Indvendig nedsænkningskøling: Fordele og ulemper ved Bitcoin Mining's hurtigt voksende praksis

Nedsænkningskøling er dukket op som en hurtigt udviklende teknik til at øge effektiviteten af ​​bitcoin-minerig, med mange fordele, ulemper og detaljer at overveje.

Scotts minekonference, der blev afholdt i Round Rock, Texas den 7. og 8. februar, indeholdt et panel med titlen "Immersion" med fem paneldeltagere: David Branscum (direktør for forretningsudvikling på Midas Immersion Køling), Justin Podhola (grundlægger og administrerende direktør af Elite Mining Inc.), Scot Johnson (administrerende direktør for Digital skovl), Jonathan Yuan (ejer af Coin Heated LLC) og Gary Testa (præsident og administrerende direktør for Konstruerede væsker); og det blev modereret af Tone Vays (vært for Ukonfiskerbar konference og ivrig Bitcoiner).

Paneldeltagerne var universelt enige om, at nedsænkningskøling er fremtiden for Bitcoin-minedrift, og det følgende er et resumé af panelet med en let introduktion til minedrift for de uindviede.

Bitcoin-minedrift på et øjeblik

Mining på Bitcoin-netværket er processen med både at tilføje transaktioner til den åbne hovedbog, kendt som blockchain, og at sikre historien om disse transaktioner på en sådan måde, at det er beregningsmæssigt, energisk og økonomisk upraktisk at ændre denne hovedbog af en enhed.

Bitcoin-minedrift udføres primært med et ASIC (applikationsspecifikt integreret kredsløb), i daglig tale kendt som en "minerig" til et enkelt computersystem, som søger at løse et beregningsmæssigt vanskeligt problem, som netværket vil acceptere. Bitcoin-minearbejdere konkurrerer med hinanden om at udvinde den næste blok i blockchainen, og protokollen belønner bloktilskuddet til den succesrige minearbejder, i øjeblikket 6.25 bitcoin (dette koncept er udvidet i afsnittet "Yderligere oplysninger" nedenfor) såvel som ethvert netværk transaktionsgebyrer inkluderet i denne blok.

Processen med at beregne en SHA-256-hash, der skal accepteres af netværket, som det beregningsmæssigt vanskelige problem, minearbejdere forsøger at løse, er bevidst ressourcekrævende.

Selvom denne proces arbejder på at begrænse antallet af blokke, der findes hver dag, tvinger den også minearbejdere til at "bevise", at deres beregningsarbejde blev udført retfærdigt og korrekt i overensstemmelse med reglerne i protokollen, før blokke føjes til hovedbogen - helt kendt som bevis for arbejde. Minearbejdere, der sikrer Bitcoin-netværket ved hjælp af ASIC'er gennem bevis for arbejde, tillader retfærdig og tilfældig spredning af nye mønter på en decentral måde, i modsætning til andre protokolsikringsmetoder såsom bevis for indsats, som specifikt arbejder for at belønne de rigeste medlemmer af netværket. I Bitcoins protokol modtager hvaler – store bitcoin-indehavere – ikke belønninger eller tjener til at beskytte netværket blot i kraft af deres bitcoin-akkumulering.

Mens denne forklaring af Bitcoin-minedrift er alvorligt forkortet, er kernekonceptet lagt ud, og vi kan begynde at undersøge luftkølede og nedsænkningskølede minesystemer.

Bemærk: Udtrykket "ASIC" og "minerig" bruges i flæng nedenfor. Paneldeltagerne diskuterede kun installationen og fordelene ved "enfaset" nedsænkningskøling.

Air Versus Immersion Køling For Bitcoin Minearbejdere

Generelt er minerigge designet med højhastighedsventilatorer, der tvinger luftstrøm hen over ASIC's interne komponenter til aktivt at afkøle hashboards - computerchipsene, der hash dag og nat for at løse det førnævnte, beregningsmæssigt vanskelige problem.

Beregningen af ​​energiforbruget pr. hash kan gøres mere effektiv og reducere de samlede driftsomkostninger for minearbejderen, hvis opsætningen effektivt kan fjerne varme genereret af hashboards. Det overordnede mål med afkøling af minerigge er at give mest mulig køling med de mindst mulige omkostninger. “Luftkølet” Bitcoin-minedrift er den traditionelle og enkle metode til at styre opvarmningen og afkølingen af ​​sine minerigge med ventilationsventilatorer og almindelig, atmosfærisk luft.

