Notranje potopno hlajenje: prednosti in slabosti hitro rastoče prakse rudarjenja bitcoinov

Potopno hlajenje se je pojavilo kot hitro razvijajoča se tehnika za povečanje učinkovitosti opreme za rudarjenje bitcoinov, pri čemer je treba upoštevati številne prednosti, slabosti in podrobnosti.

Scottova rudarska konferenca, ki je 7. in 8. februarja gostoval v Round Rocku v Teksasu, je predstavil panel z naslovom “Immersion” s petimi panelisti: David Branscum (direktor poslovnega razvoja pri Potopno hlajenje Midas), Justin Podhola (ustanovitelj in izvršni direktor podjetja Elite Mining Inc.), Scot Johnson (izvršni direktor podjetja Digitalna lopata), Jonathan Yuan (lastnik Coin Heated LLC) in Gary Testa (predsednik in izvršni direktor Izdelane tekočine); moderiral pa ga je Tone Vays (gostitelj Nezavzeta konferenca in navdušen Bitcoiner).

Udeleženci panela so se splošno strinjali, da je potopno hlajenje prihodnost rudarjenja bitcoinov, in v nadaljevanju je povzetek omenjenega panela z lahkim uvodom v rudarjenje za nepoznavalce.

Rudarjenje bitcoinov na prvi pogled

Rudarjenje v omrežju Bitcoin je postopek dodajanja transakcij v odprto knjigo, znano kot veriga blokov, in zavarovanja zgodovine teh transakcij na tak način, da je spreminjanje te knjige s strani katerega koli subjekta računsko, energijsko in finančno nepraktično.

Rudarjenje bitcoinov poteka predvsem z ASIC (integriranim vezjem, specifičnim za aplikacijo), pogovorno znanim kot "rudarska naprava" za en sam računalniški sistem, ki skuša rešiti računalniško težaven problem, ki ga bo omrežje sprejelo. Rudarji bitcoinov tekmujejo med seboj za rudarjenje naslednjega bloka v verigi blokov in protokol uspešnemu rudarju nagrajuje subvencijo za blok, trenutno 6.25 bitcoina (ta koncept je razširjen v razdelku »Dodatne informacije« spodaj), kot tudi katero koli omrežje. transakcijske provizije, vključene v ta blok.

Postopek izračuna razpršitve SHA-256, ki naj bi jo sprejelo omrežje, računsko težko težavo, ki jo poskušajo rešiti rudarji, namerno zahteva veliko sredstev.

Medtem ko ta proces deluje tako, da omeji število blokov, najdenih vsak dan, rudarje tudi prisili, da »dokažejo«, da je bilo njihovo računalniško delo opravljeno pošteno in pravilno v skladu s pravili protokola, preden so bloki dodani v knjigo – kar je znano kot dokaz delo. Rudarji, ki varujejo omrežje Bitcoin z uporabo ASIC-jev z dokazilom o delu, omogočajo pošteno in naključno razširjanje novih kovancev na decentraliziran način, v nasprotju z drugimi metodami za zaščito protokolov, kot je dokazilo o vložku, ki delujejo posebej za nagrajevanje najbogatejših članov omrežja. V protokolu bitcoina kiti – veliki imetniki bitcoinov – ne prejmejo nagrad niti ne služijo za zaščito omrežja zgolj na podlagi svojega kopičenja bitcoinov.

Čeprav je ta razlaga rudarjenja bitcoinov močno skrajšana, je osnovni koncept predstavljen in lahko začnemo preučevati zračno hlajene in potopno hlajene rudarske sisteme.

Opomba: Spodaj sta izraza »ASIC« in »rudarska naprava« zamenljiva. Udeleženci panela so razpravljali le o namestitvi in ​​prednostih »enofaznega« potopnega hlajenja.

