Внутреннее иммерсионное охлаждение: плюсы и минусы быстрорастущей практики майнинга биткойнов

Иммерсионное охлаждение стало быстро развивающимся методом повышения эффективности оборудования для майнинга биткойнов, при этом необходимо учитывать множество плюсов, минусов и деталей.

Горная конференция Скотта, проходившей 7 и 8 февраля в Раунд-Роке, штат Техас, была представлена ​​дискуссия под названием «Погружение» с пятью участниками: Дэвид Бранскум (директор по развитию бизнеса в Иммерсионное охлаждение Midas), Джастин Подхола (основатель и генеральный директор Элит Майнинг Инк.), Скот Джонсон (генеральный директор Цифровая лопата), Джонатан Юань (владелец ООО «Коин Хейтед») и Гэри Теста (президент и генеральный директор Специализированные жидкости); Модератором выступил Тон Вейс (ведущий Неконфискационная конференция и жадный Bitcoiner).

Участники дискуссии сошлись во мнении, что иммерсионное охлаждение — это будущее майнинга биткойнов, и ниже приводится краткое изложение этой панели с кратким введением в майнинг для непосвященных.

Биткойн-майнинг с первого взгляда

Майнинг в сети Биткойн — это процесс как добавления транзакций в открытый реестр, известный как блокчейн, так и защиты истории этих транзакций таким образом, что изменение этого реестра каким-либо одним лицом является вычислительно, энергетически и финансово нецелесообразным.

Добыча биткойнов в основном осуществляется с помощью ASIC (специализированная интегральная схема), в просторечии известной как «майнинговая установка» для одной компьютерной системы, которая пытается решить сложную в вычислительном отношении проблему, которую примет сеть. Биткойн-майнеры соревнуются друг с другом, чтобы добыть следующий блок в цепочке блоков, и протокол вознаграждает субсидию за блок успешному майнеру, в настоящее время 6.25 биткойна (эта концепция расширена в разделе «Дополнительная информация» ниже), а также любой сети. комиссия за транзакцию, включенная в этот блок.

Процесс вычисления хэша SHA-256, который должен быть принят сетью, сложный в вычислительном отношении вопрос, который пытаются решить майнеры, преднамеренно требует больших ресурсов.

Хотя этот процесс работает для ограничения количества блоков, находимых каждый день, он также вынуждает майнеров «доказывать», что их вычислительная работа была честно и правильно выполнена в соответствии с правилами протокола, прежде чем блоки будут добавлены в реестр — это в целом известно как доказательство работай. Майнеры, защищающие сеть Биткойн с помощью ASIC с помощью доказательства работы, позволяют честно и случайным образом распространять новые монеты децентрализованным образом, в отличие от других методов защиты протокола, таких как доказательство доли, которые специально работают для вознаграждения самых богатых участников сети. В протоколе Биткойн киты — крупные держатели биткойнов — не получают вознаграждения и не служат для защиты сети просто в силу накопления биткойнов.

Хотя это объяснение майнинга биткойнов сильно сокращено, основная концепция изложена, и мы можем приступить к изучению систем майнинга с воздушным и иммерсионным охлаждением.

Примечание. Термины «ASIC» и «майнинговая установка» ниже используются взаимозаменяемо. Участники дискуссии обсудили только установку и преимущества «однофазного» иммерсионного охлаждения.

Воздушное или иммерсионное охлаждение для биткойн-майнеров

Вообще говоря, фермы для майнинга спроектированы с высокоскоростными вентиляторами, нагнетающими поток воздуха через внутренние компоненты ASIC для активного охлаждения хеш-панелей — компьютерных чипов, которые хэшируют день и ночь, чтобы решить вышеупомянутую вычислительно сложную проблему.

Энергию, затрачиваемую на вычисление хэша, можно сделать более эффективной и снизить общие эксплуатационные расходы для майнера, если установка сможет эффективно отводить тепло, выделяемое хэш-панелями. Главной целью охлаждения майнинговых установок является обеспечение максимального охлаждения с наименьшими возможными затратами. Майнинг биткойнов с «воздушным охлаждением» — это традиционный и простой метод управления нагревом и охлаждением майнинговых ферм с помощью вентиляторов и обычного атмосферного воздуха.

