Una introducción al enfriamiento de inmersión del minero ASIC

DESCRIPCIÓN GENERAL

Con tantos nuevos clientes que se unen al mercado, la minería de criptomonedas se ha vuelto bastante competitiva. Para superar a los competidores en la red minera y aumentar sus posibilidades de recibir recompensas mineras, prácticamente todos los usuarios modernos tienen hardware minero especializado, como un minero ASIC con capacidades sofisticadas.

Una posible desventaja de los mineros de ASIC es que producen mucho calor, incluso si son perfectos para la minería de criptomonedas en esta industria cuthroata. Las altas temperaturas tienen el potencial de dañar la configuración de su minería o incluso comenzar un fuego si no se manejan adecuadamente. Para eliminar el calor y mantener la temperatura ideal, los mineros con frecuencia instalan sistemas de enfriamiento de inmersión.

Debido a su disipación de calor efectiva, una operación más tranquila y una alternativa más confiable, los mineros favorecen los sistemas de enfriamiento de inmersión. Este blog es específicamente para usted si eres nuevo en el campo y quieres aprender más sobre las soluciones de enfriamiento de inmersión para los mineros ASIC.

Una explicación del enfriamiento de inmersión

Los mineros ASIC están completamente sumergidos en un fluido dieléctrico no conductivo como parte de la tecnología de enfriamiento líquido de enfriamiento de inmersión. El calor producido por los componentes ASIC es absorbido por el líquido circundante.

El líquido más cálido y menos denso se eleva a la parte superior debido al gradiente de temperatura en el líquido. La convección natural es el proceso que elimina este fluido calentado y lo reemplaza con un líquido más frío desde el fondo. Esta técnica mejora enormemente la eficiencia energética de su minero ASIC al eliminar la necesidad de elementos de enfriamiento activos como los ventiladores porque depende de la transferencia de calor pasivo.

Debido a que no tienen que hacer frente al polvo, los puntos calientes o los ruidos fuertes, muchos mineros hoy prefieren el enfriamiento de inmersión. Debido a su enfriamiento efectivo, una distribución de temperatura uniforme y un nivel de ruido más bajo, favorecen el enfriamiento de inmersión.

El enfriamiento de inmersión garantiza una distribución de temperatura uniforme, bajo mantenimiento y menos ruido que el enfriamiento por aire o ventilador, que puede luchar contra el polvo, las manchas de calor y el ruido.

Existen dos variedades de enfriamiento de inmersión, específicamente

1. Enfriamiento a través de inmersión monofásica

Los bastidores de servidores se sumergen directamente en un líquido no conductivo único que permanece líquido a lo largo de un sistema de enfriamiento de líquidos monofásico. El líquido circundante absorbe el fuego cuando los servidores se calientan. Después de pasar a través de una unidad de distribución de enfriamiento, el líquido calentado se enfría en una torre de enfriamiento antes de reciclar nuevamente en el tanque.

A diferencia de los sistemas de dos fases más intrincados, toda la configuración es realmente simple. Aunque es menos efectivo y generalmente requiere más energía para mantener las cosas frescas, es más simple de operar y menos costoso de instalar.

2. Enfriamiento de inmersión en dos fases

Un tanque sellado que contiene un líquido único con un bajo punto de ebullición alberga servidores en un sistema de enfriamiento de dos fases. El líquido comienza a hervir a medida que los servidores producen calor, vaporizando. Esta técnica aprovecha la transición de fase del líquido al vapor para transferir el calor de los componentes ASIC, en contraste con los sistemas monofásicos donde el líquido permanece en un solo estado.

El ciclo se reinicia cuando el vapor se eleva y pasa a través de un sistema de enfriamiento sobre los servidores, donde se condensa en forma líquida y gotea hacia el tanque.

Los sistemas de dos fases son más eficientes y requieren menos espacio en general, pero son más caros de instalar que los monofásicos.

Componentes de enfriamiento de inmersión

A pesar de operar de manera diferente, los sistemas de enfriamiento de inmersión monofásicos y de dos fases tienen una serie de cosas importantes en común, particularmente con respecto a las partes fundamentales que utilizan.

1. Dieléctricos fluidos

Para los sistemas de enfriamiento de líquidos, es esencial seleccionar el fluido dieléctrico apropiado. Para el rendimiento de larga duración, el fluido debe poder transmitir el calor de manera efectiva, no ser conductores para prevenir pantalones cortos eléctricos y mantener su estabilidad química con el tiempo. Los aceites sintéticos y los fluidos de enfriamiento específicamente fabricados son opciones populares.

