微软将于2026年在数据中心启用“零水蒸发”液体冷却系统，优化能耗并减少用水量。新设计采用芯片级冷却技术实现精准温度控制与无水蒸发。芯片级冷却技术应用极大地增加了液冷系统复杂度，需要重新设计服务器和机柜布局，面临着诸多技术挑战。
一、业务挑战
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对服务器级、机柜级以及数据中心级不同层级液冷系统进行评估，确保每个层级的设计都能满足性能和可靠性要求。
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在正常负载、峰值负载、故障恢复场景以及极端环境（如高温、低温、湿度变化）等所有可能的运行场景条件下，对系统运行进行深入分析，揭示系统在不同场景下的状态特性，识别潜在的瓶颈、故障或性能下降点，并据此进行优化设计，提升系统的整体稳定性和适应性。
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减少物理原型测试和调试次数，降低研发成本和时间，使设计团队能够更快速地迭代设计，探索更多创新的可能性。
二、解决方案
为了应对上述挑战，微软通过引进高效协同的西门子Simcenter软件产品系列——系统仿真软件Flomaster与Amesim、3D CFD软件Flotherm（XT）与FLOEFD以及结构分析软件Simcenter 3D，加强对消费电子、服务器、数据中心不同层级产品的仿真应用以减少物理测试或调试次数。针对数据中心芯片级冷却、冷板式冷却、单相浸没式冷却等多种液冷技术，Simcenter系统仿真软件Flomaster 与Amesim提供了液冷全场景应用能力，支持微软解决如下工程问题：
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Flomaster能够针对各种复杂工况进行快速且精确的稳态/瞬态模拟，如不同流量、压力、环境温度、泵停机状态下的系统响应以及多变的热负荷需求。这些模拟不仅涵盖了耦合群控策略的完整液冷系统，还可进一步深入到芯片级的温度监控（耦合Flotherm、FLOEFD）。通过开展系统仿真，微软能够预测并优化液冷系统在各种运行条件下的性能，为设计和优化提供支持。
- Flomaster在优化设备选型与管路布置方面的专业能力，体现在能够高保真的建立不同复杂度液冷系统模型并开展快速计算。微软能够短时间内找到最佳的设备选型与布局方案，提高系统整体冷却效率，降低能耗和运行成本。这种优化不仅适用于新建系统，也适用于对现有系统的改造和升级。
- Flomaster提供了与3D CFD软件Flotherm、FLOEFD的无缝耦合接口，微软能够以自动化的方式高效协同三维热设计与一维液冷系统热设计，而无需额外的重新建模或转换数据工作。
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Flomaster提供了面向全生命周期工程应用的可执行数字孪生能力（xDT），微软能够将设计阶段开发的模型部署到不同的运维平台环境中，支持智能化运维，如云端、边缘端等。
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Amesim提供了基于几何结构的换热器设计能力，通过此功能，微软能够向供应商精准阐述换热器定制化设计需求，以便更好地匹配系统散热需求。
三、应用价值
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Flomaster与Amesim的集成使用使得换热器结构设计与系统设计协同，多学科系统扩展集成更加高效。通过集成化的Simcenter系统仿真，微软可以快速识别并解决潜在设计问题，确保液冷系统创新得到充分验证与优化。
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微软致力于深入分析与评估各种前沿的数据中心冷却解决方案，提升可持续性水平。通过引入Simcenter系统仿真软件，微软能够精确预测和优化液冷系统性能，实现节水、节能、减碳的环保目标。
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通过运用Simcenter系统仿真软件减少设计迭代次数，微软不仅节省了研发投资成本，还显著缩短了上市时间。
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