Сложности, возникающие с охлаждением майнинг-ферм одни из самых злободневных. Перегрев конструкции может привести к самым неприятным последствиям. Но если разговор идет об устройствах с малой, в 5 – 15 кВт, то допустимо использовать бытовые кондиционеры, но, если говорить о промышленных фермах, которые потребляют мощность от 50 кВт, до нескольких МВт. В таком случае приходит на помощь технология иммерсионного охлаждения.
Системы охлаждения асиков
Иммерсионное охлаждение
Иммерсионное охлаждение - это система теплоотвода, которая заключается в погружении аппаратного обеспечения - в данном случае майнеров ASIC - в ванну, наполненную специальными диэлектрическими жидкостями - например, минеральными маслами - которые проводят тепло, но не электричество.
Эти жидкости поглощают тепло, производимое ASIC, и рассеивают его двумя возможными способами в зависимости от типа используемой диэлектрической жидкости:
- Однофазный: Система перекачивает нагретую жидкость в теплообменник - устройство, передающее тепло между двумя жидкостями. Затем теплообменник передает тепло от жидкости в контур холодной воды и возвращает охлаждающую жидкость в ванну, возобновляя процесс.
- Двухфазный: Другие охлаждающие жидкости испаряются при достижении определенной температуры. В этом методе, когда охлаждающая жидкость переходит в газообразное состояние, газ поднимается вверх, встречает конденсатор - используемый для превращения газообразного вещества в жидкую форму путем охлаждения - и капает обратно в бассейн. Затем конденсатор выпускает тепло через воздух.
В обоих случаях погружные жидкости отводят тепло от ванны, поддерживая низкую температуру майнеров ASIC эффективным и энергосберегающим способом.
Воздушное охлаждение
Как правило, майнинговые установки проектируются с высокоскоростными вентиляторами, нагнетающими воздушный поток на внутренние компоненты ASIC для активного охлаждения хэшбордов - компьютерных чипов, которые день и ночь хэшируют, чтобы решить вышеупомянутую сложную вычислительную задачу.
Энергия, затрачиваемая на вычисление хэша, может быть более эффективной и снизить общие эксплуатационные расходы майнера, если установка может эффективно отводить тепло, генерируемое хэшбордами. Главная цель при охлаждении установок для майнинга - обеспечить максимальное охлаждение при минимально возможных затратах. "Воздушное охлаждение" майнинга биткоинов - это традиционный и простой метод управления нагревом и охлаждением майнинговых установок с помощью вентиляторов и обычного атмосферного воздуха.
"Погружное охлаждение" майнинга биткоинов также позволяет управлять нагревом и охлаждением майнинговых установок, но с помощью циркуляционных насосов и специальных жидкостей, предназначенных для работы с электроникой, вместо воздуха.
Погружение - это практика полного погружения, или иммерсии, майнинговой установки в теплопроводящую жидкость с более высокими изоляционными свойствами, чем обычный воздух. Возможно, поначалу это кажется нелогичным, но погружение вашей электронной установки для майнинга в специально разработанную жидкость позволяет увеличить отвод тепла от всегда горячих и хэширующих компьютерных чипов.
При постоянной оптимальной температуре ASIC может хэшировать более эффективно и продолжать добывать биткоин дольше с помощью специально разработанных теплоотводящих жидкостей. Представьте, что после пробежки вам нужно охладиться - быстрее и эффективнее будет погрузиться в прохладный бассейн с водой, чем просто стоять на улице и ждать, пока воздух постепенно охладит вас.
Тот же ход мыслей можно применить и к компьютерным чипам ASIC, нуждающимся в охлаждении. Жидкость обладает большей теплопроводностью, чем воздух, что делает ее идеальным средством охлаждения. Майнеры в первую очередь заботятся о достижении оптимальной скорости потока воздуха или диэлектрической жидкости над хэшбордами. Охлаждающая среда проходит над теплоотводящими радиаторами отдельных чипов и передает тепловую энергию от более горячей поверхности (радиатора чипа) к более холодной субстанции (воздуху или жидкости) - таким образом поддерживается температура, необходимая для нормальной работы чипа. Жидкости гораздо эффективнее отводят тепло от источника тепла по сравнению с воздухом - в 1200 раз и более.
