Inuti nedsänkningskylning: För- och nackdelarna med Bitcoin Minings snabbt växande praxis

Nedsänkningskylning har dykt upp som en snabbt utvecklande teknik för att öka effektiviteten i bitcoin gruvriggar, med många fördelar, nackdelar och detaljer att ta hänsyn till.

Scotts gruvkonferens, värd i Round Rock, Texas den 7 och 8 februari, innehöll en panel med titeln "Immersion" med fem paneldeltagare: David Branscum (direktör för affärsutveckling vid Midas Immersion Kylning), Justin Podhola (grundare och VD för Elite Mining Inc.), Scot Johnson (VD för Digital spade), Jonathan Yuan (ägare av Coin Heated LLC) och Gary Testa (VD och koncernchef för Konstruerade vätskor); och det modererades av Tone Vays (värd för Okonfiskerbar konferens och ivrig bitcoin).

Paneldeltagarna var allmänt överens om att nedsänkningskylning är framtiden för Bitcoin-gruvdrift, och följande är en sammanfattning av panelen med en lätt introduktion till gruvdrift för de oinitierade.

Bitcoin Mining i en överblick

Mining på Bitcoin-nätverket är processen att både lägga till transaktioner till den öppna huvudboken, känd som blockkedjan, och säkra historiken för dessa transaktioner på ett sådant sätt att det är beräkningsmässigt, energiskt och ekonomiskt opraktiskt att modifiera huvudboken av en enhet.

Bitcoin-brytning sker i första hand med en ASIC (applikationsspecifik integrerad krets), i dagligt tal känd som en "gruvrigg" för ett enda datorsystem, som försöker lösa ett beräkningssvårt problem som nätverket kommer att acceptera. Bitcoin-gruvarbetare tävlar med varandra för att bryta nästa block i blockkedjan och protokollet belönar blocksubventionen till den framgångsrika gruvarbetaren, för närvarande 6.25 bitcoin (det här konceptet utökas i avsnittet "Ytterligare information" nedan) , såväl som alla nätverk transaktionsavgifter som ingår i det blocket.

Processen att beräkna en SHA-256-hash som ska accepteras av nätverket, det beräkningssvåra problem som gruvarbetare försöker lösa, är avsiktligt resurskrävande.

Även om den här processen arbetar för att begränsa antalet block som hittas varje dag, tvingar den också gruvarbetare att "bevisa" att deras beräkningsarbete utfördes rättvist och korrekt enligt reglerna i protokollet innan block läggs till i redovisningen – helt och hållet känd som bevis för arbete. Gruvarbetare som säkrar Bitcoin-nätverket med hjälp av ASICs genom bevis på arbete tillåter rättvis och slumpmässig spridning av nya mynt på ett decentraliserat sätt, till skillnad från andra protokollsäkrande metoder som bevis på insats, som specifikt arbetar för att belöna de rikaste medlemmarna i nätverket. I Bitcoins protokoll får valar - stora bitcoininnehavare - inte belöningar eller tjänar till att skydda nätverket helt enkelt på grund av deras bitcoin-ackumulering.

Även om denna förklaring av Bitcoin-gruvdrift är kraftigt förkortad, är kärnkonceptet lagt ut och vi kan börja undersöka luftkylda och nedsänkningskylda gruvsystem.

Obs: Termerna "ASIC" och "gruvrigg" används omväxlande nedan. Paneldeltagarna diskuterade bara installationen och fördelarna med "enfas" nedsänkningskylning.

Luft mot nedsänkningskylning för Bitcoin-gruvarbetare

Generellt sett är gruvriggar designade med höghastighetsfläktar som tvingar luftflödet över ASIC:s interna komponenter för att aktivt kyla hashboards - datorchipsen som hashar dag och natt för att lösa det ovannämnda beräkningssvåra problemet.

Energiförbrukningen per hashberäkning kan göras mer effektiv och minska de totala driftskostnaderna för gruvarbetaren om installationen effektivt kan ta bort värme som genereras av hashboards. Det övergripande målet med att kyla gruvriggar är att ge mest kyla till lägsta möjliga kostnad. "Luftkyld" Bitcoin-brytning är den traditionella och enkla metoden att hantera uppvärmning och kylning av sina gruvriggar med ventilationsfläktar och vanlig, atmosfärisk luft.

