同 Connector 或 PWM 架構。

OCP RPU Specification 甚至同時考慮 12V DC、48V DC 與 230VAC 不同 Power Architecture，並要求監控 Pump Speed；因此 Pump Harness 必須先確定系統電源架構，而不是直接依「液冷 Pump」名稱選線。

Sensor Cable 為什麼比想像中重要？

液冷系統的 Controller 必須知道：

冷卻液現在有多熱？
流量夠不夠？
壓力正常嗎？
Pump 有沒有正常轉？
有沒有漏液？

因此常見監測點包括：

Sensor	主要用途
Temperature	Supply／Return Coolant Temperature
Pressure	Supply／Return Pressure
Differential Pressure	判斷Flow Resistance與系統狀態
Flow	確認實際Coolant Flow Rate
Pump Speed	確認Pump運轉狀態
Level	Reservoir液位
Leak Sensor	偵測Chassis／RPU／HX洩漏
Pump Temperature	監控Pump Motor／Electrical溫度

OCP RPU Specification 將上述多項 Sensor 列入 Required Monitoring；同時要求 Pump／Sensor／Communication Failure 能被偵測並進入 Alarm／Fallback Logic。

因此 Sensor Harness 選型除了 Connector，還需考慮：

**Signal Type

• Cable Length
• Noise Immunity
• Shielding
• Grounding
• Connector Retention
• Temperature Environment**

特別是 Sensor Signal 與 Pump／Power Cable 共存於高功率 AI Rack 時，更應避免不必要的 EMI Coupling。

Leak Detection 為什麼需要獨立 Cable？

在風冷 Server 中，失去風扇通常先造成 Temperature Rise。

液冷系統則多了一個特殊 Failure Mode：

Coolant Leakage

因此 Leak Detection 往往需要具有較高的系統優先權。

OCP OAI Guidelines 指出，Leakage Detection 搭配 CDU／RPU Pumping Response 是大規模部署常見的監控與停止洩漏方式；RPU Specification 則示範 Chassis Leak Sensor、RPU／Heat Exchanger Internal／External Leak Sensor、GPIO 與 Modbus 的完整 Alert Architecture。

概念上可能形成：

Leak Sensor
→ GPIO / Sensor Interface
→ RPU / CDU Controller
→ Pump Stop / Alarm
→ Rack Management

因此 Leak Detection Cable 必須重視：

• Connector Locking
• False Alarm Prevention
• Cable Routing
• Signal Reliability
• Serviceability
• Channel Identification

因為它不只是一般 Monitoring Signal，而可能參與：

Pump Shutdown
GPU / CPU Throttling
Controlled Shutdown
Emergency Response

等安全邏輯。OCP RPU 文件也列出 Leak Event 可觸發 Pump Stop 與向 System Management 發出 Cooling Loss Signal。

Control Cable 和 Communication Cable 有什麼不同？

兩者容易混在一起。

類型	主要功能	常見形式
Control Cable	直接控制Pump、Fan、Valve等設備	GPIO、PWM、Analog／Digital I/O
Sensor Cable	傳回溫度、壓力、流量等資訊	Analog／Digital Sensor Interface
Communication Cable	Controller與Rack Management交換資料	RS485、Ethernet等
Power Cable	提供Pump、Controller、HX等電力	DC／AC Power

OCP RPU Requirement 明確要求能與 Rack-Level Management Interface 連接，並列出 RS485 或 RJ45 Ethernet，以及 Modbus RTU/IP 等通訊方式。

所以：

RJ45 出現在液冷設備，不代表它一定是一般 LAN Port。

它可能承擔 Management、Modbus、GPIO Adapter 或其他設備定義的功能，實際用途仍必須依 Equipment Specification 與 Pin Definition 確認。

液冷線束需要防水 Connector 嗎？

不一定全部都需要。

真正應依：

Exposure Zone

判斷。

例如：

Cable位置	設計考量
Controller內部乾區	一般Connector可能即可
靠近Manifold / QC	需提高Leak Exposure考量
Pump / Reservoir附近	液體暴露風險較高
Chassis內Cold Plate附近	需考慮Leak Detection與Routing
Rack外乾區Management Cable	主要考慮EMI、Retention與Serviceability

因此不能簡化成：

液冷設備 = 所有 Connector 都必須 IP67。

IP Rating、Sealing、Gasket、Connector Material 與 Jacket 必須依：

**液體暴露可能性

• Coolant種類
• Maintenance方式
• Installation Environment
• Safety Requirement**

決定。

OCP 的 Liquid Cooling Guidelines 也強調 Cold Plate Loop 的材料、Coolant Compatibility、Leak Reliability 與 Serviceability 必須以完整系統條件驗證。

Power Cable 和 Sensor Cable 可以綁在一起嗎？

機構上有時需要共同 Route，但電氣設計上應避免不必要的干擾。

尤其 Pump Motor、Power Supply 與較大 Current Cable 可能產生 Switching Noise 或 EMI，而 Temperature、Pressure、Flow Sensor 則可能使用較低電平的 Signal。

