Un'introduzione al raffreddamento ad immersione ASIC Miner

PANORAMICA

Con così tanti nuovi clienti che si uniscono al mercato, il mining di criptovalute è diventato piuttosto competitivo. Per superare i concorrenti nella rete mineraria e aumentare le possibilità di ricevere premi minerari, praticamente ogni utente moderno dispone di hardware minerario specializzato, come un minatore ASIC con funzionalità sofisticate.

Un possibile svantaggio dei miner ASIC è che producono molto calore, anche se sono perfetti per il mining di criptovalute in questo settore spietato. Le alte temperature possono potenzialmente danneggiare la tua attrezzatura mineraria o addirittura provocare 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.

Grazie alla loro efficace dissipazione del calore, al funzionamento più silenzioso e ad un’alternativa più affidabile, i minatori preferiscono i sistemi di raffreddamento ad immersione. Questo blog è pensato appositamente per te se sei nuovo nel settore e desideri saperne di più sulle soluzioni di raffreddamento a immersione per i miner ASIC.

Una spiegazione del raffreddamento ad 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 tuo ASIC Miner eliminando la necessità di elementi di raffreddamento attivi come le ventole perché dipende dal trasferimento di calore passivo.

Poiché non devono far fronte a polvere, punti caldi o rumori forti, molti minatori oggi preferiscono il raffreddamento ad immersione. Grazie al raffreddamento efficace, alla distribuzione uniforme della temperatura e al livello di rumore inferiore, favoriscono il raffreddamento ad immersione.

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

Esistono, nello specifico, due varietà di raffreddamento ad immersione

1. Raffreddamento tramite immersione monofase

I rack dei server sono immersi direttamente in un esclusivo liquido non conduttivo che rimane liquido attraverso un sistema di raffreddamento a liquido monofase. Il liquido circostante assorbe il calore quando i server si surriscaldano. Dopo essere passato attraverso un'unità di distribuzione del raffreddamento, il liquido riscaldato viene raffreddato in una torre di raffreddamento prima di essere riciclato nuovamente nel serbatoio.

A differenza dei sistemi bifase più complessi, l’intera configurazione è davvero semplice. Sebbene sia meno efficace e in genere richieda più energia per mantenere le cose al fresco, è più semplice da utilizzare e meno costoso da installare.

2. Raffreddamento per immersione in due fasi

Un serbatoio sigillato contenente un liquido unico con un basso punto di ebollizione ospita i 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 da liquido a vapore per trasferire il calore lontano dai componenti ASIC, a differenza dei sistemi monofase in cui il liquido rimane in un unico stato.

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

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

Componenti di raffreddamento per immersione

Nonostante funzionino in modo diverso, 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 utilizzano.

1. Dielettrici fluidi

Per i sistemi di raffreddamento a liquido, è essenziale selezionare il fluido dielettrico appropriato. Per prestazioni durature, il fluido deve essere in grado di trasmettere il calore in modo efficace, essere non conduttivo per evitare cortocircuiti elettrici e mantenere la sua stabilità chimica nel tempo. Gli oli sintetici e i fluidi di raffreddamento realizzati appositamente sono scelte popolari.

2. Serbatoi per il raffreddamento

Questi serbatoi sono fondamentali per contenere il fluido dielettrico e le apparecchiature IT, come server rack o ASIC Miner, in qualsiasi sistema di raffreddamento ad immersione. Devono essere robusti, impermeabili alle perdite e realizzati per sostenere in modo sicuro il peso e la configurazione dell'apparecchiatura, pur consentendo un flusso di fluido sufficiente.

I serbatoi dovrebbero inoltre includere caratteristiche che facilitino la manutenzione ordinaria, l'assistenza e il rifornimento di liquidi, oltre ad essere di facile accesso e manutenzione. Al fine di garantire efficienza, sicurezza e scalabilità ottimali, molti minatori progettano e costruiscono serbatoi di raffreddamento personalizzati adatti alla loro infrastruttura perché le scelte standard spesso non soddisfano le specifiche uniche di ciascuna struttura.