"Immersion-kyld" Bitcoin gruvdrift fungerar också för att hantera uppvärmning och kylning av gruvriggar, men med cirkulationspumpar och speciella vätskor designade för att arbeta med elektronik i stället för luft.

Nedan är bildexempel på luftkylda och nedsänkta system:

Nedsänkning är metoden att helt nedsänka, eller nedsänka, gruvriggen i en termiskt ledande vätska med bättre isolerande egenskaper än vanlig luft. Kanske kontraintuitivt till en början, att dunka ner din energidrivna elektroniska gruvrigg i en specialdesignad vätska möjliggör större värmeavlägsnande från de alltid varma och hasande datorchipsen.

ASIC kan hasha mer effektivt om den ges konstanta, optimala temperaturer och fortsätta att bryta bitcoin längre med hjälp av specialdesignade, värmeavlägsnande vätskor. Föreställ dig att du behöver svalka dig efter att ha gått en joggingtur – det skulle vara snabbare och effektivare att sänka dig i en sval vattenpöl än att bara stå utanför för att luften gradvis ska kyla ner dig.

Samma tankeprocess kan tillämpas på ASIC-datorchips som behöver kylas ner. Vätska har större värmeöverföringskapacitet än luft, vilket gör det till ett idealiskt kylmedium. Gruvarbetare är i första hand angelägna om att uppnå ett optimalt flöde av luften eller den dielektriska vätskan över hashboards. Kylmediet färdas över värmeavledningen värme sjunker på de individuella chipsen och överför termisk energi från den hetare ytan (chipets kylfläns) till det kallare ämnet (luften eller vätskan) – och bibehåller på så sätt de nödvändiga temperaturerna för att upprätthålla korrekt chipdrift. Vätskor är mycket effektivare för att föra bort värme från värmekällan jämfört med luft på skalan av 1,200 gånger eller högre prestanda.

Som med alla elektroniska enheter över tid, dukar ASIC så småningom för sin konstanta hash-tvång och misslyckas, lämpligen kallad "dödsfrekvensen" eller "felfrekvensen" för gruvriggarna. Symtom på höga, långvariga driftstemperaturer som resulterar i permanent spånskada inkluderar termisk flykt via ökade läckströmmar, högre kvantiseringsfel frekvens på grund av minskande signal-brusförhållande, irreversibelt överhettande transistorer och ytterligare förlust av transistorkontroll. Att minska dödligheten för ens riggar genom uppvärmnings- och kyloptimeringar kommer i sin tur att leda till ytterligare vinster. Det är här nedsänkningskylning kan hjälpa till att minska dödligheten för att dra nytta av gruvriggens livslängd och återföra besparingar till gruvarbetarens budget.

Namnet på gruvspelet är att effektivt skala operationer med minimala extra kostnader, så att skickligheten att skala en Bitcoin-gruvdrift är en form av konst, uttryckt i mediet av mördande utgifter.

Fördelarna med nedsänkningskylning

Som nämnts kan nedsänkningskylning minska dödligheten för ens gruvriggar. Nedsänkningskylning möjliggör också enklare överklockning av ASIC, en praxis som innebär att gruvriggens terahashes per sekund (TH/s) ökar, men som på samma sätt ökar strömförbrukningen och värmegenereringen.

Utan ett sätt att mildra den extra värmebelastningen på rätt sätt kan ASIC bli opålitlig eller misslyckas helt. Till exempel kan en förkonfigurerad ASIC specificerad för 100 TH/s vid 3,000 140 watt överklockas till 5,000 TH/s men vid XNUMX XNUMX watt, vilket betyder att din totala hashhastighet per ASIC har ökat, men din energiförbrukning per terahash per sekund har också ökat. Finjustering av överklockningsmekanismen kan resultera i optimal hasheffekteffektivitet.