"Immersionskølet" Bitcoin-minedrift fungerer også til at styre opvarmning og afkøling af minerigge, men med cirkulationspumper og specielle væsker designet til at arbejde med elektronik i stedet for luft.

Nedenfor er billedeksempler på luftkølede og nedsænkningskølede systemer:

Nedsænkning er praksis med fuldstændig nedsænkning eller nedsænkning af mineriggen i en termisk ledende væske med større isolerende egenskaber end almindelig luft. Måske modstridende i starten, at dunke din elektriske elektroniske minerigg ned i en specialdesignet væske giver mulighed for større varmefjernelse fra de altid varme og hashende computerchips.

ASIC'en kan hash mere effektivt, hvis den får konstante, optimale temperaturer og fortsætte med at mine bitcoin længere ved hjælp af specialdesignede, varmefjernende væsker. Forestil dig, at du efter at have taget en løbetur skal køle ned - det ville være hurtigere og mere effektivt at fordybe dig i en kølig pool med vand end bare at stå udenfor, for at luften gradvist kan køle dig ned.

Den samme tankeproces kan anvendes på ASIC-computerchips, der skal køles ned. Væske har større varmeoverførselskapacitet end luft, hvilket gør det til et ideelt kølemedium. Minearbejdere er primært optaget af at opnå en optimal strømningshastighed af luften eller den dielektriske væske over hashboards. Kølemediet bevæger sig over varmeafledningen heatsinks på de enkelte spåner og overfører termisk energi fra den varmere overflade (chippens køleplade) til det køligere stof (luften eller væsken) - og dermed opretholde de nødvendige temperaturer for at opretholde korrekt spåndrift. Væsker er langt mere effektive til at transportere varme væk fra varmekilden i forhold til luft på skalaen fra 1,200 gange eller større ydeevne.

Som med enhver elektronisk over tid bukker ASIC til sidst under for sin konstante hash-tvang og fejler, passende omtalt som "dødsraten" eller "fejlraten" for mineriggene. Symptomer på høje, langvarige driftstemperaturer, der resulterer i permanent spånskade omfatter termisk løb via øgede lækstrømme, højere kvantiseringsfejl hastighed på grund af faldende signal-til-støj-forhold, irreversibelt overophedede transistorer og yderligere tab af transistorkontrol. At mindske dødsraten for ens rigge gennem opvarmnings- og afkølingsoptimeringer vil igen give yderligere overskud. Det er her nedsænkningskøling kan hjælpe med at reducere dødsraten for at udnytte mineriggens levetid og returnere besparelser tilbage til minearbejderens budget.

Navnet på minespillet er effektivt skalering af operationer med minimale ekstra omkostninger, sådan at færdigheden til at skalere en Bitcoin-minedrift er en form for kunst, udtrykt i medierne med hårde omkostninger.

Fordelene ved nedsænkningskøling

Som nævnt kan nedsænkningskøling reducere dødsraten på ens minerigge. Nedsænkningskøling giver også mulighed for lettere overclocking af ASIC, en praksis, der involverer at øge terahashes per sekund (TH/s) af mineriggen, men vil tilsvarende øge strømforbruget og varmeproduktionen.

Uden et middel til korrekt at afbøde den ekstra varmebelastning, kan ASIC'en blive upålidelig eller svigte helt. For eksempel kan en forudkonfigureret ASIC specificeret til 100 TH/s ved 3,000 watt overclockes til 140 TH/s, men ved 5,000 watt, hvilket betyder, at din samlede hash-rate pr. ASIC er steget, men din energiforbrug pr. terahash pr. sekund er også steget. Finjustering af overclocking-mekanismen kan resultere i optimal hash-effekteffektivitet.

Ved at øge hash-kraften pr. ASIC og samtidig ofre yderligere strømforbrug, kan der faktisk spares penge på at reducere dit samlede fodaftryk til minerigger. For eksempel kan 1 megawatt strøm betjene 333 luftkølede minerigge på de prækonfigurerede 3,000 watt hver, mens den 1 megawatt strøm gennem nedsænkningskølet overclocking kan betjene 200 eller 250 minerigge på 4,000 eller 5 watt hver, generere omkostningsbesparelser ved at kræve færre minerigge pr. megawatt. Desuden reducerer en reduktion af mængden af ​​minearbejdere også kravene til facilitetens størrelse og reducerer personalebehovet på stedet. Øget hash-kraft giver mulighed for større mulighed for at tjene mere bitcoin og derfor fortsætte skaleringsoperationer.

