Un'introduzione al raffreddamento ad immersione del minatore ASIC

Panoramica

Con così tanti nuovi clienti che si uniscono al mercato, il mining di criptovaluta è diventato abbastanza competitivo. Al fine di sovraperformare i concorrenti nella rete mineraria e aumentare le possibilità di ricevere premi minerari, praticamente ogni utente moderno ha hardware minerario specializzato, come un minatore ASIC con capacità sofisticate.

Un possibile svantaggio dei minatori ASIC è che producono molto calore, anche se sono perfetti per il mining di criptovaluta in questo settore spietato. Le alte temperature hanno il potenziale per danneggiare la tua configurazione mineraria o addirittura iniziare un incendio se non vengono gestite in modo appropriato. Per rimuovere il calore e mantenere la temperatura ideale, i minatori installano spesso sistemi di raffreddamento ad immersione.

A causa della loro efficace dissipazione del calore, funzionamento più silenzioso e alternativa più affidabile, i minatori favoriscono i sistemi di raffreddamento dell'immersione. Questo blog è specificamente per te se sei nuovo sul campo e vuoi saperne di più sulle soluzioni di raffreddamento ad immersione per i minatori ASIC.

Una spiegazione del raffreddamento dell'immersione

I minatori ASIC sono completamente immersi in un fluido dielettrico non conduttivo come parte della tecnologia di raffreddamento a liquido di raffreddamento ad immersione. Il calore prodotto dai componenti ASIC viene assorbito dal liquido circostante.

Il liquido più caldo e meno denso sale verso l'alto a causa del gradiente di temperatura nel liquido. La convezione naturale è il processo che rimuove questo fluido riscaldato e lo sostituisce con un liquido più fresco dal fondo. Questa tecnica migliora notevolmente l'efficienza energetica del minatore ASIC rimuovendo la necessità di elementi di raffreddamento attivi come i ventole perché dipende dal trasferimento di calore passivo.

Poiché non devono affrontare polvere, punti caldi o rumori forti, molti minatori oggi preferiscono il raffreddamento dell'immersione. A causa del suo efficace raffreddamento, persino distribuzione della temperatura e livello di rumore inferiore, favoriscono il raffreddamento dell'immersione.

Il raffreddamento ad immersione garantisce una distribuzione della temperatura uniforme, una bassa manutenzione e meno rumore rispetto al raffreddamento dell'aria o della ventola, che può combattere con polvere, macchie di calore e rumore.

Esistono due varietà di raffreddamento ad immersione, in particolare

1. Raffreddamento tramite immersione monofase

I rack server vengono immersi direttamente in un liquido non conduttivo unico che rimane liquido in un sistema di raffreddamento a liquido monofase. Il liquido circostante assorbe il calore quando i server si riscaldano. Dopo essere passati tramite un'unità di distribuzione di raffreddamento, il liquido riscaldato viene raffreddato in una torre di raffreddamento prima di essere riciclato nel serbatoio.

Contrariamente ai sistemi a due fasi più intricati, l'intera configurazione è davvero semplice. Sebbene sia meno efficace e in genere richieda più energia per mantenere le cose fresche, è più semplice da usare e meno costoso da installare.

2. Raffreddamento ad immersione in due fasi

Un serbatoio sigillato contenente un liquido unico con un punto di ebollizione basso ospita server in un sistema di raffreddamento a due fasi. Il liquido inizia a bollire mentre i server producono calore, vaporizzando. Questa tecnica sfrutta la transizione di fase dal liquido a vapore per trasferire il calore dai componenti ASIC, in contrasto con i sistemi monofase in cui il liquido rimane in un singolo stato.

Il ciclo viene riavviato quando il vapore aumenta e passa tramite un sistema di raffreddamento sopra i server, dove si condensa in forma liquida e gocciola nel serbatoio.

I sistemi a due fasi sono più efficienti e richiedono meno spazio nel complesso, ma sono più costosi da installare rispetto a quelli monofase.

Componenti di raffreddamento ad immersione

Nonostante operino in comune, i sistemi di raffreddamento ad immersione monofase e bifase hanno una serie di cose importanti in comune, in particolare per quanto riguarda le parti fondamentali che usano.

1. Dielettrici fluidi

Per i sistemi di raffreddamento a liquido, è essenziale selezionare il fluido dielettrico appropriato. Per le prestazioni di lunga durata, il fluido deve essere in grado di trasmettere il calore in modo efficace, essere non conduttivo per prevenire i cortometraggi elettrici e mantenere la sua stabilità chimica nel tempo. Gli oli sintetici e i liquidi di raffreddamento specificamente sono scelti popolari.

