Refrigeração por imersão interna: os prós e contras da prática de rápido crescimento da mineração de Bitcoin

O resfriamento por imersão surgiu como uma técnica em rápida evolução para aumentar a eficiência da plataforma de mineração de bitcoin, com muitos prós, contras e detalhes a serem considerados.

Conferência de Mineração de Scott, realizado em Round Rock, Texas, nos dias 7 e 8 de fevereiro, apresentou um painel intitulado “Imersão” com cinco palestrantes: David Branscum (diretor de desenvolvimento de negócios da Resfriamento por imersão Midas), Justin Podhola (fundador e CEO da Elite Mineração Inc.), Scot Johnson (CEO da Pá Digital), Jonathan Yuan (proprietário da LLC aquecida por moedas) e Gary Testa (presidente e CEO da Fluidos projetados); e foi moderado por Tone Vays (anfitrião do Conferência inconfundível e ávido Bitcoin é).

Os participantes do painel concordaram universalmente que o resfriamento por imersão é o futuro da mineração de Bitcoin, e a seguir está um resumo do referido painel com uma introdução leve à mineração para os não iniciados.

Mineração de Bitcoin em resumo

A mineração na rede Bitcoin é o processo de adicionar transações ao livro aberto, conhecido como blockchain, e proteger o histórico dessas transações de forma que a modificação desse livro por qualquer entidade seja computacional, energética e financeiramente impraticável.

A mineração de Bitcoin é feita principalmente com um ASIC (circuito integrado de aplicação específica), coloquialmente conhecido como “mining rig” para um único sistema de computador, que busca resolver um problema computacionalmente difícil que a rede aceitará. Os mineradores de Bitcoin competem entre si para minerar o próximo bloco no blockchain e o protocolo recompensa o subsídio do bloco ao minerador de sucesso, atualmente 6.25 bitcoin (esse conceito é expandido na seção “Informações adicionais” abaixo), bem como qualquer rede taxas de transação incluídas nesse bloco.

O processo de cálculo de um hash SHA-256 para ser aceito pela rede, o problema computacionalmente difícil que os mineradores estão tentando resolver, é intencionalmente intensivo em recursos.

Embora esse processo funcione para limitar o número de blocos encontrados a cada dia, ele também força os mineradores a “provar” que seu trabalho computacional foi feito de forma justa e correta de acordo com as regras do protocolo antes que os blocos sejam adicionados ao livro – conhecido como prova de trabalhar. Os mineradores que protegem a rede Bitcoin usando ASICs por meio de prova de trabalho permitem a disseminação justa e aleatória de novas moedas de maneira descentralizada, ao contrário de outros métodos de segurança de protocolo, como prova de participação, que funcionam especificamente para recompensar os membros mais ricos da rede. No protocolo do Bitcoin, as baleias – grandes detentores de bitcoins – não recebem recompensas nem servem para proteger a rede simplesmente em virtude de seu acúmulo de bitcoin.

Embora esta explicação da mineração de Bitcoin seja severamente resumida, o conceito central é apresentado e podemos começar a examinar os sistemas de mineração resfriados a ar e resfriados por imersão.

Nota: O termo “ASIC” e “plataforma de mineração” são usados ​​alternadamente abaixo. Os palestrantes discutiram apenas a instalação e os benefícios do resfriamento por imersão “monofásico”.

Resfriamento a ar versus imersão para mineradores de Bitcoin

De um modo geral, as plataformas de mineração são projetadas com ventiladores de alta velocidade forçando o fluxo de ar pelos componentes internos do ASIC para resfriar ativamente os hashboards - os chips de computador que estão trabalhando dia e noite para resolver o problema computacionalmente difícil mencionado acima.

A energia gasta por cálculo de hash pode se tornar mais eficiente e reduzir os custos operacionais gerais para o minerador se a configuração puder eliminar efetivamente o calor gerado pelos hashboards. O objetivo geral no resfriamento de plataformas de mineração é fornecer o máximo de resfriamento com o menor custo possível. A mineração Bitcoin “resfriada a ar” é o método tradicional e simples de gerenciar o aquecimento e resfriamento das plataformas de mineração com ventiladores e ar atmosférico comum.