En anden fordel ved nedsænkningskølet minedrift er elimineringen af ​​ophobning af luftpartikler på minespånerne, hvilket forringer mineriggens ydeevne over tid, hvis den ikke rengøres regelmæssigt. Efterhånden som partikler opbygges på chipoverfladen, er chippen i stigende grad ude af stand til effektivt at udstråle varme og opretholde driften. Disse luftpartikler frafiltreres typisk i et vist omfang i luftkølede systemer, men filtreres ikke helt ud. Luftfiltre kan kun fjerne partikler til en vis størrelse baseret på filterklassificeringen, og højere filterklassificeringer inducerer større trykfald på tværs af filtrene, hvilket potentielt udsulter ASIC'en for den nødvendige luftstrøm for vellykket drift uden også at øge indsugnings- eller udstødningsventilatormotorerne, og følgelig elektriske omkostninger til de øgede motorer. Nedsænkningskølet minedrift er en semi-lukket proces, der holder ASIC'er pæne, rene og generelt sikrere, hvorimod luftkølet minedrift tager alt, hvad der findes i luften og passerer det gennem ASIC'en, såsom støvpartikler, pollen og smogrester.

En yderligere fordel ved at eliminere partikelopbygning gennem nedsænkningskøling kan være at etablere butik i geografiske omgivelser med atmosfærisk luft af lav kvalitet, som ellers ville forringe computerchips hurtigere end normalt i en luftkølet opsætning. Lokaliteter med ekstremt klima, men lovende energikilder, gøres potentielt levedygtige med implementeringen af ​​nedsænkningskølet minedrift, hvor luftkølet minedrift kan være urimelig på grund af dårlige atmosfæriske forhold. Nedsænkningskøling kan fortsætte med at skubbe grænserne for minedrift ind i fjerntliggende områder, som tidligere ville have været ugunstige for luftkølede systemer.

Et til tider overset aspekt i minedrift er den rene støj, der genereres af en enkelt ASIC, typisk i området 70 til 80 decibel (dB), eller lignende lyden fra en støvsuger... 24 timer i døgnet, syv dage om ugen, alt året rundt. Luftkølede minerigge kan omsluttes med lyddæmpende materiale for at reducere støjen med omkring 10 til 20 dB, hvis det gøres godt. Nedsænkningskøling eliminerer dog praktisk talt den uudholdelige driftsstøj fra ASIC'er til en uopdagelig baggrundsstøj. Dette kan være en særlig nyttig fordel, hvis minedrift derhjemme med værelseskammerater eller en væsentlig anden, og støjudbredelse giver anledning til bekymring.

Derudover er nedsænkningskøling en grønnere tilgang til Bitcoin-minedrift, da varmeafvisningen fra ASIC'erne kan genfanges fuldstændigt og genbruges til opvarmning af din husholdningsvand, svømmepøl og gulvvarme som et par eksempler. En række virksomheder udnytter allerede denne varmeafvisning i form af supplerende primære varmeanlæg, som f.eks Klog minedrift, Hotmine , Ming energi (Forfatteren kan ikke verificere kvaliteten eller gyldigheden af ​​de nævnte virksomheder og produkter).

Selvom det bestemt ikke er nødvendigt at integrere Bitcoin-minedrift med disse ekstracurrikulære systemer, kan den spildte varme fra mineriggene faktisk udnyttes til at reducere udgifterne brugt på hjemmevarmesystemer - og man kan lige så godt tjene nogle penge tilbage på den energi, der bruges til hjemmet opvarmning.

Selvom det ikke udtrykkeligt diskuteres i panelet, indebærer implementeringen af ​​nedsænkningskøling reduceret e-affald på grund af en reduceret fejlrate på mineriggene. Baseret på et generelt ubegrundet bekymring, er minimering af e-affald direkte korreleret med øgede besparelser for minearbejderen. Som tidligere nævnt er det afgørende at reducere omkostningerne og negere unødvendige udgifter for at skalere driften og øge indtjeningen. Bekymring for, at jordens lossepladser vil flyde over med e-affald fra minerigger, ville være i direkte modstrid med de mål, som de samme minearbejdere søger at opnå: at presse og strække hver eneste satoshi, der bruges på at opretholde driftens oppetid.

