Refroidissement par immersion à l'intérieur: les avantages et les inconvénients de la pratique en croissance rapide de Bitcoin Mining

Le refroidissement par immersion est devenu une technique en évolution rapide pour augmenter l'efficacité de la plate-forme minière Bitcoin, avec de nombreux avantages, inconvénients et détails à prendre en compte.

Conférence minière de Scott, organisé à Round Rock, Texas les 7 et 8 février, a présenté un panel intitulé "Immersion" avec cinq panélistes : David Branscum (directeur du développement commercial chez Refroidissement par immersion Midas), Justin Podhola (fondateur et PDG de Mines Élite inc.), Scot Johnson (PDG de Pelle numérique), Jonathan Yuan (propriétaire de Coin Chauffé LLC) et Gary Testa (président et chef de la direction de Fluides techniques); et il a été modéré par Tone Vays (hôte de Conférence inconfiscatible et avide Bitcoiner).

Les panélistes ont universellement convenu que le refroidissement par immersion est l'avenir de l'exploitation minière Bitcoin, et ce qui suit est un résumé dudit panel avec une légère introduction à l'exploitation minière pour les non-initiés.

Bitcoin Mining en un coup d'œil

L'exploitation minière sur le réseau Bitcoin consiste à la fois à ajouter des transactions au grand livre ouvert, connu sous le nom de blockchain, et à sécuriser l'historique de ces transactions de telle manière que la modification de ce grand livre par une seule entité est irréalisable sur le plan informatique, énergétique et financier.

L'extraction de bitcoins se fait principalement avec un ASIC (circuit intégré spécifique à l'application), familièrement connu sous le nom de "plate-forme minière" pour un seul système informatique, qui cherche à résoudre un problème de calcul difficile que le réseau acceptera. Les mineurs de Bitcoin se font concurrence pour exploiter le bloc suivant dans la blockchain et le protocole récompense la subvention globale au mineur qui réussit, actuellement 6.25 bitcoin (ce concept est développé dans la section "Informations supplémentaires" ci-dessous), ainsi que tout réseau les frais de transaction inclus dans ce bloc.

Le processus de calcul d'un hachage SHA-256 à accepter par le réseau, le problème de calcul difficile que les mineurs tentent de résoudre, est intentionnellement gourmand en ressources.

Bien que ce processus permette de limiter le nombre de blocs trouvés chaque jour, il oblige également les mineurs à "prouver" que leur travail de calcul a été effectué de manière juste et correcte conformément aux règles du protocole avant que les blocs ne soient ajoutés au grand livre - connu sous le nom de preuve de travailler. Les mineurs sécurisant le réseau Bitcoin à l'aide d'ASIC grâce à la preuve de travail permettent la diffusion équitable et aléatoire de nouvelles pièces de manière décentralisée, contrairement à d'autres méthodes de sécurisation de protocole telles que la preuve de participation, qui fonctionnent spécifiquement pour récompenser les membres les plus riches du réseau. Dans le protocole de Bitcoin, les baleines - les grands détenteurs de bitcoins - ne reçoivent pas de récompenses ni ne servent à protéger le réseau simplement en raison de leur accumulation de bitcoins.

Bien que cette explication de l'exploitation minière de Bitcoin soit sévèrement abrégée, le concept de base est défini et nous pouvons commencer à examiner les systèmes d'exploitation minière refroidis par air et par immersion.

Remarque : Les termes « ASIC » et « plate-forme de minage » sont utilisés de manière interchangeable ci-dessous. Les panélistes n'ont discuté que de l'installation et des avantages du refroidissement par immersion "monophasé".

Refroidissement par air ou par immersion pour les mineurs de Bitcoin

De manière générale, les plates-formes minières sont conçues avec des ventilateurs à grande vitesse forçant le flux d'air à travers les composants internes de l'ASIC pour refroidir activement les hashboards - les puces informatiques qui hachent jour et nuit pour résoudre le problème de calcul difficile mentionné ci-dessus.

L'énergie dépensée par calcul de hachage peut être rendue plus efficace et réduire les coûts opérationnels globaux pour le mineur si la configuration peut efficacement évacuer la chaleur générée par les tableaux de hachage. L'objectif primordial du refroidissement des plates-formes minières est de fournir le meilleur refroidissement au moindre coût possible. Le minage de Bitcoin « refroidi par air » est la méthode traditionnelle et simple de gestion du chauffage et du refroidissement de ses plates-formes minières avec des ventilateurs et de l'air atmosphérique ordinaire.