2. serbatoi per il raffreddamento

Questi serbatoi sono cruciali per contenere il fluido dielettrico e le apparecchiature IT, come rack server o minatori ASIC, in qualsiasi sistema di raffreddamento ad immersione. Devono essere forti, impermeabili alle perdite e realizzati per mantenere in modo sicuro il peso e la configurazione dell'attrezzatura, consentendo abbastanza flusso di fluidi.

I serbatoi dovrebbero anche includere caratteristiche che facilitano la manutenzione, il servizio e il rifornimento fluido di routine, oltre ad essere semplici da accedere e mantenere. Al fine di garantire un'efficienza, una sicurezza e una scalabilità ottimali, molti minatori progettano e costruiscono serbatoi di raffreddamento personalizzati adatti alla loro infrastruttura perché spesso le scelte standard non soddisfano le specifiche uniche di ciascuna struttura.

3. Progettazione di recinti

Per un'efficace dissipazione del calore, il design del recinto di raffreddamento ad immersione è essenziale. Deve mantenere un ambiente sicuro, stabile e ben controllato garantendo al contempo che i componenti ASIC ricevano la massima quantità di esposizione al fluido dielettrico. I produttori modificano frequentemente questi recinti per adattarsi a particolari configurazioni hardware e obiettivi delle prestazioni al fine di soddisfare le esigenze particolari di vari impianti di mining.

4. Dispositivi di trasferimento termico

Gli ASIC producono molto calore durante il funzionamento e il fluido dielettrico circostante assorbe questo calore. È necessario un sistema di rimozione del calore affidabile per evitare che il fluido aumenti a temperature che possono compromettere le prestazioni dell'hardware o l'efficienza di raffreddamento, che è dove entrano gli scambiatori di calore.

Il modo in cui gli scambiatori di calore funzionano è spostando il calore che è stato assorbito dal fluido dielettrico in un ciclo di raffreddamento esterno, come un sistema a base di aria o acqua. Possono essere facilmente incorporati nella progettazione di serbatoi di raffreddamento ad immersione e di solito sono piccoli ed efficaci.

Gli scambiatori di calore sono essenziali per preservare le condizioni operative ideali e prolungare la vita del fluido e i componenti ASIC mantenendo costante la temperatura del fluido.

5. Sistemi per pompe e filtrazione

Il sistema di pompe, che garantisce una circolazione costante ed efficace del fluido dielettrico, è una parte essenziale di qualsiasi configurazione di raffreddamento ad immersione. Il fluido riscaldato viene trasferito da queste pompe dal serbatoio di immersione agli scambiatori di calore, dove viene eliminato il calore extra, quindi il fluido raffreddato viene restituito al serbatoio.

I sistemi di filtrazione sono anche spesso incorporati per preservare le prestazioni e la purezza del fluido dielettrico. La stabilità chimica del fluido e la conducibilità termica possono essere influenzate nel tempo da polvere, detriti o residui dall'hardware che si accumula. Assistando la rimozione di impurità dannose, i sistemi di filtrazione prolungano la vita fluida e garantiscono il trasferimento di calore ideale.

Cosa distingue il raffreddamento dell'immersione dalle tecniche di raffreddamento convenzionali?

I minatori ASIC generano una quantità significativa di calore mentre eseguono un lavoro di elaborazione esigente. Un'efficace gestione del calore è cruciale poiché le alte temperature possono causare una limitazione termica, il che riduce automaticamente la velocità del minatore per evitare il surriscaldamento. L'esposizione prolungata a temperature elevate può accelerare il deterioramento dell'hardware nel tempo, aumentando la possibilità di malfunzionamenti e accorciando la durata della vita del minatore.

Per affrontare il calore prodotto dai minatori ASIC, sono state impiegate tecniche di raffreddamento tradizionali come liquido e raffreddamento dell'aria. Il metodo più popolare, il raffreddamento dell'aria, utilizza i ventole per far circolare l'aria attorno ai minatori e rilasciare calore nell'area circostante.

Il raffreddamento dell'aria è economico e semplice da usare, sebbene perda l'efficacia nelle aree calde o in operazioni di mining densamente popolate. La sua dipendenza dal flusso d'aria può anche comportare l'accumulo di polvere, che riduce l'efficacia di raffreddamento e aumenta i requisiti di manutenzione.

Al contrario, il raffreddamento liquido trasferisce il calore dai componenti del minatore ASIC a un radiatore, dove viene successivamente dimesso, usando un refrigerante circolante. I sistemi di raffreddamento a liquido tradizionali, che dipendono da pompe, tubi e radiatori, sono più complicati anche se sono più efficienti del raffreddamento dell'aria. Oltre ad aumentare la possibilità di perdite e guasti hardware, questa complessità rende più difficile la distribuzione su larga scala a causa dell'intricata configurazione e degli elevati requisiti di spazio.