For at opsummere eliminerer nedsænkningskøling ætsende luftpartikler og, når den er korrekt overclocket, kan den endda forlænge mineriggens driftslevetid samt udpumpe ekstra terahashes pr. af luftkølede minerigge. Hvis man ønsker det, kan varmespildet også genanvendes til at returnere yderligere besparelser til minearbejderens lommer i form af reducerede forbrugsregninger.

Der er selvfølgelig også “downsides” ved at arbejde med nedsænkningskøling, som skal overvejes grundigt, før man beslutter sig for, hvilket kølesystem der er bedst til dit setup.

Ulemper ved nedsænkningskøling

Selvom det ikke er grundigt diskuteret af paneldeltagerne, måske endda tilsidesat, er der ulemper ved nedsænkningskøling, som kan skræmme eller blot frustrere nye minearbejdere, der ønsker at komme ind i industrien.

Historisk set var omkostningerne ved at opsætte nedsænkningsminerigge økonomisk uoverkommelige, men er blevet mere lukrative, end det var tilfældet for fem eller seks år siden. Alligevel udgør den påkrævede kapital en udfordring for dem, der ønsker at dyppe tæerne i nedsænkningskølet minedrift. Det andet perspektiv til dette er dog, at komponenter som den dielektriske væske kan være dyre, men kan ses som en form for "forsikring" for at sikre, at mineriggen fungerer til sin maksimale potentielle levetid.

Ændring af hardware til nedsænkningskøling kræver forståelse af både den væske, der bruges, og de minedriftsrigge, der bruges, da nogle væsker kan fungere bedre med nogle rigge end andre væsker og omvendt. I praksis vil designet afhænge af applikationen. Det er også klogt at sikre ikke kun, at væsken er kompatibel med den foreslåede hardware, men også at firmwaren, der kører denne hardware, er egnet. Uden først at undersøge kompatibiliteten af ​​væsken, firmwaren og hardwaren, kan ASIC'en muligvis ikke fungere, når den først er nedsænket. Selvom det ikke er teknisk en ulempe, kan dette forsknings- og udviklingstrin afskrække minearbejdere, der blot ønsker at tilslutte mineriggen og kalde det en dag.

Dimensionering, udvælgelse og design af de dykkølede systemkomponenter såsom rør, tanke og pumper kræver yderligere forskning og opsætningstid. Kølemediet skal recirkuleres mellem tanken og varmeveksleren med en præcis hastighed, ellers kan mineriggen overophedes. Hvis væskestrømmen er for langsom, vil varme ikke blive tilstrækkeligt fjernet fra chip-kølepladerne, og hvis væskestrømmen er for hurtig, vil chip-til-væske varmeveksling ikke finde sted korrekt, og ASIC'en overophedes. For ikke at nævne, hvis tanken, pumpen og det sammenkoblede rørsystem ikke er forseglet på en lufttæt måde, så vil dyr dielektrisk væske lække og potentielt ophæve hashing-effektivitetsgevinster.

Luftkølede opsætninger har på samme måde brug for ingeniørmæssig omtanke i dimensionering, udvælgelse og design af ventilationssystemer og eventuelle lydreducerende kabinetter, men nedsænkningskøling er relativt mere kompleks i sin udførelse for den nybegyndere Bitcoin-minearbejder.

På et tidspunkt vil det være nødvendigt at reparere, vedligeholde eller blot flytte ASIC. På grund af de olieagtige egenskaber ved den ikke-ledende væske, der bruges i nedsænkningsafkølingsapplikationer, ville det være nødvendigt at rense stoffet fra udstyret før vedligeholdelse - et ret rodet trin generelt, der undgås med luftkølede minerigge. Dette er måske mere beslægtet med et "vælg din gift"-scenarie mellem rensning af irriterende olie i nedsænkningskøleopsætninger eller rensning af ætsende, fine partikler i luftkøleopsætninger.