2. Tanques para enfriar

Estos tanques son cruciales para contener el equipo dieléctrico de fluido y TI, como bastidores de servidores o mineros ASIC, en cualquier sistema de enfriamiento de inmersión. Deben ser fuertes, impermeables a las fugas y hacer que mantengan de forma segura el peso y la configuración del equipo mientras permiten suficiente flujo de fluido.

Los tanques también deben incluir características que faciliten el mantenimiento de rutina, el servicio y la reposición de fluidos, además de ser fáciles de acceder y mantener. Para garantizar una eficiencia, seguridad y escalabilidad óptimas, muchos mineros diseñan y construyen tanques de enfriamiento personalizados que son adecuados para su infraestructura porque las opciones listales con frecuencia no cumplen con las especificaciones únicas de cada instalación.

3. Diseño de recintos

Para una disipación de calor efectiva, el diseño del recinto de enfriamiento de inmersión es esencial. Debe mantener un entorno seguro, estable y bien controlado al tiempo que garantiza que los componentes ASIC reciban la cantidad máxima de exposición al fluido dieléctrico. Los fabricantes modifican con frecuencia estos recintos para adaptarse a configuraciones de hardware particulares y objetivos de rendimiento para satisfacer las necesidades particulares de varias plataformas mineras.

4. Dispositivos de transferencia de calor

Los ASIC producen mucho calor durante la operación, y el fluido dieléctrico circundante absorbe este calor. Es necesario un sistema de extracción de calor confiable para evitar que el fluido se alza a temperaturas que pueden afectar el rendimiento del hardware o la eficiencia de enfriamiento, que es donde entran los intercambiadores de calor.

La forma en que funcionan los intercambiadores de calor es mover el calor que se ha absorbido del fluido dieléctrico a un circuito de enfriamiento externo, como un sistema a base de aire o agua. Se pueden incorporar fácilmente al diseño de tanques de enfriamiento de inmersión y generalmente son pequeños y efectivos.

Los intercambiadores de calor son esenciales para preservar las condiciones de funcionamiento ideales y prolongar la vida útil del fluido y los componentes ASIC al mantener constante la temperatura del fluido.

5. Sistemas para bombas y filtración

El sistema de la bomba, que garantiza la circulación constante y efectiva del fluido dieléctrico, es una parte esencial de cualquier configuración de enfriamiento de inmersión. El fluido calentado es transferido por estas bombas desde el tanque de inmersión a los intercambiadores de calor, donde se elimina el calor adicional, y luego el fluido enfriado se devuelve al tanque.

Los sistemas de filtración también se incorporan con frecuencia para preservar el rendimiento y la pureza del fluido dieléctrico. La estabilidad química del fluido y la conductividad térmica pueden verse afectadas con el tiempo por el polvo, los desechos o los residuos del hardware que se acumula en él. Al ayudar en la eliminación de impurezas nocivas, los sistemas de filtración prolongan la vida útil de los fluidos y garantizan la transferencia de calor ideal.

¿Qué distingue el enfriamiento de inmersión de las técnicas de enfriamiento convencionales?

Los mineros ASIC generan una cantidad significativa de calor mientras realizan trabajos informáticos exigentes. El manejo efectivo del calor es crucial ya que las altas temperaturas pueden causar estrangulamiento térmico, lo que reduce automáticamente la velocidad del minero para evitar el sobrecalentamiento. La exposición prolongada a altas temperaturas puede acelerar el deterioro del hardware con el tiempo, lo que aumenta la posibilidad de mal funcionamiento y acorta la vida útil del minero.

Para lidiar con el calor producido por los mineros ASIC, se han empleado técnicas de enfriamiento tradicionales como el líquido y el enfriamiento del aire. El método más popular, el enfriamiento del aire, utiliza ventiladores para circular el aire alrededor de los mineros y liberar calor al área circundante.

El enfriamiento por aire es económico y simple de usar, aunque pierde efectividad en áreas calientes o en operaciones mineras densamente pobladas. Su dependencia del flujo de aire también puede dar como resultado la acumulación de polvo, lo que reduce la efectividad del enfriamiento y aumenta los requisitos de mantenimiento.

En contraste, el enfriamiento líquido transfiere el calor de los componentes mineros ASIC a un radiador, donde se descarga posteriormente, utilizando un refrigerante circulante. Los sistemas tradicionales de enfriamiento líquido, que dependen de bombas, tubos y radiadores, son más complicados incluso si son más eficientes que el enfriamiento por aire. Además de aumentar la posibilidad de fugas y fallas de hardware, esta complejidad dificulta la implementación a gran escala debido a la configuración intrincada y los altos requisitos de espacio.