A mineração de Bitcoin “resfriada por imersão” também funciona para gerenciar o aquecimento e resfriamento de plataformas de mineração, mas com bombas de circulação e líquidos especiais projetados para funcionar com eletrônicos em vez de ar.

Abaixo estão exemplos pictóricos de sistemas resfriados a ar e resfriados por imersão:

A imersão é a prática de submergir completamente, ou imergir, a plataforma de mineração em um líquido termicamente condutor com propriedades isolantes maiores do que o ar comum. Talvez contra-intuitivo no início, mergulhar sua plataforma de mineração eletrônica energizada em um líquido especialmente projetado permite uma maior remoção de calor dos chips de computador sempre quentes e de hash.

O ASIC pode fazer hash com mais eficiência se receber temperaturas ideais e constantes e continuar a minerar bitcoin por mais tempo com a ajuda de líquidos especialmente projetados e removedores de calor. Imagine que, depois de correr, você precisa se refrescar – seria mais rápido e mais eficaz mergulhar em uma piscina de água fria do que ficar do lado de fora para que o ar esfrie gradualmente.

O mesmo processo de pensamento pode ser aplicado aos chips de computador ASIC que precisam esfriar. O líquido tem maior capacidade de transferência de calor do que o ar, tornando-se um meio de resfriamento ideal. Os mineradores estão principalmente preocupados em alcançar uma taxa de fluxo ideal do ar ou do líquido dielétrico sobre os painéis. O meio de resfriamento viaja sobre o dissipador de calor dissipadores de calor nos chips individuais e transfere energia térmica da superfície mais quente (o dissipador de calor do chip) para a substância mais fria (o ar ou líquido) — mantendo assim as temperaturas necessárias para manter a operação adequada do chip. Os líquidos são muito mais eficazes em transportar o calor para longe da fonte de calor do que o ar na escala de 1,200 vezes ou maior desempenho.

Como acontece com qualquer eletrônico ao longo do tempo, o ASIC eventualmente sucumbe à sua constante pressão de hashing e falha, apropriadamente chamado de “taxa de mortalidade” ou “taxa de falha” das plataformas de mineração. Os sintomas de temperaturas de operação altas e prolongadas que resultam em danos permanentes ao chip incluem Escapamento térmico através de correntes de fuga aumentadas, erro de quantização devido à diminuição da relação sinal-ruído, irreversivelmente transistores de superaquecimento e adicional perda de controle do transistor. Diminuir a taxa de mortalidade de suas plataformas por meio de otimizações de aquecimento e resfriamento, por sua vez, gerará lucros adicionais. É aqui que o resfriamento por imersão pode ajudar a reduzir a taxa de mortalidade para capitalizar a longevidade da plataforma de mineração e devolver as economias ao orçamento do minerador.

O nome do jogo de mineração é efetivamente escalar operações com custos adicionais mínimos, de modo que a habilidade de escalar uma operação de mineração de Bitcoin é uma forma de arte, expressa em meio a despesas acirradas.

As vantagens do resfriamento por imersão

Como mencionado, o resfriamento por imersão pode reduzir a taxa de mortalidade das plataformas de mineração. O resfriamento por imersão também permite um overclocking mais fácil do ASIC, uma prática que envolve aumentar os terahashes por segundo (TH/s) da plataforma de mineração, mas também aumentará o consumo de energia e a geração de calor.

Sem meios para mitigar adequadamente a carga de calor adicional, o ASIC pode se tornar não confiável ou falhar completamente. Por exemplo, um ASIC pré-configurado especificado para 100 TH/s a 3,000 watts pode ter overclock para 140 TH/s, mas a 5,000 watts, o que significa que sua taxa total de hash por ASIC aumentou, mas sua energia gasta por terahash por segundo também aumentou. O ajuste fino do mecanismo de overclock pode resultar em eficiência de energia de hash ideal.

Ao aumentar o poder de hashing por ASIC enquanto sacrifica o gasto de energia adicional, o dinheiro pode realmente ser economizado na redução da pegada total da plataforma de mineração. Por exemplo, 1 megawatt de potência pode servir 333 plataformas de mineração refrigeradas a ar nos 3,000 watts pré-configurados cada, enquanto que, por meio de overclock refrigerado por imersão, esse 1 megawatt de potência pode servir 200 ou 250 plataformas de mineração a 4,000 ou 5 watts cada, gerando economia de custos exigindo menos plataformas de mineração por megawatt. Além disso, reduzir a quantidade de mineradores também reduz os requisitos de tamanho das instalações e reduz as necessidades de pessoal no local. O aumento do poder de hash permite uma maior oportunidade de ganhar mais bitcoin e, portanto, continuar a escalar as operações.