L'exploitation minière de Bitcoin «refroidie par immersion» fonctionne également pour gérer le chauffage et le refroidissement des plates-formes minières, mais avec des pompes de circulation et des liquides spéciaux conçus pour fonctionner avec l'électronique au lieu de l'air.

Vous trouverez ci-dessous des exemples illustrés de systèmes refroidis par air et refroidis par immersion :

L'immersion est la pratique consistant à submerger ou à immerger complètement la plate-forme minière dans un liquide thermoconducteur doté de propriétés isolantes supérieures à celles de l'air ordinaire. Peut-être contre-intuitif au début, plonger votre plate-forme minière électronique sous tension dans un liquide spécialement conçu permet une plus grande évacuation de la chaleur des puces informatiques toujours chaudes et hachées.

L'ASIC peut hacher plus efficacement s'il reçoit des températures constantes et optimales et continuer à extraire le bitcoin plus longtemps à l'aide de liquides spécialement conçus pour éliminer la chaleur. Imaginez qu'après avoir fait du jogging, vous ayez besoin de vous rafraîchir - il serait plus rapide et plus efficace de vous immerger dans une piscine d'eau fraîche que de simplement rester dehors pour que l'air vous refroidisse progressivement.

Le même processus de réflexion peut être appliqué aux puces informatiques ASIC devant se refroidir. Le liquide a une plus grande capacité de transfert de chaleur que l'air, ce qui en fait un milieu de refroidissement idéal. Les mineurs sont principalement concernés par l'obtention d'un débit optimal d'air ou de liquide diélectrique sur les hashboards. Le fluide de refroidissement se déplace sur le dissipateur de chaleur dissipateurs sur les puces individuelles et transfère l'énergie thermique de la surface la plus chaude (le dissipateur thermique de la puce) à la substance la plus froide (l'air ou le liquide) - maintenant ainsi les températures nécessaires pour maintenir le bon fonctionnement de la puce. Les liquides sont beaucoup plus efficaces pour évacuer la chaleur de la source de chaleur que l'air à l'échelle de 1,200 fois ou de meilleures performances.

Comme pour tout système électronique au fil du temps, l'ASIC finit par succomber à sa contrainte de hachage constante et tombe en panne, ce que l'on appelle à juste titre le «taux de mortalité» ou «taux d'échec» des plates-formes minières. Les symptômes de températures de fonctionnement élevées et prolongées qui entraînent des dommages permanents aux puces comprennent emballement thermique via des courants de fuite accrus, erreur de quantification taux dû à la diminution du rapport signal sur bruit, de manière irréversible surchauffe des transistors et supplémentaire perte de contrôle du transistor. Diminuer le taux de mortalité de ses plates-formes grâce à des optimisations de chauffage et de refroidissement générera à son tour des bénéfices supplémentaires. C'est là que le refroidissement par immersion peut aider à réduire le taux de mortalité pour capitaliser sur la longévité de la plate-forme minière et restituer les économies au budget du mineur.

Le nom du jeu minier consiste effectivement à faire évoluer les opérations avec des coûts supplémentaires minimes, de sorte que la compétence consistant à faire évoluer une opération minière Bitcoin est une forme d'art, exprimée au moyen de dépenses acharnées.

Les avantages du refroidissement par immersion

Comme mentionné, le refroidissement par immersion peut réduire le taux de mortalité de ses plates-formes minières. Le refroidissement par immersion permet également un overclocking plus facile de l'ASIC, une pratique qui consiste à augmenter les térahashes par seconde (TH/s) de la plate-forme minière, mais qui augmentera également la consommation d'énergie et la génération de chaleur.

Sans un moyen d'atténuer correctement la charge thermique supplémentaire, l'ASIC peut devenir peu fiable ou échouer complètement. Par exemple, un ASIC préconfiguré spécifié pour 100 TH/s à 3,000 140 watts pourrait être overclocké à 5,000 TH/s mais à XNUMX XNUMX watts, ce qui signifie que votre taux de hachage total par ASIC a augmenté, mais que votre énergie dépensée par terahash par seconde a également augmenté. Un réglage fin du mécanisme d'overclocking peut entraîner une efficacité optimale de la puissance de hachage.