Суть игры в майнинге заключается в эффективном масштабировании операций с минимальными дополнительными затратами, так что мастерство масштабирования операций по добыче биткоина - это форма искусства, выраженная в жесточайших расходах.
Водяное охлаждение
Водяное охлаждение является популярным методом охлаждения компьютерных компонентов, особенно майнеров ASIC (Application-Specific Integrated Circuit), которые выделяют большое количество тепла во время работы. В отличие от воздушного охлаждения, которое использует циркуляцию воздуха для отвода тепла, водяное охлаждение использует жидкость для отвода тепла от компонентов.
Процесс включает в себя циркуляцию воды по горячим поверхностям ASIC и отвод тепла в радиатор. Вода помогает охлаждать компоненты более эффективно, чем воздух, и позволяет ASIC работать на более высоких частотах, что приводит к повышению производительности и рентабельности.
Для достижения оптимальных результатов требуется система с замкнутым контуром, которая включает насос, радиатор и соответствующие трубки. Насос обеспечивает циркуляцию воды, в то время как радиатор помогает рассеивать тепло. Трубка соединяет компоненты с радиатором, позволяя воде передавать тепло от компонентов к радиатору, где его можно охладить.
Одним из ключевых преимуществ водяного охлаждения является то, что оно намного эффективнее воздушного, особенно для высокопроизводительных компонентов, таких как ASIC-майнеры. Это связано с тем, что вода обладает гораздо более высокой теплопроводностью, чем воздух, что позволяет ей передавать тепло гораздо быстрее и эффективнее. Кроме того, водяное охлаждение может помочь поддерживать стабильную и оптимальную температуру компонентов, гарантируя, что они могут работать с максимальной эффективностью.
Однако важно использовать высококачественные компоненты в системе водяного охлаждения, так как некачественные детали могут привести к утечкам, которые могут привести к повреждению компонентов и, возможно, всей системы. Также важно регулярно обслуживать систему, проверяя ее на наличие утечек и следя за тем, чтобы насос и радиатор функционировали должным образом.
Водяное охлаждение является высокоэффективным методом охлаждения майнеров ASIC, позволяющим им работать на более высоких частотах и повышать прибыльность. Несмотря на то, что он требует замкнутой системы и регулярного обслуживания, преимущества повышенной производительности и стабильности делают его популярным выбором среди майнеров и энтузиастов высокопроизводительных вычислений.
Каковы преимущества иммерсионного охлаждения?
Погружное охлаждение дает майнерам множество преимуществ по сравнению с другими системами отвода тепла, такими как вентиляция с помощью вентиляторов или кондиционеров.
Оптимизация и экономия пространства
Эта технология охлаждения значительно сокращает требуемую площадь и затраты на инфраструктуру майнингового предприятия. Погружные ванны позволяют разместить больше ASIC-майнеров на меньшем пространстве.
Повышение производительности и сохранности ASIC-майнеров
Погружение ASIC в охлаждающие жидкости не только рассеивает выделяемое ими тепло, но и защищает и сохраняет их от вибраций и загрязнений, таких как грязь или пыль. Это помогает предотвратить выход оборудования из строя и поломку компонентов, продлить срок службы оборудования и повысить производительность майнеров.
Снижение энергопотребления
Жидкости являются гораздо более эффективными проводниками тепла, чем воздух. Как следствие, замена вентиляторов и кондиционеров на погружные системы охлаждения может мгновенно снизить энергопотребление до 50%. Важно помнить, что электроэнергия является самой высокой текущей стоимостью в майнинге. Поэтому сокращение ее потребления оказывает значительное положительное влияние на рентабельность.
Уменьшение шума
ASIC-майнеры производят значительный шум, который может быть очень раздражающим и даже вредным для слуха. Однако жидкость для погружения подавляет шум и делает погруженные ASIC практически бесшумными.
Недостатки иммерсионного охлаждения
У иммерсионного охлаждения есть недостатки, которые могут напугать или просто разочаровать новых майнеров, желающих попасть в эту отрасль.