Ambas técnicas de enfriamiento convencionales son algo exitosas, pero no pueden manejar efectivamente el calor extremo generado por los mineros ASIC. Estos inconvenientes muestran cuán urgentemente se necesitan soluciones sofisticadas como el enfriamiento por inmersión, ya que pueden mejorar en gran medida la eficiencia, la confiabilidad y la escalabilidad de las operaciones mineras de bitcoins.

Beneficios del enfriamiento de sumersión

Muchas ventajas del enfriamiento de inmersión superan los inconvenientes de las técnicas de enfriamiento convencionales para la minería de bitcoins. Prolonga la vida útil de las plataformas mineras y mejora su rendimiento general, además de aumentar su eficiencia operativa.

1. Efectividad de enfriamiento ideal

Los mineros ASIC de alto rendimiento generan una salida de calor extremadamente alta, que a menudo es demasiado para manejar los sistemas de enfriamiento de aire y líquido convencionales. Estos sistemas con frecuencia dan como resultado una regulación desigual de la temperatura, un mayor uso de energía y la posibilidad de estrangulamiento térmico, lo que puede acortar la vida útil del dispositivo y reducir el rendimiento.

Sin embargo, al sumergir completamente el equipo de minería en un fluido dieléctrico y conductivo térmicamente, el enfriamiento de inmersión proporciona un sustituto muy eficiente. Igual con altas cargas de trabajo, esta técnica mantiene temperaturas de funcionamiento ideales y aumenta significativamente la eficiencia de enfriamiento al permitir un movimiento de calor rápido y igual de componentes vitales.

2. Mayor durabilidad y rendimiento

Los mineros ASIC se mantienen continuamente dentro de los rangos de temperatura ideales debido a la gestión térmica sobresaliente proporcionada por los sistemas de enfriamiento de inmersión. Estos sistemas evitan con éxito el estrangulamiento térmico, un problema frecuente que puede reducir significativamente la potencia del procesador bajo técnicas de enfriamiento convencionales, evitando el sobrecalentamiento. En consecuencia, los mineros ASIC pueden funcionar con una máxima eficiencia durante períodos prolongados de tiempo sin interrupciones.

Además, el enfriamiento de inmersión aumenta en gran medida la vida útil del hardware minero al minimizar los cambios de temperatura y reducir el estrés térmico general en delicados componentes electrónicos. Con el tiempo, menos fallas, costos de mantenimiento más baratos y un mayor rendimiento de la inversión resultan de esta disminución en el desgaste y la tensión relacionados con el calor.

3. Disminución del uso de energía

Los requisitos de energía de las técnicas de enfriamiento convencionales, incluidos los ventiladores potentes y los grandes acondicionadores de aire, se reducen significativamente por los sistemas de enfriamiento de inmersión.

Estos elementos contribuyen a mayores costos operativos y una disminución de la eficiencia energética en las configuraciones tradicionales al consumir una cantidad significativa de la energía total necesaria en una operación minera.

En contraste, el enfriamiento de inmersión utiliza un método de contacto directo en el que los equipos mineros se sumergen en un fluido dieléctrico que se ha hecho cuidadosamente para transmitir calor. Esto elimina la necesidad de refrigeración o circulación del aire y permite una absorción y disipación de calor rápida y efectiva.

Para decirlo brevemente, el enfriamiento de inmersión reduce los desechos de energía y reduce drásticamente los gastos de electricidad. Por lo tanto, es una opción significativamente más económica y sostenible para operaciones mineras de criptomonedas extensas.

4. Optimización del espacio

Apoyar las configuraciones de hardware de alta densidad sin sacrificar el control térmico es uno de los principales beneficios del enfriamiento de inmersión. El número de mineros que se pueden alojar en un espacio determinado con frecuencia se limita a la necesidad de una distancia adecuada entre dispositivos para el flujo de aire efectivo y la disipación de calor, lo que requiere los sistemas tradicionales de enfriamiento de aire y líquido.

El enfriamiento de inmersión, por otro lado, elimina el calor de todas las superficies del hardware de manera consistente y uniforme sumergiendo el aparato directamente en un fluido dieléctrico térmicamente conductor.