Zračno ali potopno hlajenje za rudarje bitcoinov

Na splošno so rudarske naprave zasnovane z visokohitrostnimi ventilatorji, ki prisilijo zračni tok skozi notranje komponente ASIC-a za aktivno hlajenje hashboardov – računalniških čipov, ki hišejo dan in noč, da bi rešili prej omenjeno računsko težko težavo.

Energijo, porabljeno na izračun razpršitve, je mogoče narediti učinkovitejše in zmanjšati skupne operativne stroške rudarja, če lahko nastavitev učinkovito odvaja toploto, ki jo ustvarjajo razpršilne plošče. Glavni cilj pri hlajenju rudarskih naprav je zagotoviti največ hlajenja z najmanjšimi možnimi stroški. »Zračno hlajeno« rudarjenje Bitcoinov je tradicionalna in preprosta metoda upravljanja ogrevanja in hlajenja rudarskih naprav z ventilatorji za prezračevanje in navadnim, atmosferskim zrakom.

»Potopno hlajeno« rudarjenje Bitcoin deluje tudi za upravljanje ogrevanja in hlajenja rudarskih naprav, vendar z obtočnimi črpalkami in posebnimi tekočinami, ki so zasnovane za delo z elektroniko namesto zraka.

Spodaj so slikovni primeri zračno hlajenih in potopno hlajenih sistemov:

Potopitev je praksa popolnega potopitve ali potopitve rudarske naprave v toplotno prevodno tekočino z večjimi izolacijskimi lastnostmi kot običajni zrak. Morda je sprva nerazumljivo, da potopite vašo napajano elektronsko rudarsko napravo v posebej zasnovano tekočino, ki omogoča večji odvzem toplote iz vedno vročih in zgoščenih računalniških čipov.

ASIC lahko zgoščuje učinkoviteje, če ima stalne, optimalne temperature, in dlje časa rudari bitcoine s pomočjo posebej zasnovanih tekočin, ki odvajajo toploto. Predstavljajte si, da se morate po teku ohladiti – hitreje in učinkoviteje bi bilo, če bi se potopili v hladen vodni bazen, kot da bi samo stali zunaj, da bi vas zrak postopoma ohladil.

Enak miselni postopek je mogoče uporabiti za računalniške čipe ASIC, ki se morajo ohladiti. Tekočina ima večjo zmogljivost prenosa toplote kot zrak, zato je idealen hladilni medij. Rudarji se ukvarjajo predvsem z doseganjem optimalnega pretoka zraka ali dielektrične tekočine preko hashboardov. Hladilni medij potuje po oddajniku toplote hladilniki na posameznih čipih in prenaša toplotno energijo iz toplejše površine (hladilno telo čipa) na hladnejšo snov (zrak ali tekočino) – tako ohranja potrebne temperature za vzdrževanje pravilnega delovanja čipa. Tekočine so veliko bolj učinkovite pri prenosu toplote stran od vira toplote v primerjavi z zrakom na lestvici od 1,200-krat ali večjo zmogljivost.

Kot pri kateri koli elektroniki sčasoma tudi ASIC sčasoma podleže svoji nenehni prisili zgoščevanja in ne uspe, kar se ustrezno imenuje "stopnja smrti" ali "stopnja odpovedi" rudarskih naprav. Simptomi visokih, dolgotrajnih delovnih temperatur, ki povzročijo trajne poškodbe čipov, vključujejo toplotni pobeg preko povečanih tokov uhajanja, višje napaka kvantizacije hitrost zaradi nepovratnega zmanjšanja razmerja signal/šum pregrevanje tranzistorjev in dodatne izguba nadzora tranzistorja. Zmanjševanje umrljivosti svojih naprav z optimizacijo ogrevanja in hlajenja bo posledično prineslo dodaten dobiček. Tu lahko potopno hlajenje pomaga zmanjšati stopnjo umrljivosti, da izkoristi dolgo življenjsko dobo rudarske opreme in vrne prihranke nazaj v proračun rudarjev.

