内部浸入式冷却：比特币挖矿快速增长的实践的利弊

时间戳：21年2022月8日上午14:XNUMX
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浸入式冷却已成为一种快速发展的技术，可提高比特币采矿设备的效率，需要考虑许多优点、缺点和细节。

斯科特的矿业会议于 7 月 8 日至 XNUMX 日在得克萨斯州朗德罗克举行，主题为“沉浸式”的小组讨论会由五位小组成员组成：David Branscum（ 迈达斯浸没式冷却), Justin Podhola (创始人兼首席执行官 精英矿业公司），斯科特·约翰逊（首席执行官 数字铲), Jonathan Yuan (拥有 硬币加热有限责任公司) 和 Gary Testa (总裁兼首席执行官 工程流体); 它由 Tone Vays 主持（主持人 不可没收的会议 和狂热的 Bitcoiner).

小组成员普遍认为浸入式冷却是比特币挖矿的未来，以下是该小组的摘要，并简要介绍了初学者的挖矿。

比特币挖矿一览

比特币网络上的挖矿既是向公开账本（称为区块链）添加交易的过程，又是保护这些交易历史的过程，使得任何一个实体修改该账本在计算上、精力上和财务上都是不切实际的。

比特币挖矿主要是通过 ASIC（专用集成电路）完成的，通俗地称为单个计算机系统的“矿机”，旨在解决网络可以接受的计算困难问题。 比特币矿工相互竞争以开采区块链中的下一个区块，协议将区块补贴奖励给成功的矿工，目前为 6.25 比特币（此概念在下面的“附加信息”部分中进行了扩展），以及任何网络该区块中包含的交易费用。

计算网络接受的 SHA-256 哈希的过程是矿工试图解决的计算困难的问题，是故意占用资源的。

虽然这个过程可以限制每天发现的区块数量，但它也迫使矿工在将区块添加到分类账之前“证明”他们的计算工作是根据协议规则公平和正确地完成的——通称为证明工作。 矿工通过工作证明使用 ASIC 保护比特币网络，允许以去中心化的方式公平和随机地分发新硬币，这与其他协议保护方法（例如权益证明）不同，后者专门用于奖励网络中最富有的成员。 在比特币的协议中，鲸鱼——大型比特币持有者——不会仅仅凭借他们的比特币积累而获得奖励，也不会起到保护网络的作用。

虽然这种对比特币挖矿的解释被严重删减，但核心概念已被阐明，我们可以开始研究风冷和浸入式冷却挖矿系统。

注意：术语“ASIC”和“矿机”在下面可以互换使用。 小组成员只讨论了“单相”浸没式冷却的安装和好处。

比特币矿工的空气与浸入式冷却

一般来说，采矿设备设计有高速风扇，迫使空气流过 ASIC 的内部组件，以主动冷却算力板——计算机芯片日夜进行哈希计算，以解决上述计算困难的问题。

如果设置可以有效地消除哈希板产生的热量，则可以提高每次哈希计算所消耗的能量并降低矿工的总体运营成本。 冷却采矿设备的首要目标是以尽可能低的成本提供最大的冷却。 “风冷”比特币挖矿是使用通风风扇和普通大气空气管理矿机加热和冷却的传统且简单的方法。

“浸入式冷却”比特币挖矿也可用于管理矿机的加热和冷却，但使用循环泵和特殊液体来代替空气与电子设备一起工作。

以下是风冷和浸没冷却系统的图示示例：

有线“美国最大的比特币矿场内部=
防暴浸入式冷却罐， Riot Blockchain，Inc.