Исторически сложилось так, что стоимость установки установок для иммерсионного майнинга была экономически запредельной, но сейчас она стала более прибыльной, чем пять или шесть лет назад. Тем не менее, требуемый первоначальный капитал по-прежнему представляет собой проблему для тех, кто хочет окунуться в иммерсионный майнинг. С другой стороны, такие компоненты, как диэлектрическая жидкость, могут быть дорогими, но их можно рассматривать как "страховку" для обеспечения максимального срока службы майнинговой установки.
Модификация оборудования для погружного охлаждения требует понимания как используемой жидкости, так и используемых майнинговых установок, поскольку некоторые жидкости могут лучше работать с одними установками, чем с другими, и наоборот. На практике конструкция будет зависеть от конкретного применения. Также следует убедиться не только в совместимости жидкости с предлагаемым оборудованием, но и в совместимости встроенного программного обеспечения, работающего на этом оборудовании. Без предварительного исследования совместимости жидкости, микропрограммы и аппаратного обеспечения ASIC может не работать после погружения в воду. Хотя технически это не является недостатком, этот этап исследований и разработок может оттолкнуть майнеров, желающих просто подключить майнинг-установку и закончить работу.
Определение размеров, выбор и проектирование компонентов системы погружного охлаждения, таких как трубопроводы, резервуары и насосы, требуют дополнительных исследований и времени на настройку. Охлаждающая жидкость должна циркулировать между резервуаром и теплообменником с точной скоростью, иначе добывающая установка может перегреться. Если поток жидкости слишком медленный, то тепло не будет адекватно отводиться от радиаторов чипа, а если поток жидкости слишком быстрый, то теплообмен между чипом и жидкостью не будет происходить должным образом, и ASIC перегреется. Не говоря уже о том, что если резервуар, насос и взаимосвязанная система трубопроводов не будут герметично закрыты, то произойдет утечка дорогостоящей диэлектрической жидкости, что может свести на нет прирост эффективности хэширования.
Установки с воздушным охлаждением также требуют инженерной проработки при определении размеров, выборе и проектировании систем вентиляции и любых шумопоглощающих корпусов, но погружное охлаждение относительно сложнее в исполнении для начинающего майнера биткоинов.
В какой-то момент потребуется ремонт, обслуживание или просто перемещение ASIC. Из-за маслянистых свойств непроводящей жидкости, используемой в системах погружного охлаждения, перед обслуживанием потребуется очистка оборудования от вещества - довольно грязная процедура, которой можно избежать в майнинговых установках с воздушным охлаждением. Возможно, это больше похоже на сценарий "выбери свой яд": очистка от надоедливого масла в установках погружного охлаждения или очистка от коррозийных, мелких частиц в установках воздушного охлаждения.
Заключение
В целом, установки для майнинга с воздушным охлаждением быстро и легко запускаются, но имеют свои недостатки, которые должны быть рассмотрены всеми, кто серьезно собирается заняться майнингом.
Воздушное охлаждение для майнинга биткоина может оказаться недостаточным для постоянно развивающихся и требовательных к энергии компьютеров. Все более совершенный дизайн чипов может в конечном итоге потребовать погружного охлаждения, если воздух не сможет справиться с тепловой нагрузкой установки. Поскольку отдельные установки для добычи Биткоина и целые майнинговые операции продолжают расширять границы эффективности хэширования, погружное охлаждение может стать для майнеров наиболее значимым методом увеличения общего хэшрейта и снижения общих расходов. Кроме того, по мере роста стоимости оборудования ценностное предложение иммерсионного охлаждения становится все более привлекательным за счет максимального увеличения срока службы майнинговой установки, который, по сути, останется вечным. На данный момент все больше и больше производят асиков с водяным охлаждением, что вскоре может привести к полному переходу на водяное охлаждение.
Рим не был построен за один день, и практически все сегодняшние крупные майнеры Биткоина когда-то тоже начинали с нуля. Общение и налаживание контактов с коллегами-майнерами также может помочь найти потенциальных деловых партнеров, таких как владелец земли с дешевым электричеством, но не имеющий капитала, или опытный майнер с готовыми установками, нуждающийся в дешевом электричестве и физической инфраструктуре, или венчурный капиталист с финансовыми ноу-хау, но не имеющий технической ориентации.
13.06.2023