Outra vantagem da mineração refrigerada por imersão é a eliminação do acúmulo de partículas de ar nos cavacos de mineração, o que degrada o desempenho da plataforma de mineração ao longo do tempo se não for limpo regularmente. À medida que as partículas se acumulam na superfície do chip, o chip fica cada vez mais incapaz de irradiar calor com eficiência e manter a operação. Essas partículas de ar são normalmente filtradas até certo ponto em sistemas refrigerados a ar, mas não totalmente filtradas. Os filtros de ar só podem eliminar partículas até um determinado tamanho com base na classificação do filtro, e classificações de filtro mais altas induzem maiores quedas de pressão nos referidos filtros, potencialmente privando o ASIC do fluxo de ar necessário para uma operação bem-sucedida sem também aumentar os motores do ventilador de admissão ou exaustão, e consequentemente, custos elétricos para os motores aumentados. A mineração resfriada por imersão é um processo semifechado que mantém os ASICs agradáveis, limpos e geralmente mais seguros, enquanto a mineração resfriada a ar pega o que estiver no ar e o passa pelo ASIC, como partículas de poeira, pólen e resíduos de poluição atmosférica.

Um benefício adicional de eliminar o acúmulo de partículas por meio do resfriamento por imersão pode ser a instalação em ambientes geográficos com ar atmosférico de baixa qualidade que, de outra forma, deterioraria os chips de computador mais rapidamente do que o normal em uma configuração refrigerada a ar. Locais com climas extremos, mas fontes de energia promissoras, tornam-se potencialmente viáveis ​​com a implementação da mineração refrigerada por imersão, onde a mineração refrigerada a ar pode não ser razoável devido às más condições atmosféricas. O resfriamento por imersão pode continuar a expandir os limites da mineração em regiões remotas que anteriormente seriam desfavoráveis ​​para sistemas resfriados a ar.

Um aspecto às vezes esquecido na mineração é o ruído gerado por um único ASIC, normalmente na faixa de 70 a 80 decibéis (dB), ou semelhante ao som de um aspirador de pó... 24 horas por dia, sete dias por semana, tudo durante todo o ano. As plataformas de mineração refrigeradas a ar podem ser fechadas com material atenuador de som para reduzir o ruído em cerca de 10 a 20 dB, se bem feito. No entanto, o resfriamento por imersão praticamente elimina o ruído operacional insuportável dos ASICs para um ruído de fundo indetectável. Isso pode ser uma vantagem especialmente útil se a mineração em casa com colegas de quarto ou alguém significativo e a propagação de ruído forem uma preocupação.

Além disso, o resfriamento por imersão é uma abordagem mais ecológica para a mineração de Bitcoin, pois a rejeição de calor dos ASICs pode ser totalmente recapturada e reaproveitada para aquecer seu água doméstica, piscina e aquecimento radiante por piso radiante como alguns exemplos. Várias empresas já capitalizam esta rejeição de calor através da complementação de sistemas de aquecimento primários, como Mineração Sábia, Mina quente e Energia Ming (o autor não pode verificar a qualidade ou validade das empresas e produtos mencionados).

Embora certamente não seja necessário integrar a mineração de Bitcoin com esses sistemas extracurriculares, o calor desperdiçado das plataformas de mineração pode de fato ser aproveitado para reduzir as despesas gastas em sistemas de aquecimento doméstico - e é possível ganhar algum dinheiro de volta com a energia gasta em casa aquecimento.

Embora não tenha sido explicitamente discutido no painel, a implementação do resfriamento por imersão implica na redução do lixo eletrônico devido à redução da taxa de falhas da plataforma de mineração. Com base em um geralmente preocupação infundada, a minimização do lixo eletrônico está diretamente correlacionada com o aumento da economia para o minerador. Como mencionado anteriormente, cortar custos e anular despesas desnecessárias é crucial para dimensionar as operações e aumentar os lucros. A preocupação de que os aterros da Terra transbordem com resíduos eletrônicos de plataformas de mineração violaria diretamente os objetivos que esses mesmos mineradores buscam alcançar: espremer e esticar até o último satoshi gasto na manutenção do tempo de operação da operação.