Lukning Tanker

Sammenfattende er luftkølede minerigge hurtige og nemme at komme i gang, men kommer med afvejninger, som skal gennemgås af alle, der seriøst ønsker at komme ind i minedrift. Paneldeltagerne opfordrede på det kraftigste alle, der er i stand til at støtte mineriggens installationsanbefalinger, til at prøve hjemmeminedrift. Hvis ikke minedrift for skalerings skyld, så prøv minedrift for en dybere, praktisk viden om Bitcoin-netværket bag kulisserne, mens du stabler ikke-KYC bitcoin til en præmie.

Luftkølet Bitcoin-minedrift er muligvis ikke tilstrækkeligt til de stadigt udviklende, energikrævende computere, antydede nogle paneldeltagere. Det stadig mere avancerede chipdesign kan i sidste ende kræve nedsænkningskøling, hvis luften ikke kan klare riggens varmebelastning. Da enkelte Bitcoin-minerigge og hele minedrift fortsætter med at skubbe grænserne for hash-effektivitet, kan nedsænkningskøling blive den mest meningsfulde metode for minearbejdere til at øge deres samlede hash-rater og reducere de samlede udgifter. Derudover, efterhånden som hardwareomkostningerne stiger, bliver værdien af ​​nedsænkningskøling mere attraktiv ved at maksimere mineriggens levetid, hvilket i det væsentlige ville forblive sandt for evigt.

Hvis du beskæftiger dig med Bitcoin-minedrift, så deltag i relevante begivenheder, chatgrupper og lokalt Frit er vitale værktøjer til at lære branchens tips og tricks. Rom blev ikke bygget på en dag, og stort set alle store Bitcoin-minearbejdere i dag startede også engang fra nul. Socialt samvær og netværk med andre minearbejdere kan også danne potentielle forretningspartnere, såsom grundejeren med billig elektricitet, men mangler kapital, eller den erfarne minearbejder med rigge klar og har brug for billig elektricitet og fysisk infrastruktur, eller venturekapitalisten med den økonomiske knowhow, men manglende teknisk orientering. Disse møder handler om at finde yin til din yang, den manglende brik til dit Bitcoin-mine-puslespil.

En sidste bemærkning til nye minearbejdere, der ikke er sikre på Bitcoin-minedrift som et levedygtigt erhverv: Whinstones administrerende direktør Chad Everett Harris havde nogle positive råd til minearbejdere, der var interesserede i at påbegynde deres egen minedrift, da han bød velkommen til vores turgruppe på Whinstone-mineanlægget i Rockdale. Enhver kan gøre det.

Whinstone dannede sig ud fra en diskussion på Chipotle om nogle burritoer for kun fire år siden, ifølge Harris, hvor han og tre andre (Jason Les, Ashton Harris og David Schatz) fokuserede hele deres opmærksomhed på Bitcoin-minedrift, på trods af at ingen af ​​dem havde tidligere erfaring med storstilet minedrift. Det var en rejse og en læringsproces - Harris tilskriver deres succes at sammenflette deres ekspansive aktiviteter med lokalsamfundet, omfavne befolkningen og blive involveret i at forbedre levestandarden for både deres ansatte og samfundet i Rockdale.

yderligere information

Blokbelønningen er i øjeblikket 6.25 bitcoin og vil blive reduceret med 50% for hver 210,000 blokke. Hver blok føjes til hovedbogen hvert 10. minut i gennemsnit, hvilket svarer til omkring fire år for blokbelønningen, der skal skæres ned. Dette er det berygtede 21,000,000 bitcoin-kontrollerede forsyningsloft, der begrænser det samlede antal bitcoin til nogensinde at cirkulere. Det anslås, at i år 2140 vil al bitcoin være udvundet, og blokbelønningen vil kun bestå af transaktionsgebyrer, der i teorien vil være tilstrækkelige til at betale minearbejderne for deres arbejde med at sikre netværket.

Dette er et gæsteindlæg af Okada. Udtalte meninger er helt deres egne og afspejler ikke nødvendigvis dem fra BTC, Inc. eller Bitcoin Magazine.

• Coinsmart. Europas bedste Bitcoin og Crypto Exchange.
• Platoblokkæde. Web3 Metaverse Intelligence. Viden forstærket. FRI ADGANG.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Gratis prøveversion.
• Kilde: https://bitcoinmagazine.com/business/guide-to-immersion-cooling-bitcoin-mining