浸没是将采矿设备完全浸没或浸没在比普通空气绝缘性能更好的导热液体中的做法。 一开始可能违反直觉，将通电的电子采矿设备浸入专门设计的液体中，可以更好地从始终发热且散列的计算机芯片中散热。

如果给定恒定的最佳温度，ASIC 可以更有效地散列，并在专门设计的散热液体的帮助下继续挖掘比特币更长时间。 想象一下，在慢跑之后，你需要冷静下来——将自己浸入凉爽的水池中比站在外面让空气逐渐让你冷静下来更快、更有效。

相同的思考过程可以应用于需要冷却的 ASIC 计算机芯片。 液体比空气具有更大的传热能力，是理想的冷却介质。 矿工主要关心的是在算力板上实现空气或电介质液体的最佳流速。 冷却介质流经散热 散热片 在单个芯片上，并将热能从较热的表面（芯片的散热器）转移到较冷的物质（空气或液体），从而保持必要的温度以维持芯片的正常运行。 与空气相比，液体在将热量从热源中传递出去的效率要高得多。 1,200倍 或更高的性能。

与任何电子设备一样，随着时间的推移，ASIC 最终屈服于其持续的哈希胁迫并失败，恰当地称为采矿设备的“死亡率”或“故障率”。 导致永久性芯片损坏的高温、长时间工作温度的症状包括 热失控 通过增加漏电流，更高 量化误差 由于信噪比下降，不可逆的速率 晶体管过热 和额外的 失去晶体管控制. 通过加热和冷却优化来降低钻机的死亡率将反过来带来额外的利润。 这就是浸入式冷却可以帮助降低死亡率的地方，以利用采矿设备的寿命并将节省的资金返还给矿工的预算。

挖矿游戏的名称是以最小的额外成本有效地扩展操作，因此扩展比特币挖矿操作的技能是一种艺术形式，以残酷的费用为媒介。

浸没冷却的优点

如前所述，浸入式冷却可以降低采矿设备的死亡率。 浸入式冷却还允许更轻松地对 ASIC 进行超频，这种做法涉及增加采矿设备的每秒太哈希 (TH/s)，但同样会增加功耗和发热。

如果没有适当减轻额外热负荷的方法，ASIC 可能会变得不可靠或完全失效。 例如，在 100 瓦时指定为 3,000 TH/s 的预配置 ASIC 可以超频到 140 TH/s，但在 5,000 瓦时，这意味着您每个 ASIC 的总哈希率增加了，但您每秒每 terahash 消耗的能量也增加了。 微调超频机制可以实现最佳的哈希功率效率。

通过增加每个 ASIC 的算力，同时牺牲额外的电力支出，实际上可以节省资金来减少您的总采矿设备占用空间。 例如，1 兆瓦的电力可以为 333 台预配置 3,000 瓦的风冷采矿设备提供服务，而通过浸入式冷却超频，1 兆瓦的电力可以为 200 或 250 台 4,000 或 5、000 瓦的采矿设备提供服务，通过减少每兆瓦的采矿设备来节省成本。 此外，减少矿工数量还可以缩小设施规模要求并减少现场人员需求。 增加散列能力允许有更多机会赚取更多比特币，从而继续扩展操作。

浸入式冷却采矿的另一个优点是消除了采矿芯片上的空气颗粒积聚，如果不定期清洁，随着时间的推移会降低采矿设备的性能。 随着颗粒在芯片表面的堆积，芯片越来越无法有效地散热并维持运行。 这些空气微粒通常在风冷系统中被过滤到一定程度，但并未完全过滤掉。 空气过滤器只能根据过滤器等级将颗粒消除到一定尺寸，并且更高的过滤器等级会导致所述过滤器的压降更大，可能会使 ASIC 无法获得成功运行所需的气流，而不会增加进气或排气风扇电机，并且因此，增加电机的电力成本。 浸入式冷却采矿是一个半封闭的过程，它使 ASIC 保持良好、清洁且通常更安全，而风冷采矿则将空气中的任何物质（例如灰尘颗粒、花粉和烟雾残留物）通过 ASIC。

通过浸入式冷却消除颗粒积聚的另一个好处是在具有低质量大气空气的地理环境中设置车间，否则在风冷设置中会比正常情况下更快地损坏计算机芯片。 通过实施浸入式冷却采矿，具有极端气候但能源前景良好的地区可能会变得可行，而由于大气条件恶劣，空气冷却采矿可能不合理。 浸入式冷却可以继续将采矿的边界推向偏远地区，而这些地区以前对风冷系统不利。