Para recapitular, o resfriamento por imersão elimina o acúmulo de partículas de ar corrosivas e, quando corretamente overclockado, pode até prolongar a vida útil operacional da plataforma de mineração, bem como bombear terahashes extras por segundo - economizando efetivamente dinheiro na quantidade de plataformas necessárias para atingir uma taxa de hash equivalente de plataformas de mineração refrigeradas a ar. Se desejar, o desperdício de calor também pode ser reaproveitado para retornar economias adicionais aos bolsos do minerador na forma de contas de serviços públicos reduzidas.

É claro que também existem “desvantagens” em trabalhar com resfriamento por imersão que precisam ser cuidadosamente consideradas antes de decidir qual sistema de resfriamento é melhor para sua configuração.

Desvantagens do resfriamento por imersão

Embora não tenha sido amplamente discutido pelos participantes do painel, talvez até encoberto, há desvantagens no resfriamento por imersão que podem intimidar ou simplesmente frustrar novos mineradores que desejam entrar no setor.

Historicamente, o custo de instalação de plataformas de mineração de imersão era economicamente proibitivo, mas tornou-se mais lucrativo do que cinco ou seis anos atrás. Ainda assim, o capital inicial necessário representa um desafio para aqueles que procuram mergulhar na mineração refrigerada por imersão. A outra perspectiva para isso, porém, é que componentes como o fluido dielétrico podem ser caros, mas podem ser vistos como uma forma de “seguro” para garantir que a plataforma de mineração opere em sua expectativa de vida útil máxima.

A modificação do hardware para resfriamento por imersão requer a compreensão do líquido que está sendo usado e das plataformas de mineração que estão sendo usadas, pois alguns líquidos podem funcionar melhor com algumas plataformas do que outros líquidos e vice-versa. Na prática, o design dependerá da aplicação. Também é prudente garantir não apenas que o líquido seja compatível com o hardware proposto, mas também que o firmware que executa esse hardware seja adequado. Sem primeiro pesquisar a compatibilidade do líquido, firmware e hardware, o ASIC pode não funcionar uma vez submerso. Embora não seja tecnicamente uma desvantagem, essa etapa de pesquisa e desenvolvimento pode adiar os mineradores que simplesmente desejam conectar a plataforma de mineração e encerrar o dia.

Dimensionar, selecionar e projetar os componentes do sistema resfriado por imersão, como tubulações, tanques e bombas, exigem pesquisa adicional e tempo de configuração. O meio de resfriamento deve ser recirculado entre o tanque e o trocador de calor a uma taxa precisa, caso contrário a plataforma de mineração poderá superaquecer. Se o fluxo do líquido for muito lento, o calor não será removido adequadamente dos dissipadores de calor do chip e se o fluxo do líquido for muito rápido, a troca de calor entre o chip e o líquido não ocorrerá de forma adequada e o ASIC superaquecerá. Sem mencionar que se o tanque, a bomba e o sistema de tubulação interconectado não forem vedados de maneira hermética, o líquido dielétrico caro vazará e potencialmente anulará os ganhos de eficiência de hashing.

As configurações refrigeradas a ar também precisam de planejamento de engenharia no dimensionamento, seleção e projeto de sistemas de ventilação e quaisquer gabinetes de redução de som, mas o resfriamento por imersão é relativamente mais complexo em sua execução para o novato minerador de Bitcoin.

Em algum momento, será necessário reparar, manter ou simplesmente mover o ASIC. Devido às características oleosas do fluido não condutor usado em aplicações de resfriamento por imersão, seria necessária a limpeza da substância do equipamento antes da manutenção - uma etapa bastante confusa em geral que é evitada com plataformas de mineração refrigeradas a ar. Isso talvez seja mais parecido com um cenário de “escolha seu veneno” entre limpar o óleo irritante em configurações de resfriamento por imersão ou limpar partículas finas e corrosivas em configurações de resfriamento a ar.

