Внутрішнє охолодження зануренням: плюси та мінуси швидко зростаючої практики майнінгу біткойн

Охолодження зануренням з’явилося як техніка, яка швидко розвивається для підвищення ефективності установки для майнінгу біткойнів, з багатьма плюсами, мінусами та деталями, які слід враховувати.

Гірнича конференція Скотта7 і 8 лютого в Раунд-Рок, штат Техас, була представлена ​​панель під назвою «Занурення» з п’ятьма учасниками дискусії: Девідом Бранскамом (директором з розвитку бізнесу в Імерсійне охолодження Midas), Джастін Подгола (засновник і генеральний директор Elite Mining Inc.), Скот Джонсон (генеральний директор Цифрова лопата), Джонатан Юань (власник ТОВ «Кін Хейтд».) і Гері Теста (президент і генеральний директор Інженерні рідини); і його модерував Тоне Вейс (ведучий Неконфіскована конференція і завзятий Біткойн).

Учасники дискусії погодилися, що охолодження зануренням — це майбутнє майнінгу біткойнів, і нижче наведено короткий огляд цієї панелі з легким вступом до майнінгу для непосвячених.

Майнінг біткойн з першого погляду

Майнінг у мережі Bitcoin — це процес як додавання транзакцій до відкритої книги, відомої як блокчейн, так і збереження історії цих транзакцій таким чином, що зміна цієї книги будь-яким об’єктом є обчислювально, енергетично та фінансово недоцільною.

Майнінг біткойн в основному здійснюється за допомогою ASIC (інтегральної схеми для конкретного застосування), у просторіччі відомої як «майнінгова установка» для однієї комп’ютерної системи, яка прагне вирішити складну в обчислювальному відношенні задачу, яку мережа прийме. Майнери біткойн змагаються один з одним за майнинг наступного блоку в блокчейні, і протокол винагороджує успішному майнеру субсидією на блок, яка зараз становить 6.25 біткойна (ця концепція розширена в розділі «Додаткова інформація» нижче), а також будь-якій мережі. комісії за транзакції, включені в цей блок.

Процес розрахунку хешу SHA-256, який буде прийнято мережею, проблема, складна в обчисленні, яку намагаються вирішити майнери, навмисно вимагає ресурсів.

Хоча цей процес працює, щоб обмежити кількість блоків, знайдених щодня, він також змушує майнерів «довести», що їх обчислювальна робота була справедливо та правильно виконана згідно з правилами протоколу, перш ніж блоки будуть додані до книги, що взагалі відомо як доказ працювати. Майнери, які захищають мережу біткойн за допомогою ASIC за допомогою підтвердження роботи, дозволяють справедливе та випадкове розповсюдження нових монет децентралізованим способом, на відміну від інших методів захисту протоколу, таких як підтвердження долі, які спеціально працюють для винагороди найбагатших членів мережі. Згідно з протоколом біткойна, кити — великі власники біткойнів — не отримують винагороди і не служать для захисту мережі просто завдяки накопиченню біткойнів.

Хоча це пояснення видобутку біткойнів дуже скорочено, основна концепція викладена, і ми можемо почати досліджувати системи видобутку з повітряним і зануреним охолодженням.

Примітка. Терміни «ASIC» і «майнінгова установка» використовуються як взаємозамінні нижче. Учасники дискусії лише обговорили встановлення та переваги «однофазного» занурювального охолодження.

Повітряне проти занурювального охолодження для майнерів біткойн

Загалом, майнінгові установки розроблені з високошвидкісними вентиляторами, які змушують повітряний потік через внутрішні компоненти ASIC активно охолоджувати хешборди — комп’ютерні чіпи, які хешують день і ніч для вирішення вищезгаданої складної обчислювальної задачі.

Розрахунок енергії, що витрачається на хеш, можна зробити більш ефективним і зменшити загальні експлуатаційні витрати для майнера, якщо установка зможе ефективно відводити тепло, що виділяється хешбордами. Головною метою охолодження гірничих установок є забезпечення максимального охолодження з найменшими можливими витратами. Майнінг біткойн з «повітряним охолодженням» — це традиційний і простий метод управління нагріванням та охолодженням своїх майнінгових установок за допомогою вентиляційних вентиляторів і звичайного атмосферного повітря.