3. Progettazione degli involucri

Per un'efficace dissipazione del calore, il design dell'armadio di raffreddamento a immersione è essenziale. Deve mantenere un ambiente sicuro, stabile e ben controllato garantendo al tempo stesso che i componenti ASIC ricevano la massima esposizione al fluido dielettrico. I produttori modificano spesso questi involucri per adattarli a particolari configurazioni hardware e obiettivi prestazionali al fine di soddisfare le particolari esigenze di varie piattaforme minerarie.

4. Dispositivi di trasferimento del calore

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

Il modo in cui funzionano gli scambiatori di calore è spostare il calore che è stato assorbito dal fluido dielettrico a un circuito 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 sono generalmente piccoli ed efficaci.

Gli scambiatori di calore sono essenziali per preservare le condizioni operative ideali e prolungare la vita del fluido e dei 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 parte essenziale di qualsiasi configurazione di raffreddamento ad immersione. Il fluido riscaldato viene trasferito da queste pompe dal serbatoio ad immersione agli scambiatori di calore, dove viene eliminato il calore in eccesso, e quindi il fluido raffreddato viene restituito al serbatoio.

Spesso vengono incorporati anche sistemi di filtraggio per preservare le prestazioni e la purezza del fluido dielettrico. La stabilità chimica e la conduttività termica del fluido potrebbero essere compromesse nel tempo dall'accumulo di polvere, detriti o residui dell'hardware al suo interno. Aiutando nella rimozione delle impurità nocive, i sistemi di filtrazione prolungano la vita del fluido e garantiscono un trasferimento di calore ideale.

Cosa distingue il raffreddamento ad immersione dalle tecniche di raffreddamento convenzionali?

I minatori ASIC generano una quantità significativa di calore durante l'esecuzione di lavori di elaborazione impegnativi. Una gestione efficace del calore è fondamentale poiché le alte temperature possono causare una limitazione termica, che riduce automaticamente la velocità del minatore per evitare il surriscaldamento. L'esposizione prolungata alle alte temperature può accelerare il deterioramento dell'hardware nel tempo, aumentando la possibilità di malfunzionamenti e accorciando la durata della vita del minatore.

Per gestire il calore prodotto dai miner ASIC, sono state impiegate tecniche di raffreddamento tradizionali come il raffreddamento a liquido e ad aria. Il metodo più diffuso, il raffreddamento ad aria, utilizza i ventilatori per far circolare l'aria attorno ai minatori e rilasciare calore nell'area circostante.

Il raffreddamento ad aria è economico e semplice da usare, anche se perde efficacia nelle aree calde o nelle operazioni minerarie densamente popolate. La sua dipendenza dal flusso d'aria può anche provocare un accumulo di polvere, che riduce l'efficacia del raffreddamento e aumenta i requisiti di manutenzione.

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

Entrambe le tecniche di raffreddamento convenzionali hanno un certo successo, ma non sono in grado di gestire efficacemente il calore estremo generato dai miner ASIC. Questi inconvenienti mostrano quanto siano urgentemente necessarie soluzioni sofisticate come il raffreddamento ad immersione, poiché potrebbero migliorare notevolmente l’efficienza, l’affidabilità e la scalabilità delle operazioni di mining di bitcoin.

Vantaggi del raffreddamento ad immersione

Molti vantaggi del raffreddamento ad immersione superano gli svantaggi delle tecniche di raffreddamento convenzionali per l’estrazione di bitcoin. Prolunga la vita delle piattaforme minerarie e ne migliora le prestazioni complessive oltre ad aumentarne l'efficienza operativa.