采矿中有时被忽视的一个方面是单个 ASIC 产生的纯粹噪音，通常在 70 到 80 分贝 (dB) 的范围内，或类似于真空吸尘器的声音……每周 24 天，每天 10 小时，所有常年。 如果做得好，风冷式采矿设备可以用消音材料将噪音降低约 20 到 XNUMX 分贝。 然而，浸没式冷却实际上消除了 ASIC 无法承受的运行噪音，从而使背景噪音无法检测到。 如果与室友或其他重要人员在家中采矿并且噪声传播受到关注，这可能是一个特别有用的优势。

此外，浸入式冷却是一种更环保的比特币挖矿方法，因为 ASIC 的散热可以完全回收并重新用于加热你的 生活用水, 游泳池 和地板辐射采暖作为几个例子。 许多公司已经通过补充主要供热系统的形式利用这种排热，例如 明智的采矿, 热矿 和 明能 （作者无法验证所提及公司和产品的质量或有效性）。

虽然当然没有必要将比特币挖矿与这些课外系统相结合，但确实可以利用来自挖矿设备的废热来减少家庭供暖系统的开支——人们不妨从家庭能源消耗中赚回一些钱加热。

尽管在小组讨论中没有明确讨论，但浸入式冷却的实施意味着由于采矿设备故障率降低而减少了电子垃圾。 基于一般 毫无根据的担心，最大限度地减少电子垃圾与矿工的储蓄增加直接相关。 如前所述，削减成本和消除不必要的开支对于扩大经营规模和增加利润至关重要。 担心地球上的垃圾填埋场会溢出采矿设备的电子垃圾，这将直接违反这些矿工寻求实现的目标：挤压和拉伸用于维持正常运行时间的每一个聪。

总而言之，浸入式冷却消除了腐蚀性空气颗粒的积聚，并且在正确超频时，甚至可以延长采矿设备的使用寿命，并每秒抽出额外的 terahashes — 有效地节省了实现等效哈希率所需的设备数量风冷式采矿设备。 如果愿意，热废物也可以重新用于以减少水电费的形式将额外的储蓄返还给矿工的口袋。

当然，在决定哪种冷却系统最适合您的设置之前，需要彻底考虑使用浸入式冷却的“缺点”。

浸入式冷却的缺点

虽然小组成员没有进行彻底的讨论，甚至可能被掩盖了，但浸入式冷却存在一些缺点，可能会吓倒或仅仅让希望进入该行业的新矿工感到沮丧。

从历史上看，建立浸入式采矿设备的成本在经济上令人望而却步，但比五六年前的情况变得更加有利可图。 尽管如此，所需的前期资金对那些希望涉足浸没式冷却采矿的人构成了挑战。 不过，对此的另一个观点是，像介电流体这样的组件可能很昂贵，但可以被视为一种“保险”形式，以确保采矿设备以最大的潜在预期寿命运行。

修改浸入式冷却的硬件需要了解正在使用的液体和正在使用的采矿设备，因为某些液体可能比其他液体更适用于某些设备，反之亦然。 在实践中，设计将取决于应用程序。 不仅要确保液体与建议的硬件兼容，还要确保运行该硬件的固件是合适的，这也是谨慎的做法。 如果不首先研究液体、固件和硬件的兼容性，ASIC 可能一旦被淹没就无法运行。 虽然在技术上不是一个劣势，但这一研发步骤可以推迟只想插入采矿设备并收工的矿工。

管道、水箱和泵等浸入式冷却系统组件的选型、选择和设计需要额外的研究和设置时间。 冷却介质必须以精确的速率在储罐和热交换器之间再循环，否则采矿设备可能会过热。 如果液体流动太慢，那么热量将无法从芯片散热器中充分排出，而如果液体流动太快，那么芯片与液体的热交换将无法正常进行，并且 ASIC 会过热。 更不用说，如果罐、泵和互连的管道系统没有以气密方式密封，那么昂贵的介电液体将泄漏并可能抵消散列效率的提高。