Майнінг біткойнів із «зануреним охолодженням» також працює для управління обігрівом і охолодженням майнінгових установок, але за допомогою циркуляційних насосів і спеціальних рідин, призначених для роботи з електронікою замість повітря.

Нижче наведені графічні приклади систем з повітряним і зануреним охолодженням:

Занурення - це практика повного занурення або занурення гірничодобувної установки в теплопровідну рідину з більшими ізоляційними властивостями, ніж звичайне повітря. Можливо, спочатку це нерозумно, оскільки занурення вашої електронної майнінгової установки під напругою в спеціально розроблену рідину дозволяє сильніше відводити тепло від завжди гарячих комп’ютерних мікросхем.

ASIC може хешувати ефективніше за умови постійної оптимальної температури і продовжувати добувати біткойн довше за допомогою спеціально розроблених рідин, що відводять тепло. Уявіть собі, що після пробіжки вам потрібно охолонути — швидше й ефективніше було б зануритися в прохолодну водойму, ніж просто стояти на вулиці, щоб повітря поступово охолодило вас.

Той самий процес мислення можна застосувати до комп’ютерних мікросхем ASIC, які потребують охолодження. Рідина має більшу теплопередачу, ніж повітря, що робить її ідеальним охолоджуючим середовищем. Майнери в першу чергу піклуються про досягнення оптимальної швидкості потоку повітря або діелектричної рідини над хешбордами. Охолоджуюча середовище рухається по тепловіддаючому радіатори на окремих мікросхемах і передає теплову енергію від більш гарячої поверхні (радіатор мікросхеми) до більш холодної речовини (повітря або рідини) — таким чином підтримується температура, необхідна для підтримки належної роботи мікросхеми. Рідини набагато ефективніше відводять тепло від джерела тепла, ніж повітря 1,200-раз або більшу продуктивність.

Як і будь-яка електроніка з часом, ASIC в кінцевому підсумку піддається постійному примусу хешування і виходить з ладу, що відповідно називають «швидкістю смертності» або «відмовністю» майнінгових установок. Серед симптомів високих, тривалих робочих температур, які призводять до постійного пошкодження чіпа тепловий втеча через підвищені струми витоку, вище помилка квантування швидкість через необоротне зменшення відношення сигнал/шум перегрів транзисторів і додаткові втрата керування транзистором. Зменшення смертності своїх установок за допомогою оптимізації опалення та охолодження, у свою чергу, призведе до додаткового прибутку. Саме тут охолодження зануренням може допомогти знизити рівень смертності, щоб заробити на довговічності майнінгової установки та повернути заощадження до бюджету майнера.

Назва гри з майнінгу — це ефективно масштабувати операції з мінімальними додатковими витратами, так що вміння масштабувати операції з майнінгу біткойн є формою мистецтва, що виражається в середовищі головорізних витрат.

Переваги занурювального охолодження

Як згадувалося, охолодження зануренням може знизити рівень смертності майнінгових установок. Охолодження зануренням також дозволяє полегшити розгін ASIC, практику, яка передбачає збільшення терахешів в секунду (TH/s) майнінгової установки, але аналогічно збільшує споживання енергії та теплогенерацію.

Без засобів належного зменшення додаткового теплового навантаження ASIC може стати ненадійним або повністю вийти з ладу. Наприклад, попередньо налаштований ASIC, визначений для 100 TH/s при 3,000 Вт, можна розігнати до 140 TH/s, але при 5,000 Вт, що означає, що ваша загальна швидкість хешування на ASIC збільшилася, але ваша енергія, витрачена на терахеш в секунду, також збільшилася. Тонка настройка механізму розгону може призвести до оптимальної енергоефективності хешування.

Збільшуючи потужність хешування на ASIC, жертвуючи додатковими витратами енергії, можна заощадити гроші, зменшивши загальний слід майнінгової установки. Наприклад, 1 мегават потужності може обслуговувати 333 видобуток з повітряним охолодженням із попередньо налаштованими 3,000 ватами кожна, тоді як за допомогою розгону з зануреним охолодженням цей 1 мегават потужності може обслуговувати 200 або 250 майнінгових установок при 4,000 або 5 ватт кожна. економія витрат, вимагаючи меншої кількості гірничих установок на мегават. Крім того, зменшення кількості майнерів також зменшує вимоги до розмірів об’єктів і зменшує потреби в персоналі на місці. Збільшення потужності хешування дає більше можливостей заробити більше біткойнів і, отже, продовжувати операції масштабування.