Ime rudarske igre je učinkovito skaliranje operacij z minimalnimi dodatnimi stroški, tako da je spretnost skaliranja operacije rudarjenja Bitcoin oblika umetnosti, izražena v mediju brezglavih stroškov.

Prednosti potopnega hlajenja

Kot že omenjeno, lahko potopno hlajenje zmanjša smrtnost svojih rudarskih ploščadi. Potopno hlajenje omogoča tudi lažji overclocking ASIC, prakso, ki vključuje povečanje terahašev na sekundo (TH/s) rudarske naprave, vendar bo podobno povečala porabo energije in proizvodnjo toplote.

Brez sredstev za ustrezno ublažitev dodatne toplotne obremenitve lahko ASIC postane nezanesljiv ali popolnoma odpove. Na primer, vnaprej konfiguriran ASIC, določen za 100 TH/s pri 3,000 vatih, bi lahko overclockali na 140 TH/s, vendar pri 5,000 vatih, kar pomeni, da se je vaša skupna stopnja zgoščevanja na ASIC povečala, vendar se je povečala tudi vaša energija, porabljena na terahash na sekundo. Natančna nastavitev mehanizma za overclocking lahko povzroči optimalno energijsko učinkovitost zgoščevanja.

S povečanjem moči zgoščevanja na ASIC ob žrtvovanju dodatne porabe energije lahko dejansko prihranite denar pri zmanjšanju celotnega odtisa rudarske opreme. Na primer, 1 megavat moči lahko oskrbuje 333 zračno hlajenih rudarskih naprav s predhodno konfigurirano 3,000 vati vsake, medtem ko lahko s pomočjo potopno hlajenega overclockinga ta 1 megavat moči oskrbuje 200 ali 250 rudarskih naprav s 4,000 ali 5 vati vsaka, ustvarjanje prihrankov pri stroških z zahtevami manj rudarskih naprav na megavat. Poleg tega zmanjšanje količine rudarjev prav tako zmanjša zahteve glede velikosti objektov in zmanjša potrebe po osebju na kraju samem. Povečanje moči zgoščevanja omogoča več možnosti za zaslužek več bitcoinov in s tem nadaljevanje operacij skaliranja.

Druga prednost potopno hlajenega rudarjenja je odprava nabiranja zračnih delcev na rudarskih čipih, ki sčasoma poslabšajo zmogljivost rudarske opreme, če se ne redno čisti. Ker se delci kopičijo na površini čipa, čip vse bolj ne more učinkovito oddajati toplote in vzdrževati delovanja. Ti zračni delci se običajno v zračno hlajenih sistemih do določene mere filtrirajo, ne pa v celoti. Zračni filtri lahko odstranijo delce samo do določene velikosti na podlagi ocene filtra, višje ocene filtra pa povzročijo večje padce tlaka na omenjenih filtrih, kar lahko ASIC zmanjša potrebnega pretoka zraka za uspešno delovanje brez povečanja motorjev sesalnih ali izpušnih ventilatorjev in posledično električni stroški za povečane motorje. Potopno hlajeno rudarjenje je delno zaprt proces, ki ohranja ASIC lepe, čiste in na splošno varnejše, medtem ko zračno hlajeno rudarjenje vzame vse, kar je v zraku, in ga prenese skozi ASIC, kot so prašni delci, cvetni prah in ostanki smoga.

Dodatna prednost odprave kopičenja delcev s potopnim hlajenjem je lahko postavitev trgovine v geografskih okoljih z atmosferskim zrakom nizke kakovosti, ki bi sicer v zračno hlajenih nastavitvah hitreje poškodoval računalniške čipe kot običajno. Območja z ekstremnimi podnebji, vendar obetajočimi viri energije, postanejo potencialno izvedljiva z izvajanjem rudarjenja s potopnim hlajenjem, kjer je rudarjenje z zračnim hlajenjem morda nesmiselno zaradi slabih atmosferskih razmer. Potopno hlajenje lahko še naprej premika meje rudarjenja v oddaljene regije, ki prej niso bile ugodne za zračno hlajene sisteme.