风冷装置同样需要在设计通风系统和任何降噪外壳的尺寸、选择和设计方面进行工程设计，但对于新手比特币矿工来说，浸入式冷却的执行相对更复杂。

在某些时候，维修、维护或简单地移动 ASIC 将是必要的。 由于浸没式冷却应用中使用的非导电流体具有油性特性，因此需要在维护之前清除设备上的物质——一般来说，这是一个相当麻烦的步骤，风冷式采矿设备可以避免这一步骤。 这可能更类似于在浸没式冷却装置中清除烦人的油或在空气冷却装置中清除腐蚀性细颗粒物之间的“挑你的毒”场景。

关闭的思考

总而言之，风冷式采矿设备上手起来既快速又容易，但需要权衡取舍，任何认真想进入采矿业的人都必须对其进行审查。 小组成员强烈鼓励任何能够支持采矿设备安装建议的人尝试家庭采矿。 如果不是为了扩展而进行挖掘，请尝试挖掘以深入了解幕后的比特币网络，同时堆叠非KYC 比特币溢价。

一些小组成员假设，对于不断发展的、对能源要求很高的计算机来说，风冷式比特币挖矿可能还不够。 如果空气无法有效地处理钻机的热负荷，那么日益先进的芯片设计最终可能需要浸入式冷却。 随着单个比特币采矿设备和整个采矿作业继续推动哈希效率的极限，浸入式冷却可能成为矿工提高总哈希率和降低总体费用的最有意义的方法。 此外，随着硬件成本的增加，浸入式冷却的价值主张通过最大限度地延长采矿设备的使用寿命变得更具吸引力，这将永远保持不变。

如果你涉足比特币挖矿，然后加入相关活动， 聊天群组 和本地 聚会 是学习行业技巧和窍门的重要工具。 罗马不是一天建成的，今天几乎所有的大型比特币矿工也曾经从零开始。 与其他矿工进行社交和建立联系也可以形成潜在的商业伙伴，例如拥有廉价电力但缺乏资金的土地所有者，或者经验丰富的矿工，拥有随时需要廉价电力和物理基础设施的钻机，或者拥有金融资产的风险投资家专业知识但缺乏技术导向。 这些聚会是关于找到你的阴阳，你的比特币采矿难题中缺失的一块。

对不确定比特币采矿作为可行职业的新矿工的最后说明：Whinstone 首席执行官 Chad Everett Harris 对开始自己的采矿业务感兴趣的矿工提出了一些积极的建议，因为他在 Rockdale 的 Whinstone 采矿设施欢迎我们的旅行团。 任何人都可以做到。

根据哈里斯的说法，Whinstone 是四年前在 Chipotle 对一些墨西哥卷饼的讨论中形成的，他和其他三个人（Jason Les、Ashton Harris 和 David Schatz）将全部注意力集中在比特币挖矿上，尽管他们中没有人有过比特币挖矿的经验。大规模采矿作业。 这是一个旅程和一个学习过程——哈里斯将他们的成功归功于将他们的扩张业务与当地社区交织在一起、拥抱人口并参与提高员工和罗克代尔社区的生活水平。

附加信息

区块奖励目前为 6.25 比特币，每 50 个区块将减少 210,000%。 每个区块平均每 10 分钟添加到分类账中，相当于削减区块奖励大约四年。 这是臭名昭著的 21,000,000 比特币控制供应上限，限制了比特币流通的总数。 据估计，到 2140 年，所有比特币都将被开采出来，而区块奖励将仅包括交易费用，理论上，这些费用足以支付矿工为保护网络所做的工作。

这是冈田的客座文章。 所表达的观点完全是他们自己的，不一定反映 BTC, Inc. 或比特币杂志的观点。

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