Genom att öka hashkraften per ASIC samtidigt som du offra ytterligare energiförbrukning kan pengar faktiskt sparas på att minska ditt totala fotavtryck för gruvriggar. Till exempel kan 1 megawatt effekt tjäna 333 luftkylda gruvriggar på de förkonfigurerade 3,000 1 watt vardera, medan den 200 megawatt kraft kan tjäna 250 eller 4,000 gruvriggar på 5 000 eller XNUMX XNUMX watt vardera, genom nedsänkningskyld överklockning, genererar kostnadsbesparingar genom att kräva färre gruvriggar per megawatt. Dessutom minskar en minskning av antalet gruvarbetare också kraven på anläggningens storlek och minskar personalbehoven på plats. Att öka hashkraften ger större möjlighet att tjäna mer bitcoin och därför fortsätta skalningsoperationer.

En annan fördel med nedsänkningskyld gruvdrift är elimineringen av luftpartikeluppbyggnad på gruvflisen, vilket försämrar gruvriggens prestanda över tid om den inte rengörs regelbundet. Eftersom partiklar ansamlas på spånets yta, är chipet alltmer oförmöget att effektivt utstråla värme och upprätthålla driften. Dessa luftpartiklar filtreras vanligtvis bort till viss del i luftkylda system, men filtreras inte bort helt. Luftfilter kan endast eliminera partiklar till en viss storlek baserat på filterklassificeringen, och högre filterklassificeringar inducerar större tryckfall över filtren, vilket potentiellt svälter ASIC-systemet på det nödvändiga luftflödet för framgångsrik drift utan att också höja insugs- eller frånluftsfläktmotorerna, och följaktligen elektriska kostnader för de ökade motorerna. Nedsänkt gruvdrift är en semi-sluten process som håller ASIC:er snygga, rena och generellt sett säkrare, medan luftkyld gruvdrift tar allt som finns i luften och passerar det genom ASIC, såsom dammpartiklar, pollen och smogrester.

En ytterligare fördel med att eliminera partikeluppbyggnad genom nedsänkningskylning kan vara att etablera sig i geografiska miljöer med lågkvalitativ atmosfärisk luft som annars skulle försämra datorchipsen snabbare än normalt i en luftkyld installation. Platser med extrema klimat men lovande energikällor görs potentiellt livskraftiga genom implementering av nedsänkningskyld gruvdrift där luftkyld gruvdrift kan vara orimlig på grund av dåliga atmosfäriska förhållanden. Nedsänkningskylning kan fortsätta att flytta gränserna för gruvdrift till avlägsna regioner som tidigare skulle ha varit ogynnsamma för luftkylda system.

En ibland förbisedd aspekt inom gruvdrift är det rena bruset som genereras av en enda ASIC, vanligtvis i området 70 till 80 decibel (dB), eller liknande ljudet från en dammsugare... 24 timmar om dygnet, sju dagar i veckan, allt året runt. Luftkylda gruvriggar kan omslutas med ljuddämpande material för att minska bullret med cirka 10 till 20 dB, om det görs bra. Emellertid eliminerar nedsänkningskylning praktiskt taget det outhärdliga driftsbruset från ASIC:er till ett oupptäckbart bakgrundsljud. Detta kan vara en särskilt användbar fördel om gruvdrift hemma med rumskamrater eller en betydande annan och bullerspridning är ett problem.

Dessutom är nedsänkningskylning ett grönare tillvägagångssätt för Bitcoin-brytning eftersom värmeavstötningen från ASIC:erna helt kan återfångas och återanvändas för att värma din hushållsvatten, pool och golvvärme som några exempel. Ett antal företag kapitaliserar redan på detta värmeavvisande i form av kompletterande primärvärmesystem, som t.ex Wise Mining, Hotmine och Ming energi (författaren kan inte verifiera kvaliteten eller giltigheten hos de företag och produkter som nämns).

Även om det verkligen inte är nödvändigt att integrera Bitcoin-gruvdrift med dessa extracurricular system, kan den bortkastade värmen från gruvriggarna verkligen utnyttjas för att minska utgifterna som spenderas på hemuppvärmningssystem - och man kan lika gärna tjäna lite pengar tillbaka på energin som förbrukas mot hemmet uppvärmning.

Även om det inte uttryckligen diskuteras i panelen, innebär implementeringen av nedsänkningskylning minskat e-avfall på grund av en minskad gruvriggfelfrekvens. Baserat på ett allmänt ogrundad oro, är minimering av e-avfall direkt korrelerad med ökade besparingar för gruvarbetaren. Som tidigare nämnts är det avgörande att minska kostnaderna och förneka onödiga utgifter för att skala verksamheten och öka vinsten. Oro för att jordens soptippar kommer att svämma över med e-avfall från gruvriggar skulle strida direkt mot de mål som samma gruvarbetare försöker uppnå: att klämma ihop och sträcka ut varenda satoshi som spenderas på att upprätthålla drifttiden.