1. Efficacia di raffreddamento ideale

I minatori ASIC ad alte prestazioni generano una produzione di calore estremamente elevata, che spesso è eccessiva da gestire per i tradizionali sistemi di raffreddamento ad aria e a liquido. Questi sistemi spesso comportano una regolazione non uniforme della temperatura, un maggiore consumo energetico e la possibilità di limitazione termica, che può ridurre la durata del dispositivo e ridurne le prestazioni.

Tuttavia, immergendo completamente l'attrezzatura mineraria in un fluido dielettrico termicamente conduttivo, il raffreddamento per immersione fornisce un sostituto molto efficiente. a parità di carichi di lavoro elevati, questa tecnica mantiene le temperature operative ideali e aumenta significativamente l'efficienza del raffreddamento consentendo un rapido ed uniforme spostamento del calore lontano dai componenti vitali.

2. Maggiore durata e prestazioni

I minatori ASIC vengono continuamente mantenuti entro intervalli di temperatura ideali grazie all'eccezionale gestione termica fornita dai sistemi di raffreddamento ad immersione. Questi sistemi evitano con successo la limitazione termica, un problema diffuso che può ridurre significativamente la potenza del processore con le tecniche di raffreddamento convenzionali, evitando il surriscaldamento. Di conseguenza, i miner ASIC possono funzionare alla massima efficienza per lunghi periodi di tempo senza interruzioni.

Inoltre, il raffreddamento ad immersione aumenta notevolmente la durata dell'hardware di mining riducendo al minimo gli sbalzi di temperatura e diminuendo lo stress termico complessivo sui delicati componenti elettronici. Nel corso del tempo, questa diminuzione dell'usura e della deformazione legate al calore determina un minor numero di guasti, costi di manutenzione più economici e un maggiore ritorno sull'investimento.

3. Diminuzione del consumo energetico

Il fabbisogno energetico delle tecniche di raffreddamento convenzionali, inclusi ventilatori potenti e condizionatori di grandi dimensioni, viene notevolmente ridotto dai sistemi di raffreddamento ad immersione.

Questi elementi contribuiscono a costi operativi più elevati e a una diminuzione dell’efficienza energetica nelle configurazioni tradizionali consumando una quantità significativa dell’energia totale necessaria in un’operazione mineraria.

Al contrario, il raffreddamento per immersione utilizza un metodo a contatto diretto in cui l’attrezzatura mineraria è immersa in un fluido dielettrico appositamente realizzato per trasmettere il calore. Ciò elimina la necessità di refrigerazione o circolazione dell'aria e consente un assorbimento e una dissipazione del calore rapidi ed efficaci.

Per dirla in breve, il raffreddamento ad immersione riduce gli sprechi energetici e abbassa drasticamente le spese elettriche. Si tratta quindi di un’opzione significativamente più economica e sostenibile per operazioni estese di mining di criptovalute.

4. Ottimizzazione dello spazio

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

Il raffreddamento per immersione, d'altro canto, 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 tra loro grazie alla migliore capacità di raffreddamento, che elimina la necessità di grandi infrastrutture di ventilazione e di ampi spazi. L'effetto finale è un layout molto più efficiente e compatto, particolarmente utile in ambienti in cui gli spazi sono scarsi o costosi.

Oltre a ottimizzare l’uso dell’infrastruttura fisica già disponibile, il design salvaspazio aumenta la capacità mineraria totale per metro quadrato, migliorando la scalabilità operativa e la redditività delle operazioni minerarie.

5. Meno rumore

Il notevole rumore prodotto dai sistemi di raffreddamento industriali e dai ventilatori ad alta velocità è una delle difficoltà spesso trascurate nelle operazioni minerarie convenzionali raffreddate ad aria. Per dissipare l'enorme calore generato dai miner ASIC, queste ventole funzionano costantemente, il che può portare a livelli di rumore incredibilmente elevati, soprattutto negli edifici condivisi, nelle aree residenziali e in altri luoghi in cui il rumore è un problema.