Los mineros pueden colocarse mucho más juntos debido a la mejor capacidad de enfriamiento, lo que elimina el requisito de una gran infraestructura de ventilación y un amplio espacio. El efecto final es un diseño mucho más eficiente y compacto, lo cual es particularmente útil en entornos donde los bienes raíces son escasos o costosos.

Además de optimizar el uso de la infraestructura física que ya está disponible, el diseño de ahorro de espacio aumenta la capacidad minera total por pie cuadrado, mejorando la escalabilidad operativa y la rentabilidad de las operaciones mineras.

5. Menos ruido

El considerable ruido producido por los sistemas de enfriamiento industrial y los ventiladores de alta velocidad es una de las dificultades frecuentemente ignoradas en las operaciones mineras convencionales refrigeradas por aire. Para disipar el enorme calor generado por los mineros ASIC, estos fanáticos funcionan constantemente, lo que puede conducir a niveles de ruido increíblemente fuertes, especialmente en edificios compartidos, áreas residenciales y otros lugares donde el ruido es una preocupación.

La incomodidad e incluso las limitaciones en las ubicaciones de las operaciones mineras pueden resultar de la contaminación acústica. Este problema se resuelve con éxito mediante el enfriamiento de la inmersión, que elimina por completo la necesidad de enfriamiento basado en ventiladores y circulación de aire. No hay necesidad de piezas mecánicas ruidosas porque el hardware está sumergido en un fluido no conductor que disipa el calor de manera efectiva y pasiva.

Como resultado, la operación es casi silenciosa, lo que hace que el espacio de trabajo sea mucho más cómodo e discreto. Además de hacer que el enfriamiento de inmersión sea más atractivo para los mineros que trabajan en cualquier entorno donde la reducción de ruido sea una preocupación principal, también ayuda a crear una infraestructura minera que sea más limpia, más sostenible y más fácil de usar.

Posibles dificultades con la construcción del sistema de enfriamiento de inmersión

El enfriamiento por inmersión tiene varios beneficios para las operaciones mineras de bitcoin, pero es importante comprender las dificultades y los factores a tener en cuenta antes de implementar esta tecnología. Los mineros que evalúan si cambiar al enfriamiento de inmersión es el mejor curso de acción para su configuración deben ser conscientes de estos posibles desafíos.

1. Altos gastos iniciales

El desembolso inicial significativo requerido para cambiar al enfriamiento de inmersión es uno de los obstáculos principales. Los sistemas de inmersión son significativamente más caros que las opciones convencionales de enfriamiento de aire o líquido.

Los costos incluyen, por ejemplo, comprar intercambiadores de calor, fluidos dieléctricos de enfriamiento y tanques de inmersión especializados, así como modificar cualquier infraestructura que pueda ser necesaria para acomodar el nuevo sistema.

Antes de colocar el sistema de enfriamiento de inmersión para sus ASIC en su lugar, se debe realizar un análisis exhaustivo de costo-beneficio. Este estudio debería sopesar los posibles beneficios a largo plazo, tal longevidad de hardware mejorada, un uso reducido de energía y una mayor eficiencia energética, contra el capital inicial necesario.

Para recuperar gradualmente la inversión inicial, los operadores también deben pensar en aumentar los ahorros de menos requisitos de mantenimiento y gastos operativos continuos.

2. Necesidades operativas y de mantenimiento

Los sistemas de enfriamiento de inmersión no están completamente libres de mantenimiento, aunque generalmente requieren menos mantenimiento que las técnicas de enfriamiento tradicionales. Para garantizar el funcionamiento consistente y efectivo del sistema, son necesarios mantenimiento y monitoreo frecuentes.

Implica evaluar el nivel y la condición del fluido de enfriamiento, asegurándose de que las bombas y los intercambiadores de calor funcionen correctamente, y confirmando que el sistema de filtración está eliminando con éxito cualquier impureza o partícula del líquido.

Los operadores también deben comprender las necesidades operativas especiales asociadas con el enfriamiento de inmersión. Estos incluyen la degradación del monitoreo, los reemplazos de programación y conocer los protocolos adecuados para insertar o retirar hardware de forma segura de los tanques de inmersión, entre otros aspectos del control del ciclo de vida del fluido de enfriamiento.

Para que un sistema de enfriamiento de inmersión dure el mayor tiempo posible, los procedimientos de manejo y mantenimiento adecuados son esenciales.