Добыча биткойнов с «иммерсионным охлаждением» также работает для управления нагревом и охлаждением майнинговых установок, но с циркуляционными насосами и специальными жидкостями, предназначенными для работы с электроникой вместо воздуха.

Ниже приведены наглядные примеры систем с воздушным и погружным охлаждением:

Погружение — это практика полного погружения майнинговой установки в теплопроводящую жидкость с более высокими изоляционными свойствами, чем обычный воздух. Возможно, поначалу это покажется нелогичным, но погружение вашей заряженной электронной майнинговой установки в специально разработанную жидкость позволяет лучше отводить тепло от всегда горячих и хеширующих компьютерных чипов.

ASIC может производить хеширование более эффективно при постоянной оптимальной температуре и дольше продолжать добывать биткойны с помощью специально разработанных теплоотводящих жидкостей. Представьте, что после пробежки вам нужно остыть — быстрее и эффективнее погрузиться в прохладный бассейн с водой, чем просто стоять на улице, чтобы воздух постепенно охлаждал вас.

Тот же мыслительный процесс можно применить к компьютерным микросхемам ASIC, которым необходимо охладиться. Жидкость обладает большей теплопроводностью, чем воздух, что делает ее идеальной охлаждающей средой. Майнеры в первую очередь озабочены достижением оптимального расхода воздуха или диэлектрической жидкости над хэшбордами. Охлаждающая среда движется по теплоотводящей теплоотводы на отдельных чипах и передает тепловую энергию от более горячей поверхности (радиатора чипа) к более холодному веществу (воздуху или жидкости), поддерживая таким образом необходимые температуры для поддержания правильной работы чипа. Жидкости намного эффективнее отводят тепло от источника тепла по сравнению с воздухом. 1,200 раза или большую производительность.

Как и любая электроника с течением времени, ASIC в конечном итоге поддается постоянному принуждению к хэшированию и выходит из строя, что уместно называют «коэффициентом смертности» или «коэффициентом отказов» майнинговых установок. Симптомы высоких, продолжительных рабочих температур, которые приводят к необратимому повреждению стружки, включают: тепловой побег через повышенные токи утечки, более высокие ошибка квантования скорость из-за уменьшения отношения сигнал/шум, необратимо перегрев транзисторов и дополнительные потеря управления транзистором. Снижение уровня смертности своих установок за счет оптимизации нагрева и охлаждения, в свою очередь, принесет дополнительную прибыль. Именно здесь иммерсионное охлаждение может помочь снизить уровень смертности, чтобы извлечь выгоду из долговечности майнинговой установки и вернуть сэкономленные средства обратно в бюджет майнера.

Название майнинговой игры — эффективное масштабирование операций с минимальными дополнительными затратами, так что умение масштабировать операцию по добыче биткойнов — это форма искусства, выражающаяся в беспощадных расходах.

Преимущества иммерсионного охлаждения

Как уже упоминалось, иммерсионное охлаждение может снизить уровень смертности майнинг-ферм. Иммерсионное охлаждение также позволяет упростить разгон ASIC, практика, которая включает в себя увеличение количества терахэшей в секунду (TH/s) майнинговой установки, но также увеличивает энергопотребление и тепловыделение.

Без средств для надлежащего снижения дополнительной тепловой нагрузки ASIC может стать ненадежной или полностью выйти из строя. Например, предварительно сконфигурированный ASIC, рассчитанный на 100 TH/s при 3,000 Вт, может быть разогнан до 140 TH/s, но при 5,000 Вт, что означает, что ваша общая скорость хэширования на ASIC увеличилась, но также увеличилась и ваша энергия, затрачиваемая на терахеш в секунду. Точная настройка механизма разгона может привести к оптимальной эффективности хеширования.