En augmentant la puissance de hachage par ASIC tout en sacrifiant des dépenses d'énergie supplémentaires, vous pouvez réellement économiser de l'argent en réduisant l'empreinte totale de votre plate-forme minière. Par exemple, 1 mégawatt de puissance peut desservir 333 plates-formes minières refroidies par air à 3,000 1 watts préconfigurés chacune, tandis que, grâce à l'overclocking refroidi par immersion, cette puissance de 200 mégawatt peut desservir 250 ou 4,000 plates-formes minières à 5 000 ou XNUMX XNUMX watts chacune, générer des économies en exigeant moins de plates-formes minières par mégawatt. De plus, la réduction du nombre de mineurs réduit également les exigences de taille des installations et réduit les besoins en personnel sur place. L'augmentation de la puissance de hachage offre une plus grande possibilité de gagner plus de bitcoins et donc de continuer à faire évoluer les opérations.

Un autre avantage de l'exploitation minière refroidie par immersion est l'élimination de l'accumulation de particules d'air sur les copeaux miniers, ce qui dégrade les performances de la plate-forme minière au fil du temps s'il n'est pas régulièrement nettoyé. Au fur et à mesure que les particules s'accumulent sur la surface de la puce, celle-ci est de plus en plus incapable de diffuser efficacement la chaleur et de maintenir le fonctionnement. Ces particules d'air sont généralement filtrées dans une certaine mesure dans les systèmes refroidis par air, mais pas entièrement filtrées. Les filtres à air ne peuvent éliminer les particules que jusqu'à une certaine taille en fonction de la cote du filtre, et des cotes de filtre plus élevées induisent des chutes de pression plus importantes à travers lesdits filtres, privant potentiellement l'ASIC du débit d'air nécessaire pour un fonctionnement réussi sans également augmenter les moteurs de ventilateur d'admission ou d'échappement, et par conséquent, les coûts électriques pour les moteurs ont augmenté. L'exploitation minière refroidie par immersion est un processus semi-fermé qui maintient les ASIC agréables, propres et généralement plus sûrs, tandis que l'exploitation minière refroidie à l'air prend tout ce qui réside dans l'air et le fait passer à travers l'ASIC, comme les particules de poussière, le pollen et les résidus de smog.

Un avantage supplémentaire de l'élimination de l'accumulation de particules grâce au refroidissement par immersion peut être de s'installer dans des environnements géographiques avec de l'air atmosphérique de mauvaise qualité qui, autrement, détériorerait les puces informatiques plus rapidement que la normale dans une configuration refroidie par air. Les régions avec des climats extrêmes mais des sources d'énergie prometteuses sont rendues potentiellement viables avec la mise en œuvre de l'exploitation minière refroidie par immersion où l'exploitation minière refroidie à l'air peut être déraisonnable en raison de mauvaises conditions atmosphériques. Le refroidissement par immersion peut continuer à repousser les limites de l'exploitation minière dans des régions éloignées qui auraient auparavant été défavorables aux systèmes refroidis par air.

Un aspect parfois négligé dans le secteur minier est le bruit pur généré par un seul ASIC, généralement de l'ordre de 70 à 80 décibels (dB), ou similaire au bruit d'un aspirateur… 24 heures sur 10, sept jours sur sept, tous toute l'année. Les plates-formes minières refroidies par air peuvent être entourées d'un matériau insonorisant pour réduire le bruit d'environ 20 à XNUMX dB, si elles sont bien faites. Cependant, le refroidissement par immersion élimine pratiquement le bruit de fonctionnement insupportable des ASIC à un bruit de fond indétectable. Cela peut être un avantage particulièrement utile si l'exploitation minière à la maison avec des colocataires ou un autre significatif et la propagation du bruit est préoccupante.

De plus, le refroidissement par immersion est une approche plus écologique de l'extraction de Bitcoin, car le rejet de chaleur des ASIC peut être totalement récupéré et réutilisé pour chauffer votre eau domestique, piscine et le chauffage par rayonnement au sol comme quelques exemples. Un certain nombre d'entreprises tirent déjà parti de ce rejet de chaleur en complétant les systèmes de chauffage primaire, tels que Exploitation minière avisée, Mine chaude ainsi que le Énergie Ming (l'auteur ne peut pas vérifier la qualité ou la validité des entreprises et des produits mentionnés).

Bien qu'il ne soit certainement pas nécessaire d'intégrer l'exploitation minière Bitcoin à ces systèmes parascolaires, la chaleur perdue des plates-formes minières peut en effet être exploitée pour réduire les dépenses consacrées aux systèmes de chauffage domestique - et on pourrait tout aussi bien gagner de l'argent sur l'énergie dépensée vers la maison chauffage.