Včasih spregledan vidik pri rudarjenju je čisti hrup, ki ga ustvarja en sam ASIC, običajno v območju od 70 do 80 decibelov (dB) ali podoben zvoku sesalnika ... 24 ur na dan, sedem dni v tednu, vse celo leto. Zračno hlajene rudarske naprave je mogoče obložiti z materialom za dušenje zvoka, da zmanjšate hrup za približno 10 do 20 dB, če so dobro narejene. Vendar pa potopno hlajenje praktično odpravi neznosen hrup delovanja ASIC-jev do nezaznavnega hrupa v ozadju. To je lahko še posebej koristna prednost, če rudarite doma s sostanovalci ali pomembno drugo osebo in je širjenje hrupa zaskrbljujoče.

Poleg tega je potopno hlajenje okolju prijaznejši pristop k rudarjenju bitcoinov, saj je mogoče toploto, ki jo odvajajo ASIC-ji, popolnoma ponovno zajeti in uporabiti za ogrevanje vašega gospodinjska voda, bazen in talno sevalno ogrevanje kot nekaj primerov. Številna podjetja že izkoristijo to zavračanje toplote v obliki dopolnjevanja primarnih ogrevalnih sistemov, kot je npr. Wise Mining, Hotmine in Ming energija (avtor ne more preveriti kakovosti ali veljavnosti omenjenih podjetij in izdelkov).

Čeprav zagotovo ni potrebno integrirati rudarjenja bitcoinov s temi izvenšolskimi sistemi, je izgubljeno toploto iz rudarskih naprav dejansko mogoče izkoristiti za zmanjšanje stroškov, porabljenih za ogrevalne sisteme doma - prav tako bi lahko zaslužili nekaj denarja nazaj z energijo, porabljeno proti domu. ogrevanje.

Čeprav o tem na panelu ni bilo izrecno razpravljano, implementacija potopnega hlajenja pomeni zmanjšanje e-odpadkov zaradi zmanjšane stopnje okvare rudarske ploščadi. Na podlagi splošnega neutemeljena skrb, je zmanjševanje e-odpadkov neposredno povezano s povečanimi prihranki za rudarja. Kot smo že omenili, je zmanjševanje stroškov in negiranje nepotrebnih stroškov ključnega pomena pri povečanju operacij in povečanju dobička. Zaskrbljenost, da bodo zemeljska odlagališča preplavljena z e-odpadki iz rudarskih plošč, bi bila v neposrednem nasprotju s cilji, ki si jih prizadevajo doseči ti isti rudarji: stiskanje in raztezanje vseh zadnjih satošijev, porabljenih za vzdrževanje delovanja.

Če povzamemo, potopno hlajenje odpravlja kopičenje jedkih zračnih delcev in lahko ob pravilnem overclockingu celo podaljša življenjsko dobo rudarske naprave ter izčrpa dodatne terahaše na sekundo – kar učinkovito prihrani denar pri količini naprav, potrebnih za doseganje enakovredne stopnje razprševanja. zračno hlajenih rudarskih ploščadi. Po želji bi lahko odpadno toploto namenili tudi za povrnitev dodatnih prihrankov v žep rudarjev v obliki nižjih računov za komunalne storitve.

Seveda obstajajo tudi »slabosti« pri delu s potopnim hlajenjem, ki jih je treba temeljito pretehtati, preden se odločite, kateri hladilni sistem je najboljši za vašo nastavitev.

Slabosti potopnega hlajenja

Čeprav udeleženci panela niso temeljito razpravljali, morda celo prezrli, obstajajo pomanjkljivosti pri potopnem hlajenju, ki lahko ustrahujejo ali preprosto frustrirajo nove rudarje, ki želijo vstopiti v industrijo.