Увеличивая мощность хэширования на ASIC, жертвуя при этом дополнительными затратами энергии, можно реально сэкономить деньги за счет уменьшения общей площади вашей майнинговой фермы. Например, 1 мегаватт мощности может обслуживать 333 установки для майнинга с воздушным охлаждением при предварительно настроенной мощности 3,000 Вт каждая, тогда как при разгоне с иммерсионным охлаждением этот 1 мегаватт мощности может обслуживать 200 или 250 установок для майнинга мощностью 4,000 или 5 Вт каждая. генерируя экономию средств, требуя меньше майнинговых установок на мегаватт. Кроме того, сокращение количества майнеров также снижает требования к размеру объекта и потребность в персонале на месте. Увеличение мощности хеширования дает больше возможностей заработать больше биткойнов и, следовательно, продолжить масштабирование операций.

Еще одним преимуществом майнинга с иммерсионным охлаждением является устранение накопления частиц воздуха на щепе для майнинга, что со временем ухудшает производительность майнинговой установки, если ее не очищать регулярно. По мере того, как твердые частицы накапливаются на поверхности чипа, чип становится все более неспособным эффективно излучать тепло и поддерживать работу. Эти частицы воздуха обычно в определенной степени отфильтровываются в системах с воздушным охлаждением, но не отфильтровываются полностью. Воздушные фильтры могут удалять частицы только до определенного размера в зависимости от рейтинга фильтра, а более высокие рейтинги фильтров вызывают большие перепады давления на указанных фильтрах, потенциально лишая ASIC необходимого воздушного потока для успешной работы без увеличения мощности двигателей всасывающего или вытяжного вентилятора, и следовательно, затраты на электроэнергию для двигателей увеличились. Майнинг с иммерсионным охлаждением — это полузакрытый процесс, который делает ASIC красивыми, чистыми и в целом более безопасными, тогда как майнинг с воздушным охлаждением берет все, что находится в воздухе, и пропускает его через ASIC, например, частицы пыли, пыльцу и остатки смога.

Дополнительным преимуществом устранения накопления твердых частиц с помощью иммерсионного охлаждения может быть создание магазина в географических условиях с некачественным атмосферным воздухом, который в противном случае ухудшил бы работу компьютерных микросхем быстрее, чем обычно, в установке с воздушным охлаждением. Места с экстремальным климатом, но перспективными источниками энергии становятся потенциально жизнеспособными благодаря внедрению майнинга с иммерсионным охлаждением, где майнинг с воздушным охлаждением может быть нецелесообразным из-за плохих атмосферных условий. Иммерсионное охлаждение может по-прежнему расширять границы добычи полезных ископаемых в отдаленных регионах, которые ранее были неблагоприятны для систем с воздушным охлаждением.

Иногда упускаемый из виду аспект в майнинге — это чистый шум, создаваемый одним ASIC, обычно в диапазоне от 70 до 80 децибел (дБ), или похожий на звук пылесоса… 24 часа в сутки, семь дней в неделю, все весь год. Горнодобывающие установки с воздушным охлаждением могут быть закрыты звукопоглощающим материалом, чтобы уменьшить шум примерно на 10–20 дБ, если все сделано правильно. Однако иммерсионное охлаждение практически сводит невыносимый шум работы ASIC до незаметного фонового шума. Это может быть особенно полезным преимуществом, если майнинг ведется дома с соседями по комнате или кем-то еще, а распространение шума вызывает беспокойство.

Кроме того, иммерсионное охлаждение является более экологичным подходом к добыче биткойнов, поскольку тепло, отводимое от ASIC, может быть полностью переработано и перенаправлено на отопление вашего дома. бытовая вода, бассейн и напольное лучистое отопление в качестве нескольких примеров. Ряд компаний уже извлекают выгоду из этого отвода тепла за счет дополнения систем первичного отопления, таких как Мудрый майнинг, Хотмайн и Мин Энерджи (автор не может проверить качество или действительность упомянутых компаний и продуктов).

Хотя, безусловно, нет необходимости интегрировать добычу биткойнов в эти внеклассные системы, выбрасываемое впустую тепло от майнинговых установок действительно можно использовать для сокращения расходов, затрачиваемых на домашние системы отопления, и можно также заработать немного денег на энергии, затраченной на дом. обогрев.