Іншою перевагою видобутку з зануреним охолодженням є усунення скупчення частинок повітря на чіпах для видобутку, що погіршує продуктивність гірничодобувної установки з часом, якщо її регулярно не очищати. Оскільки частинки накопичуються на поверхні чіпа, чіп все більше не в змозі ефективно випромінювати тепло та підтримувати роботу. Ці частки повітря зазвичай фільтруються до певної міри в системах з повітряним охолодженням, але не фільтруються повністю. Повітряні фільтри можуть усунути частки лише до певного розміру на основі рейтингу фільтра, а більш високі показники фільтра викликають більші перепади тиску на зазначених фільтрах, потенційно позбавляючи ASIC необхідного повітряного потоку для успішної роботи, не підвищуючи при цьому двигуни впускного або витяжного вентилятора, і отже, збільшуються витрати на електроенергію для двигунів. Майнінг із зануреним охолодженням є напівзакритим процесом, який підтримує ASIC красивими, чистими і загалом безпечнішими, тоді як видобуток з повітряним охолодженням бере все, що знаходиться в повітрі, і пропускає його через ASIC, наприклад, частинки пилу, пилок і залишки смогу.

Додатковою перевагою усунення накопичення твердих частинок за допомогою занурювального охолодження може бути створення цеху в географічних умовах з низькоякісним атмосферним повітрям, яке в іншому випадку зіпсувало б комп’ютерні мікросхеми швидше, ніж зазвичай в установці з повітряним охолодженням. Місця з екстремальним кліматом, але перспективні джерела енергії стають потенційно життєздатними завдяки застосуванню видобутку із зануреним охолодженням, де видобуток з повітряним охолодженням може бути недоцільним через погані атмосферні умови. Охолодження зануренням може продовжувати розширювати межі видобутку у віддалені регіони, які раніше були б несприятливими для систем з повітряним охолодженням.

Інколи не помічається аспект у майнінгу – це явний шум, який створює один ASIC, зазвичай в області від 70 до 80 децибел (дБ) або схожий на звук пилососа… 24 години на добу, сім днів на тиждень, усе цілий рік. Гірничі установки з повітряним охолодженням можуть бути закриті звукопоглинаючим матеріалом, щоб зменшити шум приблизно на 10-20 дБ, якщо все зроблено добре. Однак охолодження зануренням практично усуває нестерпний робочий шум ASIC до непомітного фонового шуму. Це може бути особливо корисною перевагою, якщо майнінг вдома з сусідами по кімнаті або іншою особою, а також поширення шуму викликає занепокоєння.

Крім того, охолодження зануренням є більш екологічним підходом до майнінгу біткойнів, оскільки відведення тепла від ASIC можна повністю відновити та використати для нагріву вашого побутова вода, басейн і тепла підлога як кілька прикладів. Ряд компаній уже отримують вигоду з цього відведення тепла шляхом доповнення систем первинного опалення, таких як Мудрий Майнінг, Гаряча шахта та Енергія Мін (автор не може перевірити якість або дійсність згаданих компаній і продуктів).

Хоча, безумовно, немає необхідності інтегрувати видобуток біткойнів з цими позашкільними системами, витрачене тепло від майнінгових установок справді можна використати для зменшення витрат, витрачених на системи опалення будинку — і можна також заробити трохи грошей на енергію, витрачену на дому. опалення.

Хоча це прямо не обговорювалося на панелі, реалізація занурювального охолодження передбачає зменшення кількості електронних відходів через зниження частоти відмов гірничодобувної установки. На основі заг безпідставне занепокоєння, мінімізація електронних відходів прямо корелює зі збільшенням економії майнера. Як згадувалося раніше, скорочення витрат і зникнення непотрібних витрат є вирішальним для масштабування операцій і зростання прибутку. Занепокоєння про те, що земні сміттєзвалища будуть переповнені електронними відходами майнінгових установок, було б прямим порушенням цілей, яких прагнуть досягти ті самі майнери: стиснення та розтягування всіх останніх сатоші, витрачених на підтримку безперебійної роботи.