Sammanfattningsvis eliminerar nedsänkningskylning ansamling av frätande luftpartiklar och, när den är korrekt överklockad, kan den till och med förlänga gruvriggens driftslivslängd samt pumpa ut extra terahashes per sekund – vilket effektivt sparar pengar på den mängd riggar som krävs för att uppnå en motsvarande hashhastighet av luftkylda gruvriggar. Om man önskar kan värmeavfallet också återanvändas för att återföra ytterligare besparingar till gruvarbetarens fickor i form av minskade elräkningar.

Naturligtvis finns det också "nackdelar" med att arbeta med nedsänkningskylning som måste övervägas noggrant innan du bestämmer vilket kylsystem som är bäst för din installation.

Nackdelar med nedsänkningskylning

Även om det inte diskuteras grundligt av paneldeltagarna, kanske till och med försvann, finns det nackdelar med nedsänkningskylning som kan skrämma eller helt enkelt frustrera nya gruvarbetare som vill komma in i branschen.

Historiskt sett var kostnaderna för att sätta upp riggar för nedsänkning av gruvdrift ekonomiskt oöverkomliga men har blivit mer lukrativa än vad som var fallet för fem eller sex år sedan. Ändå utgör det kapital som krävs i förväg en utmaning för dem som vill doppa tårna i nedsänkningskyld gruvdrift. Det andra perspektivet till detta är dock att komponenter som den dielektriska vätskan kan vara dyra men kan ses som en form av "försäkring" för att säkerställa att gruvriggen fungerar till sin maximala förväntade livslängd.

Att modifiera hårdvara för nedsänkningskylning kräver att man förstår både vätskan som används och gruvriggarna som används, eftersom vissa vätskor kan fungera bättre med vissa riggar än andra vätskor, och vice versa. I praktiken kommer utformningen att bero på applikationen. Det är också klokt att se till att inte bara vätskan är kompatibel med den föreslagna hårdvaran, utan också att den fasta programvaran som kör den hårdvaran är lämplig. Utan att först undersöka kompatibiliteten för vätskan, firmware och hårdvara kan ASIC:n misslyckas att fungera när den väl är nedsänkt. Även om det inte är tekniskt en nackdel, kan detta forsknings- och utvecklingssteg avskräcka gruvarbetare som bara vill koppla in gruvriggen och kalla det en dag.

Dimensionering, val och utformning av de nedsänkta systemkomponenterna såsom rörledningar, tankar och pumpar kräver ytterligare forskning och inställningstid. Kylmediet måste recirkuleras mellan tanken och värmeväxlaren med en exakt hastighet, annars kan gruvriggen överhettas. Om vätskeflödet är för långsamt, kommer värmen inte att avlägsnas på lämpligt sätt från chipkylflänsarna och om vätskeflödet är för snabbt, kommer chip-till-vätska värmeväxling inte att ske korrekt och ASIC överhettas. För att inte nämna, om tanken, pumpen och det sammankopplade rörsystemet inte är tätade på ett lufttätt sätt, kommer dyr dielektrisk vätska att läcka och potentiellt förneka hashingeffektivitetsvinster.

Luftkylda uppsättningar behöver på samma sätt tekniskt förutseende när det gäller dimensionering, val och design av ventilationssystem och eventuella ljudreducerande kapslingar, men nedsänkningskylning är relativt mer komplex i dess utförande för nybörjaren Bitcoin-gruvarbetare.

Vid någon tidpunkt kommer det att behövas reparera, underhålla eller helt enkelt flytta ASIC. På grund av de oljiga egenskaperna hos den icke-ledande vätskan som används i nedsänkningskylningstillämpningar, skulle det krävas rengöring av ämnet från utrustningen före underhåll - ett ganska rörigt steg i allmänhet som undviks med luftkylda gruvriggar. Detta är kanske mer besläktat med ett "pick your poison"-scenario mellan att rensa bort irriterande olja i nedsänkningskylningsuppsättningar eller rengöring av frätande, fina partiklar i luftkylningsinstallationer.