Bien que cela n'ait pas été explicitement discuté lors du panel, la mise en œuvre du refroidissement par immersion implique une réduction des déchets électroniques en raison d'un taux de défaillance réduit des plates-formes minières. Sur la base d'une règle générale préoccupation infondée, la minimisation des déchets électroniques est directement corrélée à une augmentation des économies pour le mineur. Comme mentionné précédemment, la réduction des coûts et la suppression des dépenses inutiles sont essentielles pour faire évoluer les opérations et augmenter les bénéfices. La crainte que les décharges de la planète ne débordent de déchets électroniques des plates-formes minières serait en violation directe des objectifs que ces mêmes mineurs cherchent à atteindre : presser et étirer chaque dernier satoshi consacré au maintien de la disponibilité des opérations.

Pour récapituler, le refroidissement par immersion élimine l'accumulation de particules d'air corrosives et, lorsqu'il est correctement overclocké, peut même prolonger la durée de vie de la plate-forme minière et pomper des terahash supplémentaires par seconde, ce qui permet d'économiser de l'argent sur la quantité de plates-formes nécessaires pour atteindre un taux de hachage équivalent. de plates-formes minières refroidies par air. Si l'on le souhaite, les pertes de chaleur pourraient également être réutilisées pour générer des économies supplémentaires dans les poches du mineur sous la forme de factures de services publics réduites.

Bien sûr, il y a aussi des "inconvénients" à travailler avec le refroidissement par immersion qui doivent être soigneusement pris en compte avant de décider quel système de refroidissement convient le mieux à votre configuration.

Inconvénients du refroidissement par immersion

Bien qu'ils ne soient pas discutés en profondeur par les panélistes, voire passés sous silence, le refroidissement par immersion présente des inconvénients qui peuvent intimider ou simplement frustrer les nouveaux mineurs qui cherchent à se lancer dans l'industrie.

Historiquement, le coût de mise en place des plates-formes minières à immersion était économiquement prohibitif, mais il est devenu plus lucratif qu'il y a cinq ou six ans. Cependant, le capital initial requis pose un défi à ceux qui cherchent à plonger leurs orteils dans l'exploitation minière refroidie par immersion. L'autre point de vue à cela, cependant, est que des composants comme le fluide diélectrique peuvent être coûteux, mais peuvent être considérés comme une forme «d'assurance» pour garantir que la plate-forme minière fonctionne à son espérance de vie potentielle maximale.

La modification du matériel pour le refroidissement par immersion nécessite de comprendre à la fois le liquide utilisé et les plates-formes minières utilisées, car certains liquides peuvent mieux fonctionner avec certaines plates-formes que d'autres liquides, et vice versa. En pratique, la conception dépendra de l'application. Il est également prudent de s'assurer non seulement que le liquide est compatible avec le matériel proposé, mais aussi que le firmware exécutant ce matériel est adapté. Sans recherche préalable de la compatibilité du liquide, du micrologiciel et du matériel, l'ASIC peut ne pas fonctionner une fois immergé. Bien qu'elle ne soit pas techniquement un inconvénient, cette étape de recherche et développement peut décourager les mineurs qui souhaitent simplement brancher la plate-forme minière et l'appeler un jour.

Le dimensionnement, la sélection et la conception des composants du système refroidi par immersion tels que la tuyauterie, les réservoirs et les pompes nécessitent des recherches et du temps de configuration supplémentaires. Le fluide de refroidissement doit être recirculé entre le réservoir et l'échangeur de chaleur à un rythme précis, sinon la plate-forme minière pourrait surchauffer. Si le flux de liquide est trop lent, la chaleur ne sera pas correctement évacuée des dissipateurs thermiques des puces et si le flux de liquide est trop rapide, l'échange thermique puce-liquide ne se produira pas de manière appropriée et l'ASIC surchauffera. Sans oublier que si le réservoir, la pompe et le système de tuyauterie interconnecté ne sont pas scellés de manière étanche à l’air, un liquide diélectrique coûteux fuira et annulera potentiellement les gains d’efficacité de hachage.

De même, les configurations refroidies par air nécessitent une prévoyance technique dans le dimensionnement, la sélection et la conception des systèmes de ventilation et de tout boîtier insonorisant, mais le refroidissement par immersion est relativement plus complexe dans son exécution pour le mineur débutant de Bitcoin.

À un moment donné, il sera nécessaire de réparer, de maintenir ou simplement de déplacer l'ASIC. En raison des caractéristiques huileuses du fluide non conducteur utilisé dans les applications de refroidissement par immersion, il serait nécessaire de nettoyer la substance de l'équipement avant la maintenance - une étape plutôt salissante en général qui est évitée avec les plates-formes minières refroidies par air. Cela s'apparente peut-être davantage à un scénario «choisissez votre poison» entre le nettoyage de l'huile gênante dans les configurations de refroidissement par immersion ou le nettoyage des particules fines corrosives dans les configurations de refroidissement par air.