3. Preparación y compatibilidad de hardware

Es importante darse cuenta de que no todos los mineros ASIC están hechos para sumergirse antes de poner en práctica el enfriamiento de la inmersión. Para que muchos modelos funcionen de manera segura y exitosa en un entorno de inmersión, se necesitan ajustes particulares. Eliminar los ventiladores de enfriamiento incorporados innecesarios es el primer y más popular paso.

Para detener la incursión de líquidos, algunas partes pueden requerir sellado adicional o salvaguardas además de la eliminación del ventilador. Por ejemplo, si no está aislado o protegido adecuadamente, los conectores, los circuitos expuestos o los sensores térmicos pueden ser susceptibles incluso a los fluidos dieléctricos.

Las repercusiones graves pueden resultar de una preparación inadecuada. A pesar del hecho de que los fluidos dieléctricos no son conductores, la exposición prolongada a fluidos contaminados o inocentes puede causar corrosión, cortocircuitos o el deterioro de componentes delicados, como juntas de soldadura y condensadores.

Técnicas superiores para sistemas que utilizan enfriamiento de inmersión

La adopción del enfriamiento de inmersión puede aumentar significativamente la durabilidad y la eficiencia de los mineros de ASIC, pero la maximización de sus ventajas requiere que se adhiera a las mejores prácticas. Los mineros pueden adherirse a las reglas cruciales que se enumeran a continuación para garantizar un rendimiento y confiabilidad óptimos.

1. Elegir el refrigerante adecuado

Seleccionar un refrigerante que equilibre la sostenibilidad y el rendimiento es esencial al instalar un sistema de enfriamiento de inmersión. Seleccione los fluidos de enfriamiento de inmersión especializados que sean ambientalmente benignos para reducir su influencia en el medio ambiente y no conductores para evitar peligros eléctricos.

Seleccione refrigerantes diseñados para garantizar el cumplimiento de los estándares sostenibles, la operación segura y la transmisión de calor efectiva. Como resultado, puede anticipar la funcionalidad sostenida y el mantenimiento del sistema de conciencia.

2. Realización de auditorías ASIC frecuentes

Mantener un rendimiento óptimo y evitar desgloses costosos de su sistema de enfriamiento de inmersión requiere inspecciones regulares e integrales. Antes de convertirse en problemas más importantes, estas inspecciones de rutina ayudan a detectar el desgaste, el mal funcionamiento o la ineficiencia desde el principio, como el deterioro de los líquidos, las anormalidades de la bomba o la acumulación de intercambiador de calor.

Los niveles de fluido y la claridad, el rendimiento de la bomba y el filtro, la estabilidad de la temperatura e integridad de sello y conexión son áreas importantes para verificar. Los operadores pueden minimizar el tiempo de inactividad, abordar los problemas menores rápidamente y aumentar la eficacia de la configuración de enfriamiento y la vida operativa del hardware ASIC al vigilar de cerca el sistema.

3. La capacidad de responder a emergencias

Tener una estrategia de respuesta de emergencia clara es crucial para manejar de manera rápida y eficiente situaciones imprevistas como derrames de fluidos, fugas o fallas en el sistema. Si estos incidentes no se abordan de inmediato, pueden provocar daños en el equipo, tiempo de inactividad prolongado y mayores gastos operativos.

Un plan de preparación exhaustivo debe incluir protocolos bien documentados para reparar o reemplazar equipos defectuosos, contener y limpiar de forma segura derrames de fluidos, y aislar y cerrar componentes impactados.

Asegúrese de que el personal reciba instrucciones adecuadas en los procedimientos de emergencia y que todos los suministros de seguridad requeridos, incluidos los equipos de protección, los materiales absorbentes y los kits de derrame, estén fácilmente disponibles. Las auditorías y ejercicios frecuentes del sistema pueden mejorar su tiempo de respuesta, reducir el tiempo de inactividad y salvaguardar su información y hardware personal.

Resultados finales

Además de reducir el ruido y el mejor calor de control que las técnicas de enfriamiento convencionales, el enfriamiento de inmersión proporciona un medio fuerte y efectivo para extender la vida y el rendimiento de su minero ASIC. La construcción de un sistema confiable y sostenible para principiantes requiere una conciencia de los fundamentos, desde la selección de la configuración adecuada de refrigerante y tanque para asegurarse de que se realice el mantenimiento correcto.

El enfriamiento de inmersión es una de esas opciones que no solo optimiza la eficiencia del hardware, sino que también promueve prácticas ecológicas, lo que es particularmente relevante dada la creciente popularidad de la minería criptográfica. Puede mejorar su éxito minero y optimizar sus operaciones comenzando con la información y el equipo apropiados.