V preteklosti so bili stroški postavitve potopnih rudarskih naprav ekonomsko previsoki, vendar so postali donosnejši kot pred petimi ali šestimi leti. Kljub temu zahtevani vnaprejšnji kapital predstavlja izziv za tiste, ki se želijo potopiti v potopno hlajeno rudarjenje. Druga perspektiva tega pa je, da so komponente, kot je dielektrična tekočina, lahko drage, vendar jih je mogoče obravnavati kot obliko "zavarovanja", ki zagotavlja, da rudarska naprava deluje do največje možne pričakovane življenjske dobe.

Spreminjanje strojne opreme za potopno hlajenje zahteva razumevanje uporabljene tekočine in uporabljenih rudarskih ploščadi, saj lahko nekatere tekočine delujejo bolje z nekaterimi napravami kot druge tekočine in obratno. V praksi bo zasnova odvisna od aplikacije. Prav tako je preudarno zagotoviti ne le, da je tekočina združljiva s predlagano strojno opremo, temveč tudi, da je vdelana programska oprema, ki izvaja to strojno opremo, primerna. Brez predhodne raziskave združljivosti tekočine, vdelane programske opreme in strojne opreme ASIC morda ne bo deloval, ko je potopljen. Čeprav tehnično ni pomanjkljivost, lahko ta raziskovalni in razvojni korak odvrne rudarje, ki bi preprosto želeli priključiti rudarsko napravo in si to privoščiti.

Dimenzioniranje, izbira in načrtovanje potopno hlajenih komponent sistema, kot so cevi, rezervoarji in črpalke, zahteva dodatne raziskave in čas za nastavitev. Hladilni medij mora krožiti med rezervoarjem in izmenjevalnikom toplote z natančno določeno hitrostjo, sicer se lahko rudarska naprava pregreje. Če je pretok tekočine prepočasen, potem toplota ne bo ustrezno odvedena iz hladilnikov čipov in če je pretok tekočine prehiter, potem izmenjava toplote med čipom in tekočino ne bo primerna in ASIC se pregreje. Da ne omenjam, če rezervoar, črpalka in medsebojno povezani cevovodni sistem niso nepredušno zaprti, bo draga dielektrična tekočina puščala in potencialno izničila povečanje učinkovitosti zgoščevanja.

Zračno hlajene nastavitve prav tako potrebujejo inženirsko premišljenost pri dimenzioniranju, izbiri in oblikovanju prezračevalnih sistemov in kakršnih koli ohišij za zmanjšanje hrupa, vendar je potopno hlajenje relativno bolj zapleteno pri izvedbi za novinca v rudarjenju bitcoinov.

Na neki točki bo potrebno popravilo, vzdrževanje ali preprosto premikanje ASIC-a. Zaradi oljnih lastnosti neprevodne tekočine, ki se uporablja v aplikacijah za potopno hlajenje, bi bilo potrebno čiščenje snovi z opreme pred vzdrževanjem – na splošno precej neurejen korak, ki se mu izognemo pri zračno hlajenih rudarskih napravah. To je morda bolj podobno scenariju »izberi svoj strup« med čiščenjem nadležnega olja v nastavitvah potopnega hlajenja ali čiščenjem jedkih, finih delcev v nastavitvah zračnega hlajenja.

Sklepne misli

Če povzamemo, z zračno hlajenimi rudarskimi napravami je hitro in enostavno začeti, vendar imajo kompromise, ki jih mora pregledati vsak, ki se resno želi ukvarjati z rudarjenjem. Udeleženci panela so vse, ki lahko podpirajo priporočila za namestitev rudarske naprave, močno spodbudili, naj poskusijo domače rudarjenje. Če ne rudarite zaradi skaliranja, poskusite rudariti za globlje, praktično poznavanje omrežja Bitcoin v zakulisju, medtem ko zlagate ne-KYC bitcoin s premijo.