Utgående Tankar

Sammanfattningsvis är luftkylda gruvriggar snabba och enkla att komma igång men kommer med kompromisser som måste granskas av alla som på allvar vill komma in i gruvdrift. Paneldeltagarna uppmanade starkt alla som kan stödja gruvriggens installationsrekommendationer att prova hembrytning. Om inte gruvdrift för skalningens skull, prova gruvdrift för en djupare, praktisk kunskap om Bitcoin-nätverket bakom kulisserna medan du staplar icke-KYC bitcoin till en premie.

Luftkyld Bitcoin-brytning kanske inte räcker för de ständigt utvecklande, energikrävande datorerna, antog vissa paneldeltagare. Den allt mer avancerade spåndesignen kan i slutändan kräva nedsänkningskylning om luften inte kan hantera riggens värmebelastning. Eftersom enskilda Bitcoin gruvriggar och hela gruvdrift fortsätter att tänja på gränserna för hasheffektivitet, kan nedsänkningskylning bli den mest meningsfulla metoden för gruvarbetare att öka sina totala hashhastigheter och minska de totala kostnaderna. Dessutom, när hårdvarukostnaderna ökar, blir värdet av nedsänkningskylning mer attraktivt genom att maximera gruvriggens livslängd, vilket i princip skulle förbli sant för alltid.

Om du sysslar med Bitcoin-brytning, gå med i relevanta evenemang, chattgrupper och lokalt träffar är viktiga verktyg för att lära sig branschens tips och tricks. Rom byggdes inte på en dag, och praktiskt taget alla storskaliga Bitcoin-gruvarbetare idag började också en gång från noll. Umgås och nätverkande med andra gruvarbetare kan också bilda potentiella affärspartners, till exempel markägaren med billig el men som saknar kapital, eller den erfarne gruvarbetaren med riggar redo i behov av billig el och fysisk infrastruktur, eller riskkapitalisten med den ekonomiska kunnande men bristande teknisk orientering. Dessa möten handlar om att hitta yin till din yang, den saknade biten i ditt Bitcoin-gruvpussel.

En sista anmärkning för nya gruvarbetare som är osäker på Bitcoin-gruvdrift som ett livskraftigt yrke: Whinstones VD Chad Everett Harris hade några positiva råd till gruvarbetare som var intresserade av att börja sin egen gruvdrift när han välkomnade vår turnégrupp vid Whinstones gruvanläggning i Rockdale. Vem som helst kan göra det.

Whinstone bildades från en diskussion på Chipotle om några burritos för bara fyra år sedan, enligt Harris, där han och tre andra (Jason Les, Ashton Harris och David Schatz) fokuserade hela sin uppmärksamhet på Bitcoin-brytning, trots att ingen av dem har tidigare erfarenhet av storskalig gruvdrift. Det var en resa och en inlärningsprocess – Harris tillskriver deras framgång att de förenar deras expansiva verksamhet med det lokala samhället, omfamnar befolkningen och engagerar sig i att förbättra levnadsstandarden för både deras anställda och samhället i Rockdale.

ytterligare information

Blockbelöningen är för närvarande 6.25 bitcoin och kommer att minskas med 50 % vart 210,000 10:e block. Varje block läggs till i huvudboken var tionde minut i genomsnitt, vilket motsvarar ungefär fyra år för att blockbelöningen ska skäras ned. Detta är det ökända 21,000,000 2140 XNUMX bitcoin-kontrollerade utbudstaket som begränsar det totala antalet bitcoin att någonsin cirkulera. Det uppskattas att till år XNUMX kommer all bitcoin att utvinnas och blockbelöningen kommer endast att bestå av transaktionsavgifter som i teorin kommer att räcka för att betala gruvarbetarna för deras arbete med att säkra nätverket.

Detta är ett gästinlägg av Okada. Åsikter som uttrycks är helt deras egna och återspeglar inte nödvändigtvis de från BTC, Inc. eller Bitcoin Magazine.

• Myntsmart. Europas bästa bitcoin- och kryptobörs.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Kunskap förstärkt. FRI TILLGÅNG.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Gratis provperiod.
• Källa: https://bitcoinmagazine.com/business/guide-to-immersion-cooling-bitcoin-mining