Підсумуємо, охолодження зануренням усуває накопичення корозійних частинок повітря і, при правильному розгоні, може навіть продовжити термін експлуатації майнінгової установки, а також викачувати додаткові терахаші в секунду — ефективно заощаджуючи гроші на кількості ригів, необхідних для досягнення еквівалентного хешрейту. гірничих установок з повітряним охолодженням. При бажанні відходи тепла також можна було б перепрофілювати для повернення додаткової економії в кишені шахтарів у вигляді зменшення рахунків за комунальні послуги.

Звичайно, є також «недоліки» роботи з зануреним охолодженням, які необхідно ретельно розглянути, перш ніж вирішити, яка система охолодження найкраще підходить для вашого налаштування.

Недоліки занурювального охолодження

Незважаючи на те, що учасники дискусії не обговорювали детально, можливо, навіть приховали, існують недоліки в охолодженні зануренням, які можуть залякати або просто розчарувати нових майнерів, які хочуть потрапити в галузь.

Історично склалося так, що вартість встановлення занурених гірничих установок була економічно непомірною, але стала більш прибутковою, ніж п’ять-шість років тому. Тим не менш, необхідний початковий капітал створює виклик для тих, хто хоче зануритися в видобуток із зануренням. Інша точка зору полягає в тому, що такі компоненти, як діелектрична рідина, можуть бути дорогими, але їх можна розглядати як форму «страхування», щоб гарантувати, що гірничодобувна установка працює на максимальний потенційний термін служби.

Модифікація обладнання для охолодження зануренням вимагає розуміння як рідини, що використовується, так і використовуваних гірничих установок, оскільки деякі рідини можуть працювати краще з деякими установками, ніж інші рідини, і навпаки. На практиці дизайн буде залежати від застосування. Також доцільно переконатися, що рідина не тільки сумісна із запропонованим апаратним забезпеченням, але й відповідне мікропрограмне забезпечення, на якому працює це обладнання. Без попереднього дослідження сумісності рідини, мікропрограмного та апаратного забезпечення ASIC може не працювати після занурення. Хоча технічно це не є недоліком, цей крок досліджень і розробок може відштовхнути майнерів, які просто хочуть підключити майнінгове обладнання та покластися на це день.

Вибір розмірів, вибір і проектування компонентів системи з зануреним охолодженням, таких як трубопроводи, резервуари та насоси, вимагають додаткових досліджень та часу на налаштування. Охолоджуюча середовище має циркулювати між резервуаром і теплообмінником з точною швидкістю, інакше шахтна установка може перегрітися. Якщо потік рідини надто повільний, то тепло не буде належним чином відведено від радіаторів мікросхеми, а якщо потік рідини занадто швидкий, то теплообмін чіп-рідина не відбудеться належним чином і ASIC перегріється. Не кажучи вже про те, що якщо резервуар, насос і з’єднана система трубопроводів не закриті герметично, то дорога діелектрична рідина буде витікати і потенційно звести нанівець ефективність хешування.

Установки з повітряним охолодженням також потребують інженерної продуманості щодо розмірів, вибору та проектування вентиляційних систем та будь-яких шумопоглинаючих корпусів, але охолодження зануренням є відносно більш складним у виконанні для новачків-майнерів біткойн.

У певний момент буде потрібно ремонт, обслуговування або просто переміщення ASIC. Через маслянисті характеристики рідини, що не проводить струм, що використовується в системах охолодження зануренням, перед технічне обслуговування знадобиться очищення речовини від обладнання — досить безладний крок, якого можна уникнути на гірничих установках з повітряним охолодженням. Це, можливо, більше схоже на сценарій «вибери свою отруту» між очищенням дратівливого масла в установках охолодження зануренням або очищенням від корозійних дрібних частинок в установках повітряного охолодження.

Заключні думки

Підсумовуючи, гірничі установки з повітряним охолодженням швидко та легко розпочати, але мають компроміси, які повинен переглянути кожен, хто серйозно хоче зайнятися видобутком. Учасники дискусії настійно закликали всіх, хто може підтримати рекомендації щодо встановлення майнінгової установки, спробувати домашнє видобуток. Якщо не видобуток заради масштабування, спробуйте майнінг, щоб отримати глибше практичне знання про мережу біткойн за лаштунками, зберігаючи не-ЗСК біткойн з премією.