Réflexions de clôture

En résumé, les plates-formes minières refroidies par air sont rapides et faciles à démarrer, mais comportent des compromis qui doivent être examinés par quiconque envisage sérieusement de se lancer dans l'exploitation minière. Les panélistes ont fortement encouragé toute personne en mesure de soutenir les recommandations d'installation de la plate-forme minière à essayer l'exploitation minière à domicile. Si vous n'exploitez pas pour des raisons de mise à l'échelle, essayez d'exploiter pour une connaissance plus approfondie et pratique du réseau Bitcoin dans les coulisses tout en empilant non-KYC bitcoin à une prime.

L'exploitation minière de Bitcoin refroidie par air peut ne pas être suffisante pour les ordinateurs en constante évolution et gourmands en énergie, ont émis l'hypothèse de certains panélistes. La conception de plus en plus avancée des puces peut finalement nécessiter un refroidissement par immersion si l'air ne peut pas supporter la charge thermique de la plate-forme. Alors que les plates-formes minières Bitcoin et les opérations minières entières continuent de repousser les limites de l'efficacité du hachage, le refroidissement par immersion peut devenir la méthode la plus significative pour les mineurs pour augmenter leurs taux de hachage totaux et réduire les dépenses globales. De plus, à mesure que les coûts du matériel augmentent, la proposition de valeur du refroidissement par immersion devient plus attrayante en maximisant la durée de vie de la plate-forme minière, ce qui resterait essentiellement vrai pour toujours.

Si vous vous lancez dans l'extraction de Bitcoin, puis rejoignez des événements pertinents, groupes de discussion et local meetups sont des outils essentiels pour apprendre les trucs et astuces de l'industrie. Rome n'a pas été construite en un jour, et pratiquement tous les mineurs de Bitcoin à grande échelle ont également commencé à partir de zéro. La socialisation et le réseautage avec d'autres mineurs peuvent également former des partenaires commerciaux potentiels, tels que le propriétaire foncier avec de l'électricité bon marché mais manquant de capital, ou le mineur expérimenté avec des plates-formes prêtes à l'emploi qui ont besoin d'électricité bon marché et d'infrastructures physiques, ou le capital-risqueur avec le financier savoir-faire mais manque d'orientation technique. Ces rencontres visent à trouver le yin de votre yang, la pièce manquante de votre puzzle minier Bitcoin.

Une note finale pour les nouveaux mineurs incertains de l'exploitation minière de Bitcoin en tant que profession viable : le PDG de Whinstone, Chad Everett Harris, a donné des conseils positifs aux mineurs intrigués par le démarrage de leur propre exploitation minière alors qu'il accueillait notre groupe de touristes à l'installation minière de Whinstone à Rockdale. N'importe qui peut le faire.

Whinstone s'est formé à partir d'une discussion à Chipotle sur certains burritos il y a seulement quatre ans, selon Harris, où lui et trois autres (Jason Les, Ashton Harris et David Schatz) ont concentré toute leur attention sur l'exploitation minière de Bitcoin, bien qu'aucun d'entre eux n'ait d'expérience préalable avec opérations minières à grande échelle. Ce fut un voyage et un processus d'apprentissage - Harris attribue leur succès à l'imbrication de leurs vastes opérations avec la communauté locale, à l'intégration de la population et à leur implication dans l'amélioration du niveau de vie de leurs employés et de la communauté de Rockdale.

renseignements supplémentaires

La récompense de bloc est actuellement de 6.25 bitcoins et sera réduite de 50 % tous les 210,000 10 blocs. Chaque bloc est ajouté au grand livre toutes les 21,000,000 minutes en moyenne, ce qui équivaut à environ quatre ans pour que la récompense de bloc soit réduite. Il s'agit du tristement célèbre plafond d'approvisionnement contrôlé de 2140 XNUMX XNUMX de bitcoins qui limite le nombre total de bitcoins à circuler. On estime que d'ici l'an XNUMX, tous les bitcoins seront extraits et la récompense globale ne consistera qu'en des frais de transaction qui seront, en théorie, suffisants pour payer les mineurs pour leur travail de sécurisation du réseau.

Ceci est un article invité par Okada. Les opinions exprimées sont entièrement les leurs et ne reflètent pas nécessairement celles de BTC, Inc. ou de Bitcoin Magazine.

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• Source : https://bitcoinmagazine.com/business/guide-to-immersion-cooling-bitcoin-mining