Хотя это и не обсуждалось на панели, внедрение иммерсионного охлаждения подразумевает сокращение электронных отходов из-за снижения частоты отказов майнингового оборудования. На основании в целом необоснованное беспокойство, минимизация электронных отходов напрямую связана с увеличением сбережений для майнера. Как упоминалось ранее, сокращение издержек и отказ от ненужных расходов имеют решающее значение для масштабирования операций и увеличения прибыли. Беспокойство о том, что свалки Земли будут переполнены электронными отходами майнинговых установок, было бы прямым нарушением целей, к которым стремятся те самые майнеры: выжимать и растягивать каждый последний сатоши, потраченный на поддержание работоспособности.

Напомним, иммерсионное охлаждение устраняет накопление агрессивных частиц воздуха и при правильном разгоне может даже продлить срок службы фермы для майнинга, а также выкачивать дополнительные терахэши в секунду — эффективно экономя деньги на количестве установок, необходимых для достижения эквивалентной скорости хэширования. майнинговых установок с воздушным охлаждением. При желании тепловые потери также можно было бы перенаправить на возврат дополнительных сбережений в карманы майнера в виде уменьшения счетов за коммунальные услуги.

Конечно, у работы с иммерсионным охлаждением есть и «минусы», которые необходимо тщательно рассмотреть, прежде чем принимать решение о том, какая система охлаждения лучше всего подходит для вашей установки.

Недостатки иммерсионного охлаждения

Несмотря на то, что участники дискуссии подробно не обсуждали, а, может быть, даже умалчивали, у иммерсионного охлаждения есть недостатки, которые могут отпугнуть или просто разочаровать новых майнеров, стремящихся попасть в отрасль.

Исторически стоимость установки установок для иммерсионного майнинга была экономически непомерно высокой, но теперь она стала более прибыльной, чем пять или шесть лет назад. Тем не менее, требуемый первоначальный капитал представляет собой проблему для тех, кто хочет окунуться в майнинг с иммерсионным охлаждением. Другая точка зрения на это, однако, заключается в том, что такие компоненты, как диэлектрическая жидкость, могут быть дорогими, но их можно рассматривать как форму «страховки», гарантирующую, что установка для майнинга будет работать с максимально возможным ожидаемым сроком службы.

Модификация оборудования для иммерсионного охлаждения требует понимания как используемой жидкости, так и используемого оборудования для майнинга, поскольку некоторые жидкости могут лучше работать с одними установками, чем с другими жидкостями, и наоборот. На практике конструкция будет зависеть от приложения. Также разумно убедиться, что жидкость не только совместима с предлагаемым оборудованием, но и что прошивка, на которой работает это оборудование, подходит. Без предварительного исследования совместимости жидкости, прошивки и оборудования ASIC может не работать после погружения. Хотя с технической точки зрения это не является недостатком, этот этап исследований и разработок может оттолкнуть майнеров, которые просто захотят подключить майнинг-ферму и положить этому конец.

Определение размеров, выбор и проектирование компонентов системы с иммерсионным охлаждением, таких как трубопроводы, резервуары и насосы, требуют дополнительных исследований и времени на настройку. Охлаждающая среда должна рециркулировать между резервуаром и теплообменником с определенной скоростью, иначе установка для майнинга 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 герметизированы, то произойдет утечка дорогостоящей диэлектрической жидкости, что потенциально сведет на нет повышение эффективности хеширования.

Установки с воздушным охлаждением также требуют инженерной предусмотрительности при определении размеров, выборе и проектировании систем вентиляции и любых звукопоглощающих кожухов, но иммерсионное охлаждение является относительно более сложным в реализации для начинающего биткойн-майнера.

В какой-то момент потребуется ремонт, техническое обслуживание или просто перемещение ASIC. Из-за маслянистых характеристик непроводящей жидкости, используемой в приложениях для иммерсионного охлаждения, потребуется очистка оборудования от вещества перед техническим обслуживанием — в целом довольно грязный шаг, которого избегают с установками для майнинга с воздушным охлаждением. Это, возможно, больше похоже на сценарий «выбери свой яд» между очисткой раздражающего масла в установках с иммерсионным охлаждением или очисткой от агрессивных мелких частиц в установках с воздушным охлаждением.