因此 Cable Routing 應評估：

**Power / Signal Separation

• Shielding
• Grounding
• Twisted Pair
• Cable Length
• Connector Orientation**

同時液冷 Rack 還要處理：

**Coolant Hose

• High-Current Power Cable
• High-Speed Data Cable
• Sensor Harness**

所以 Cable Management 本身就是 System Design 的一部分，而不能等設備完成後再隨意綁線。

Liquid Cooling Harness 和一般 Wire Harness 最大差在哪？

線束加工技術本身可能仍是：

**Wire

• Terminal
• Connector
• Crimp
• Sleeve / Tube
• Label**

但液冷環境增加了新的可靠度條件：

一般線束條件	液冷系統額外關注
Current / Voltage	Pump Startup、Cooling Equipment Power
Temperature	高功率GPU與Liquid Loop熱環境
Connector Retention	維修Manifold／Pump時不可鬆脫
Routing	必須避開Hose、QD與Service Area
EMI	Pump／Power與Sensor Signal共存
Material	需評估可能的Coolant Exposure
Reliability	Cooling Failure可能直接影響GPU
Identification	Sensor／Pump／Valve需清楚區分
Serviceability	Pump、Sensor、CDU需可快速維修

尤其 AI 液冷系統通常具有：

**電

• 液
• 熱
• 控制**

四個系統同時存在。

所以一條 Harness 的問題，可能不只是造成 Signal Failure，還可能進一步造成 Cooling Loss。

AI Server 本身一定要有 Pump Harness 嗎？

不一定。

這點非常重要。

如果 Server 內部是：

Passive Cold Plate Loop

那麼 Chassis 內可能主要只有：

**Cold Plate

• Hose
• Manifold / QC
• Sensor / Leak Detection**

而 Pump 則在：

Rack-Level CDU / RPU

中。

OCP OAI Guidelines 本身就是以被動式 Cold Plate Loop 討論 AI Accelerator Chassis，而 OCP RPU Specification 則另外把 Pump、Reservoir、Sensor、Control 與 Power 集中到 Rack-Level Unit。

所以詢價或設計「AI Liquid Cooling Wire Harness」時，第一個應確認的是：

Harness 是 Server-Level、Rack-Level CDU／RPU，還是 Facility-Level Cooling Equipment 使用？

如果 System Boundary 沒確認，後面討論 Connector、Wire Gauge 與 Pinout 都可能錯誤。

AI 液冷線束選型 Checklist

項目	必須確認
1. System Level	Server、Rack CDU／RPU或Facility
2. Device	Pump、Sensor、Valve、Controller、HX
3. Voltage / Current	Power Harness基本條件
4. Sensor Type	Temperature、Pressure、Flow、Level、Leak
5. Signal Interface	Analog、Digital、GPIO、PWM等
6. Communication	RS485、Ethernet、Modbus等
7. Connector / Pinout	依設備實際Definition
8. Cable Length	影響Voltage Drop與Signal Quality
9. Temperature Rating	依Rack內Thermal Environment
10. Shielding / Grounding	Pump／Power附近Sensor需注意EMI
11. Coolant Exposure	判斷是否需要Sealed Connector
12. Mechanical Routing	避開Hose、QD與Service Area
13. Retention	防止振動／維修造成鬆脫
14. Label / Identification	Pump、Sensor與Valve不可混淆
15. Reliability Test	Continuity、Pull、Functional、Thermal等驗證

真正應確認的是：

Pump / Sensor / Controller Specification
→ Connector
→ Pinout
→ Wire
→ Routing
→ Environmental Condition
→ System Validation

而不是先看到「Liquid Cooling」就直接指定某一種 Connector。

AI 伺服器液冷線束核心結論

如果只記住五件事：

第一，液冷 AI Server 不只是 Hose 與 Cold Plate，還需要 Power、Sensor、Control、Leak Detection 與 Communication Interconnect。

第二，不是每台液冷 Server 都有 Pump；Pump 很可能位於 Rack-Level CDU／RPU。

第三，Temperature、Pressure、Flow、Level 與 Leak Sensor 是液冷 Control Loop 的重要資訊來源，Sensor Harness 的可靠度直接影響 Cooling Management。

第四，Leak Detection Cable 可能參與 Pump Stop、Alarm、Throttle 或 Shutdown Logic，因此不能視為普通低重要度訊號。

第五，液冷 Wire Harness 的選型必須同時考慮 Electrical、Thermal、Mechanical、EMI、Coolant Exposure 與 Serviceability。

目前像 NVIDIA GB200 NVL72 這類 Rack-Scale AI System 已正式採用 Direct Liquid Cooling，NVIDIA 也將 Rack Manifold、Blind-Mate Liquid Cooling 與高密度運算整合為整套 AI Infrastructure Architecture，反映液冷已從單一散熱零件進一步成為 Rack-Level System Design。

因此液冷線束真正的角色是：

把 Pump、Sensor、Controller 與 Rack Management 連成一套可供電、可偵測、可控制、可維修的 Cooling Control System。

SyncTronics 解决方案

AI Server 液冷 Wire Harness 與 Cable Assembly 需依 Server／CDU／RPU System Boundary、Pump Power、Sensor Type、Control Signal、Communication Interface、Connector Pinout、Cable Length、Temperature、EMI、Coolant Exposure、Mechanical Routing 與 Serviceability 進行完整評估。SyncTronics 可依 AI Server、Liquid Cooling、Pump、Sensor、Power Distribution 與 Data Center 專案需求，協助進行 Wire Harness、Power Cable、Control Cable、Connector 與客製化 Cable Assembly 的規格確認、打樣及 NPI 評估。

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