Entrambe le tecniche di raffreddamento convenzionali hanno un po 'di successo, ma non sono in grado di gestire efficacemente il calore estremo generato dai minatori ASIC. Questi svantaggi mostrano quanto siano necessarie soluzioni urgenti come il raffreddamento ad immersione, in quanto possono migliorare notevolmente l'efficienza, l'affidabilità e la scalabilità delle operazioni di mining di bitcoin.

Vantaggi del raffreddamento alla sommersione

Molti vantaggi del raffreddamento ad immersione superano gli svantaggi delle tecniche di raffreddamento convenzionali per il mining di Bitcoin. Prolunga la vita delle piattaforme minerarie e migliora le loro prestazioni complessive oltre ad aumentare la loro efficienza operativa.

1. Efficacia del raffreddamento ideale

I minatori ASIC ad alte prestazioni generano una produzione di calore estremamente elevata, che è spesso troppo per i sistemi di raffreddamento dell'aria e liquido convenzionali da gestire. Questi sistemi comportano spesso una regolazione della temperatura irregolare, un maggiore consumo di energia e la possibilità di limitazione termica, che può ridurre la durata della vita e ridurre le prestazioni.

Tuttavia, immergendo completamente l'attrezzatura mineraria in un fluido dielettrico termicamente conduttivo, il raffreddamento ad immersione fornisce un sostituto molto efficiente. Eguali con carichi di lavoro elevati, questa tecnica mantiene le temperature operative ideali e aumenta significativamente l'efficienza di raffreddamento consentendo un movimento di calore rapido e uguale lontano dai componenti vitali.

2. Aumento della durata e delle prestazioni

I minatori ASIC vengono continuamente mantenuti all'interno di gamme di temperatura ideali perché per la gestione termica eccezionale fornita dai sistemi di raffreddamento ad immersione. Questi sistemi evitano con successo la limitazione termica, un problema prevalente che può ridurre significativamente la potenza del processore in base alle tecniche di raffreddamento convenzionali, evitando il surriscaldamento. Di conseguenza, i minatori ASIC possono funzionare al massimo dell'efficienza per lunghi periodi di tempo senza interruzioni.

Inoltre, il raffreddamento dell'immersione aumenta notevolmente la durata della durata dell'hardware di mining minimizzando gli sbalzi di temperatura e abbassando la sollecitazione termica complessiva su delicati componenti elettronici. Nel tempo, meno fallimenti, costi di manutenzione più economici e un rendimento più elevato sugli investimenti derivano da questa diminuzione dell'usura e della tensione legate al calore.

3. Riduzione del consumo di energia

I requisiti energetici delle tecniche di raffreddamento convenzionali, tra cui potenti ventilatori e grandi condizionatori d'aria, sono significativamente ridotti dai sistemi di raffreddamento ad immersione.

Questi elementi contribuiscono a costi operativi più elevati e una ridotta efficienza energetica nelle configurazioni tradizionali consumando una quantità significativa dell'energia totale necessaria in un'operazione di mining.

Al contrario, il raffreddamento ad immersione utilizza un metodo a contatto diretto in cui le apparecchiature di estrazione sono immerse in un fluido dielettrico che è stato accuratamente realizzato per trasmettere il calore. Ciò elimina la necessità di refrigerazione o circolazione dell'aria e consente l'assorbimento e la dissipazione rapidi ed efficaci.

Per dirla brevemente, il raffreddamento ad immersione riduce i rifiuti di energia e riduce drasticamente le spese di elettricità. È quindi un'opzione significativamente più economica e sostenibile per estese operazioni di mining di criptovaluta.

4. Ottimizzazione dello spazio

Supportare configurazioni hardware ad alta densità senza sacrificare il controllo termico è uno dei principali vantaggi del raffreddamento ad immersione. Il numero di minatori che possono essere alloggiati in un determinato spazio è spesso limitato dalla necessità di una distanza adeguata tra i dispositivi per efficaci flusso d'aria e dissipazione del calore, che è richiesto dai tradizionali sistemi di raffreddamento dell'aria e liquido.

Il raffreddamento ad immersione, d'altra parte, rimuove il calore da tutte le superfici dell'hardware in modo coerente e uniforme immergendo l'apparato direttamente in un fluido dielettrico termicamente conduttivo.