Pensamentos de Encerramento

Em resumo, as plataformas de mineração refrigeradas a ar são rápidas e fáceis de começar, mas vêm com compensações que devem ser revisadas por qualquer pessoa que queira seriamente entrar na mineração. Os participantes do painel encorajaram fortemente qualquer pessoa capaz de apoiar as recomendações de instalação da plataforma de mineração a experimentar a mineração doméstica. Se não estiver minerando por causa do dimensionamento, tente minerar para obter um conhecimento mais profundo e prático da rede Bitcoin nos bastidores enquanto empilha nãoKYC bitcoin a um prêmio.

A mineração de Bitcoin refrigerada a ar pode não ser suficiente para os computadores em constante evolução e demandando energia, alguns participantes do painel levantaram a hipótese. O design de chip cada vez mais avançado pode exigir resfriamento por imersão se o ar não puder lidar de maneira viável com a carga de calor do equipamento. À medida que plataformas de mineração de Bitcoin únicas e operações inteiras de mineração continuam a aumentar os limites da eficiência de hash, o resfriamento por imersão pode se tornar o método mais significativo para os mineradores aumentarem suas taxas totais de hash e reduzirem as despesas gerais. Além disso, à medida que os custos de hardware aumentam, a proposta de valor do resfriamento por imersão se torna mais atraente ao maximizar a vida útil da plataforma de mineração, o que essencialmente permaneceria verdadeiro para sempre.

Se você está se interessando pela mineração de Bitcoin, participando de eventos relevantes, grupos de bate-papo e local encontros são ferramentas vitais para aprender dicas e truques da indústria. Roma não foi construída em um dia, e praticamente todos os mineradores de Bitcoin de grande escala hoje também começaram do zero. Socializar e trabalhar em rede com outros mineradores também pode formar potenciais parceiros de negócios, como o proprietário da terra com eletricidade barata, mas sem capital, ou o minerador experiente com plataformas prontas que precisam de eletricidade barata e infraestrutura física, ou o capitalista de risco com o financeiro know-how, mas falta de orientação técnica. Esses encontros são sobre encontrar o yin do seu yang, a peça que faltava no seu quebra-cabeça de mineração Bitcoin.

Uma nota final para novos mineradores incertos sobre a mineração de Bitcoin como uma profissão viável: o CEO da Whinstone, Chad Everett Harris, deu alguns conselhos positivos para os mineradores intrigados em iniciar sua própria operação de mineração ao receber nosso grupo de turismo na instalação de mineração Whinstone em Rockdale. Qualquer um pode fazer isso.

Whinstone se formou a partir de uma discussão na Chipotle sobre alguns burritos há apenas quatro anos, de acordo com Harris, onde ele e três outros (Jason Les, Ashton Harris e David Schatz) concentraram toda a atenção na mineração de Bitcoin, apesar de nenhum deles ter experiência anterior com operações de mineração em grande escala. Foi uma jornada e um processo de aprendizado - Harris credita seu sucesso ao entrelaçamento de suas operações expansivas com a comunidade local, abraçando a população e se envolvendo na melhoria dos padrões de vida de seus funcionários e da comunidade de Rockdale.

Informação adicional

A recompensa do bloco é atualmente de 6.25 bitcoins e será reduzida em 50% a cada 210,000 blocos. Cada bloco é adicionado ao livro-razão a cada 10 minutos em média, o que equivale a cerca de quatro anos para que a recompensa do bloco seja reduzida. Este é o infame limite de fornecimento controlado de 21,000,000 bitcoins que limita o número total de bitcoins a circular. Estima-se que até o ano de 2140, todos os bitcoins serão minerados e a recompensa do bloco consistirá apenas em taxas de transação que, em teoria, serão suficientes para pagar os mineradores por seu trabalho na segurança da rede.

Este é um post convidado de Okada. As opiniões expressas são inteiramente próprias e não refletem necessariamente as da BTC, Inc. ou da Bitcoin Magazine.

• Coinsmart. A melhor troca de Bitcoin e criptografia da Europa.
• Platoblockchain. Inteligência Metaverso Web3. Conhecimento Ampliado. ACESSO LIVRE.
• CryptoHawk. Radar Altcoin. Teste grátis.
• Fonte: https://bitcoinmagazine.com/business/guide-to-immersion-cooling-bitcoin-mining