Заключительные мысли

Таким образом, майнинговые установки с воздушным охлаждением можно быстро и легко начать, но они сопряжены с компромиссами, которые должны быть рассмотрены каждым, кто серьезно хочет заняться майнингом. Участники дискуссии настоятельно призвали всех, кто может поддержать рекомендации по установке майнинговой установки, попробовать домашний майнинг. Если вы не занимаетесь майнингом ради масштабирования, попробуйте добывать более глубокие практические знания о сети Биткойн за кулисами, в то же время накапливая не-KYC биткойн с премией.

Некоторые участники дискуссии предположили, что добычи биткойнов с воздушным охлаждением может быть недостаточно для постоянно развивающихся и требовательных к энергии компьютеров. Все более совершенная конструкция чипа может в конечном итоге потребовать иммерсионного охлаждения, если воздух не может справиться с тепловой нагрузкой установки. Поскольку отдельные установки для майнинга биткойнов и целые майнинговые операции продолжают раздвигать пределы эффективности хеширования, иммерсионное охлаждение может стать для майнеров наиболее значимым методом увеличения их общей скорости хеширования и сокращения 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, что, по сути, останется верным навсегда.

Если вы занимаетесь майнингом биткойнов, присоединяйтесь к соответствующим мероприятиям, чат-группы и местный Meetups являются жизненно важными инструментами в изучении советов и приемов отрасли. Рим не был построен за один день, и практически все крупные биткойн-майнеры сегодня когда-то тоже начинали с нуля. Общение и налаживание связей с коллегами-майнерами также могут стать потенциальными деловыми партнерами, такими как землевладелец с дешевым электричеством, но не имеющий капитала, или опытный майнер с готовыми буровыми установками, нуждающийся в дешевом электричестве и физической инфраструктуре, или венчурный капиталист с финансовой ноу-хау, но отсутствие технической ориентации. Эти встречи посвящены тому, чтобы найти инь и янь, недостающую часть головоломки для майнинга биткойнов.

И последнее замечание для новых майнеров, не уверенных в том, что майнинг биткойнов является жизнеспособной профессией: генеральный директор Whinstone Чад Эверетт Харрис дал несколько положительных советов майнерам, заинтересованным в начале собственного майнинга, когда он приветствовал нашу экскурсионную группу на майнинговом предприятии Whinstone в Рокдейле. Любой может это сделать.

По словам Харриса, Уинстон сформировался в результате обсуждения буррито в Chipotle всего четыре года назад, когда он и трое других (Джейсон Лес, Эштон Харрис и Дэвид Шац) сосредоточили все свое внимание на добыче биткойнов, несмотря на то, что ни у кого из них не было опыта работы с биткойнами. крупномасштабные горные работы. Это было путешествие и процесс обучения — Харрис приписывает свой успех переплетению своей обширной деятельности с местным сообществом, охвату населения и участию в повышении уровня жизни как своих сотрудников, так и сообщества Рокдейла.

Дополнительная информация

Награда за блок в настоящее время составляет 6.25 биткойнов и будет уменьшаться на 50% каждые 210,000 10 блоков. Каждый блок добавляется в реестр в среднем каждые 21,000,000 минут, что соответствует примерно четырем годам, когда вознаграждение за блок сокращается. Это печально известный лимит в 2140 XNUMX XNUMX биткойнов, который ограничивает общее количество биткойнов, когда-либо находящихся в обращении. Предполагается, что к XNUMX году весь биткойн будет добыт, а вознаграждение за блок будет состоять только из комиссий за транзакции, которых теоретически будет достаточно, чтобы заплатить майнерам за их работу по обеспечению безопасности сети.

Это гостевой пост Окада. Высказанные мнения являются полностью их собственными и не обязательно отражают точку зрения BTC, Inc. или Bitcoin Magazine.

• Коинсмарт. Лучшая в Европе биржа биткойнов и криптовалют.
• Платоблокчейн. Интеллект метавселенной Web3. Расширение знаний. БЕСПЛАТНЫЙ ДОСТУП.
• КриптоХок. Альткоин Радар. Бесплатная пробная версия.
• Источник: https://bitcoinmagazine.com/business/guide-to-immersion-cooling-bitcoin-mining.