I minatori possono essere posizionati molto più vicini a causa del miglioramento della capacità di raffreddamento, che elimina il requisito per l'infrastruttura di ventilazione di grandi dimensioni e una spaziatura ampia. The end effect is a layout that is much more efficient and compact, which is particularly useful in settings where real estate is scarce or costly.

Oltre a ottimizzare l'uso dell'infrastruttura fisica già disponibile, il design per risparmiare spazio aumenta la capacità di mining totale per piede quadrato, migliorando la scalabilità operativa e la redditività delle operazioni di estrazione.

5. Meno rumore

The considerable noise produced by industrial cooling systems and high-speed fans is one of the frequently disregarded difficulties in conventional air-cooled mining operations. Al fine di dissipare l'enorme calore generato dai minatori ASIC, questi ventilatori funzionano costantemente, il che può portare a livelli di rumore incredibilmente forti, specialmente in edifici condivisi, aree residenziali e altre località in cui il rumore è una preoccupazione.

Il disagio e persino i limiti nelle posizioni delle operazioni di estrazione potrebbero derivare dall'inquinamento acustico. Questo problema viene risolto con successo dal raffreddamento ad immersione, che elimina completamente la necessità di raffreddamento a ventole e circolazione dell'aria. Non è necessario parti meccaniche rumorose perché l'hardware è immerso in un fluido non conduttivo che dissipa efficacemente e passivamente il calore.

Di conseguenza, l'operazione è quasi silenziosa, rendendo l'area di lavoro molto più confortevole e poco appariscente. Oltre a rendere il raffreddamento di immersione più attraente per i minatori che lavorano in qualsiasi ambiente in cui la riduzione del rumore è una preoccupazione primaria, aiuta anche a creare un'infrastruttura di mining più pulita, più sostenibile e più facile da usare.

Possibili difficoltà con la costruzione del sistema di raffreddamento ad immersione

Il raffreddamento ad immersione ha diversi vantaggi per le operazioni di mining di Bitcoin, ma è importante comprendere le difficoltà e i fattori da prendere in considerazione prima di implementare questa tecnologia. I minatori che valutano se il passaggio al raffreddamento ad immersione è il miglior modo di agire per la loro configurazione debbano essere consapevoli di queste potenziali sfide.

1. Spese iniziali elevate

Il significativo esborso iniziale richiesto per passare al raffreddamento ad immersione è uno degli ostacoli principali. I sistemi di immersione sono significativamente più costosi rispetto alle opzioni di raffreddamento dell'aria o liquido convenzionali.

I costi includono, ad esempio, l'acquisto di scambiatori di calore, fluidi di raffreddamento dielettrico e serbatoi di immersione specializzati, oltre a modificare qualsiasi infrastruttura che potrebbe essere necessaria per ospitare il nuovo sistema.

Prima di mettere in atto il sistema di raffreddamento ad immersione per i tuoi ASIC, è necessario effettuare un'analisi costi-benefici. Questo studio dovrebbe valutare i possibili benefici a lungo termine, tale miglioramento della longevità hardware, un utilizzo di potenza ridotto e una maggiore efficienza energetica, rispetto al capitale iniziale necessario.

Al fine di recuperare gradualmente l'investimento iniziale, gli operatori dovrebbero anche pensare ad aumentare i risparmi da meno requisiti di manutenzione e spese operative in corso.

2. Esigenze operative e di manutenzione

I sistemi di raffreddamento ad immersione non sono interamente esenti da manutenzione, anche se di solito richiedono meno manutenzione rispetto alle tecniche di raffreddamento tradizionali. Per garantire un funzionamento del sistema coerente ed efficace, sono necessari frequenti manutenzione e monitoraggio.

Implica la valutazione del livello e delle condizioni del fluido di raffreddamento, assicurandosi che le pompe e gli scambiatori di calore funzionino correttamente e confermano che il sistema di filtrazione sta eliminando con successo eventuali impurità o particelle dal liquido.

Gli operatori devono anche comprendere le esigenze operative speciali associate al raffreddamento dell'immersione. Questi includono il degrado del monitoraggio, la pianificazione delle sostituzioni e la conoscenza dei protocolli adeguati per l'inserimento in modo sicuro o il ritiro dell'hardware dai serbatoi di immersione, tra gli altri aspetti del controllo del ciclo di vita del fluido di raffreddamento.

Affinché un sistema di raffreddamento ad immersione duri il più a lungo possibile, sono essenziali le procedure di gestione e manutenzione adeguate.