Деякі учасники дискусії припустили, що видобуток біткойнів з повітряним охолодженням може бути недостатнім для постійно розвиваються, енерговитратних комп’ютерів. Все більш вдосконалена конструкція чіпа може в кінцевому підсумку вимагати охолодження зануренням, якщо повітря не може впоратися з тепловим навантаженням установки. Оскільки окремі установки для майнінгу біткойн і цілі операції з майнінгу продовжують розширювати межі ефективності хешування, охолодження зануренням може стати найбільш значущим методом для майнерів, щоб збільшити загальну швидкість хешування та зменшити загальні витрати. Крім того, у міру зростання вартості обладнання цінна пропозиція охолодження зануренням стає більш привабливою за рахунок збільшення терміну служби майнінгової установки, що, по суті, залишиться актуальним назавжди.

Якщо ви займаєтеся видобутком біткойнів, то приєднуєтесь до відповідних заходів, чат-групи і місцеві зустрічі є життєво важливими інструментами для вивчення порад і хитрощів галузі. Рим не був побудований за один день, і практично всі сьогоднішні великомасштабні майнери біткойн колись також починали з нуля. Спілкування та спілкування з колегами-шахтерами також можуть сформувати потенційних ділових партнерів, наприклад власника землі з дешевою електроенергією, але без капіталу, або досвідченого шахтаря з буровими установками, який потребує дешевої електроенергії та фізичної інфраструктури, або венчурного капіталіста з фінансовими ресурсами. ноу-хау, але відсутність технічної орієнтації. Ці зустрічі присвячені тому, щоб знайти інь до вашого ян, відсутню частину вашої головоломки для майнінгу біткойн.

Останнє зауваження для нових шахтарів, які не впевнені в тому, що видобуток біткойнів є життєздатною професією: генеральний директор Whinstone Чад Еверетт Харріс дав кілька позитивних порад для шахтарів, які заінтриговані розпочати власну видобуток, коли він вітав нашу туристичну групу на видобутку Whinstone в Рокдейлі. Будь-хто може це зробити.

За словами Харріса, Уінстон сформувався в результаті дискусії в Chipotle про деякі буріто лише чотири роки тому, де він і троє інших (Джейсон Лес, Ештон Харріс і Девід Шатц) зосередили всю свою увагу на видобутку біткойн, незважаючи на те, що ніхто з них не мав попереднього досвіду масштабні гірничі роботи. Це була подорож і процес навчання — Харріс заслуговує своїм успіхом на те, що вони переплітають свої широкі операції з місцевою спільнотою, охоплюють населення та беруть участь у покращенні рівня життя як своїх співробітників, так і громади Рокдейла.

Додаткова інформація

Наразі винагорода за блок становить 6.25 біткойна і буде зменшуватися на 50% кожні 210,000 10 блоків. Кожен блок додається до книги в середньому кожні 21,000,000 хвилин, що дорівнює приблизно чотирьох рокам для зменшення винагороди за блок. Це сумнозвісне обмеження постачання біткойнів, яке контролюється в 2140 XNUMX XNUMX біткойнів, яке обмежує загальну кількість біткойнів, які можуть коли-небудь циркулювати. Підраховано, що до XNUMX року весь біткойн буде видобуто, а винагорода за блок складатиметься лише з комісій за транзакції, яких, теоретично, буде достатньо, щоб заплатити майнерам за їх роботу із захисту мережі.

Це гостьовий пост Окади. Висловлені думки є повністю їх власними і не обов’язково відображають думки BTC, Inc. або Bitcoin Magazine.

• Coinsmart. Найкраща в Європі біржа біткойн та криптовалют.
• Платоблокчейн. Web3 Metaverse Intelligence. Розширені знання. БЕЗКОШТОВНИЙ ДОСТУП.
• CryptoHawk. Альткойн Радар. Безкоштовне випробування.
• Джерело: https://bitcoinmagazine.com/business/guide-to-immersion-cooling-bitcoin-mining