Zračno hlajeno rudarjenje bitcoinov morda ne bo zadostovalo za nenehno razvijajoče se energetsko zahtevne računalnike, so domnevali nekateri panelisti. Vse bolj napredna zasnova čipov lahko na koncu zahteva potopno hlajenje, če zrak ne more uspešno prenesti toplotne obremenitve naprave. Ker posamezne naprave za rudarjenje Bitcoinov in celotne operacije rudarjenja še naprej premikajo meje učinkovitosti zgoščevanja, lahko potopno hlajenje postane najbolj smiselna metoda za rudarje, da povečajo svoje skupne stopnje zgoščevanja in zmanjšajo skupne stroške. Poleg tega, ko se stroški strojne opreme povečajo, postane ponudba vrednosti potopnega hlajenja privlačnejša z maksimiranjem življenjske dobe rudarske opreme, kar bi v bistvu ostalo resnično za vedno.

Če se ukvarjate z rudarjenjem bitcoinov, se pridružite ustreznim dogodkom, klepetalnice in lokalno srečanja so ključnega pomena za učenje nasvetov in trikov industrije. Rim ni bil zgrajen v enem dnevu in tako rekoč vsi današnji veliki rudarji bitcoinov so nekoč začeli od nič. Druženje in mreženje s kolegi rudarji lahko oblikuje tudi potencialne poslovne partnerje, kot je lastnik zemljišča s poceni elektriko, vendar brez kapitala, ali izkušen rudar s pripravljenimi napravami, ki potrebujejo poceni elektriko in fizično infrastrukturo, ali tvegani kapitalist s finančnimi znanje in izkušnje, vendar pomanjkanje tehnične usmeritve. Ta srečanja so namenjena iskanju jina in janga, manjkajočega dela vaše uganke rudarjenja bitcoinov.

Zadnja opomba za nove rudarje, ki niso prepričani o rudarjenju bitcoinov kot uspešnem poklicu: generalni direktor Whinstone Chad Everett Harris je dal nekaj pozitivnih nasvetov za rudarje, ki jih zanima začetek lastnega rudarjenja, ko je pozdravil našo turistično skupino v rudarskem obratu Whinstone v Rockdaleu. Vsakdo lahko to stori.

Po Harrisovih besedah ​​je Whinstone nastal iz razprave v Chipotlu o nekaterih burritih šele pred štirimi leti, kjer so on in trije drugi (Jason Les, Ashton Harris in David Schatz) vso svojo pozornost usmerili v rudarjenje bitcoinov, čeprav nihče od njih ni imel predhodnih izkušenj z obsežna rudarska dela. To je bilo potovanje in proces učenja – Harris svoj uspeh pripisuje prepletanju svojih obsežnih dejavnosti z lokalno skupnostjo, sprejemanju prebivalstva in sodelovanju pri izboljšanju življenjskega standarda svojih zaposlenih in skupnosti Rockdale.

Dodatne informacije

Nagrada za blok trenutno znaša 6.25 bitcoina in se bo zmanjšala za 50 % na vsakih 210,000 blokov. Vsak blok se v povprečju doda v knjigo vsakih 10 minut, kar pomeni približno štiri leta, da se nagrada za blok zmanjša. To je zloglasna omejitev ponudbe 21,000,000 bitcoinov, ki omejuje skupno število bitcoinov v obtoku. Ocenjuje se, da bo do leta 2140 izrudarjen ves bitcoin, nagrada za blok pa bo sestavljena le iz provizij za transakcije, ki bodo teoretično zadostovale za plačilo rudarjem za njihovo delo pri varovanju omrežja.

To je gostujoča objava avtorja Okada. Izražena mnenja so v celoti njihova lastna in ne odražajo nujno mnenj BTC, Inc. ali Bitcoin Magazine.

• Coinsmart. Najboljša evropska borza bitcoinov in kriptovalut.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Razširjeno znanje. PROST DOSTOP.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Brezplačen preizkus.
• Vir: https://bitcoinmagazine.com/business/guide-to-immersion-cooling-bitcoin-mining