3. Preparazione e compatibilità dell'hardware

È importante rendersi conto che non tutti i minatori ASIC sono fatti per essere immersi prima di mettere in pratica il raffreddamento dell'immersione. Affinché molti modelli funzionino in modo sicuro e con successo in un ambiente di immersione, sono necessarie particolari regolazioni. Rimuovere i ventilatori di raffreddamento integrati non necessari è il primo e più popolare passo.

Per interrompere l'incursione del fluido, alcune parti potrebbero richiedere una tenuta extra o garanzia oltre alla rimozione della ventola. Ad esempio, se non adeguatamente isolato o protetto, i connettori, i circuiti esposti o i sensori termici possono essere suscettibili anche ai fluidi dielettrici.

Repercussioni gravi possono derivare da una preparazione inadeguata. Nonostante il fatto che i fluidi dielettrici siano non conduttivi, un'esposizione estesa a fluidi contaminati o mantenuti in modo improprio può causare corrosione, corrosioni o deterioramento di componenti delicati come giunti di saldatura e condensatori.

Le migliori tecniche per i sistemi che utilizzano il raffreddamento dell'immersione

L'adozione del raffreddamento ad immersione può aumentare significativamente la durata e l'efficienza dei minatori ASIC, ma la massimizzazione dei suoi vantaggi richiede l'adesione alle migliori pratiche. I minatori possono aderire alle regole cruciali elencate di seguito per garantire prestazioni e affidabilità ottimali.

1. Scegliere il refrigerante corretto

La selezione di un refrigerante che bilancia la sostenibilità e le prestazioni è essenziale durante l'installazione di un sistema di raffreddamento ad immersione. Seleziona fluidi di raffreddamento ad immersione specializzati che sono benigni ecologici per ridurre la loro influenza sull'ambiente e non conduttivi per evitare pericoli elettrici.

Seleziona i refrigeranti progettati per garantire la conformità degli standard sostenibili, il funzionamento sicuro e la trasmissione di calore efficace. Di conseguenza, puoi anticipare funzionalità sostenute e manutenzione del sistema coscienzioso.

2. Conduzione di frequenti audit ASIC

Mantenere prestazioni ottimali ed evitare costosi guasti del sistema di raffreddamento ad immersione richiede ispezioni regolari e complete. Prima di diventare problemi più significativi, queste ispezioni di routine aiutano a individuare l'usura, il malfunzionamento o l'inefficienza all'inizio, come deterioramento del fluido, anomalie della pompa o accumulo di scambiatore di calore.

Livelli di fluido e chiarezza, prestazioni della pompa e filtro, stabilità della temperatura e integrità di tenuta e connessione sono aree importanti da verificare. Gli operatori possono ridurre al minimo i tempi di inattività, affrontare rapidamente i problemi minori e aumentare l'efficacia della configurazione del raffreddamento e la vita operativa dell'hardware ASIC tenendo d'occhio il sistema.

3. La capacità di rispondere alle emergenze

Avere una chiara strategia di risposta alle emergenze è fondamentale per la gestione prontamente ed efficientemente impreviste come fuoriuscite di fluidi, perdite o guasti al sistema. Se questi incidenti non vengono affrontati immediatamente, possono causare danni alle attrezzature, tempi di inattività prolungati e spese operative più elevate.

Un piano di prontezza approfondito dovrebbe includere protocolli ben documentati per la riparazione o la sostituzione di apparecchiature difettose, contenente e pulizia saldamente le fuoriuscite di fluidi e l'isolamento e la chiusura dei componenti colpiti.

Assicurarsi che il personale sia adeguatamente istruito nelle procedure di emergenza e che tutte le forniture di sicurezza richieste, compresi gli ingranaggi protettivi, i materiali assorbenti e i kit di fuoriuscita, siano facilmente disponibili. Audit e esercitazioni di sistema frequenti possono migliorare i tempi di risposta, ridurre i tempi di inattività e salvaguardare le informazioni personali e l'hardware.

Risultati finali

Oltre a abbassare il rumore e a controllare meglio il calore rispetto alle tecniche di raffreddamento convenzionali, il raffreddamento ad immersione fornisce un mezzo forte ed efficace per estendere la vita e le prestazioni del tuo minatore ASIC. Costruire un sistema affidabile e sostenibile per i principianti richiede una consapevolezza dei fondamentali, dalla selezione della configurazione del refrigerante e del serbatoio appropriato per assicurarsi che venga eseguita la manutenzione corretta.

Il raffreddamento ad immersione è una di queste opzioni che non solo ottimizza l'efficienza hardware, ma promuove anche pratiche ecologiche, il che è particolarmente rilevante, data la crescente popolarità del mining di criptovaluta. Puoi migliorare il successo del mining e semplificare le operazioni iniziando con le informazioni e le attrezzature appropriate.