Il disagio e persino le limitazioni sui luoghi delle operazioni minerarie potrebbero derivare dall’inquinamento acustico. Questo problema viene risolto con successo dal raffreddamento ad immersione, che elimina completamente la necessità del raffreddamento basato su ventola e della circolazione dell'aria. Non sono necessarie parti meccaniche rumorose perché l'hardware è immerso in un fluido non conduttivo che dissipa efficacemente e passivamente il calore.

Di conseguenza, il funzionamento è quasi silenzioso, rendendo lo spazio di lavoro molto più confortevole e poco appariscente. Oltre a rendere il raffreddamento ad 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 mineraria più pulita, più sostenibile e più facile da usare.

Possibili difficoltà con la costruzione del sistema di raffreddamento ad immersione

Il raffreddamento per immersione presenta numerosi 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 sia la migliore linea d’azione per la loro configurazione devono 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 ad immersione sono significativamente più costosi delle opzioni convenzionali di raffreddamento ad aria o a liquido.

I costi includono, ad esempio, l’acquisto di scambiatori di calore, fluidi di raffreddamento dielettrici e serbatoi di immersione specializzati, nonché la modifica di qualsiasi infrastruttura che potrebbe essere necessaria per ospitare il nuovo sistema.

Prima di installare il sistema di raffreddamento a immersione per i vostri ASIC, è necessario effettuare un'analisi approfondita costi-benefici. Questo studio dovrebbe valutare i possibili vantaggi a lungo termine, come una maggiore longevità dell’hardware, un consumo energetico ridotto e una maggiore efficienza energetica, rispetto al capitale iniziale necessario.

Per recuperare gradualmente l'investimento iniziale, gli operatori dovrebbero anche pensare ad aumentare i risparmi derivanti dalla minore necessità di manutenzione e dalle spese operative correnti.

2. Esigenze operative e di manutenzione

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

Si tratta di valutare il livello e le condizioni del fluido di raffreddamento, assicurarsi che le pompe e gli scambiatori di calore funzionino correttamente e verificare che il sistema di filtraggio stia eliminando con successo eventuali impurità o particelle dal liquido.

Gli operatori devono inoltre comprendere le particolari esigenze operative associate al raffreddamento ad immersione. Questi includono il monitoraggio del degrado, la pianificazione delle sostituzioni e la conoscenza dei protocolli adeguati per l'inserimento o il ritiro sicuro dell'hardware dai serbatoi di immersione, oltre ad 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 procedure di gestione e manutenzione adeguate.

3. Preparazione e compatibilità dell'hardware

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

Per impedire l'infiltrazione di liquidi, alcune parti potrebbero richiedere sigillature o protezioni aggiuntive oltre alla rimozione della ventola. Ad esempio, se non adeguatamente isolati o protetti, i connettori, i circuiti esposti o i sensori termici possono essere sensibili anche ai fluidi dielettrici.

Gravi ripercussioni possono derivare da una preparazione inadeguata. Nonostante i fluidi dielettrici non siano conduttivi, l'esposizione prolungata a fluidi contaminati o conservati in modo improprio può causare corrosione, cortocircuiti o deterioramento di componenti delicati come giunti di saldatura e condensatori.

Le migliori tecniche per i sistemi che utilizzano il raffreddamento ad immersione

L'adozione del raffreddamento a immersione può aumentare in modo significativo la durata e l'efficienza dei miner ASIC, ma per massimizzarne i vantaggi è necessario aderire alle migliori pratiche. I minatori possono aderire alle regole cruciali elencate di seguito per garantire prestazioni e affidabilità ottimali.

1. Scelta del liquido refrigerante adeguato

La selezione di un refrigerante che bilanci sostenibilità e prestazioni è essenziale quando si installa un sistema di raffreddamento a immersione. Selezionare fluidi di raffreddamento a immersione specializzati che siano rispettosi dell'ambiente per ridurre la loro influenza sull'ambiente e non conduttivi per evitare pericoli elettrici.

Seleziona refrigeranti progettati per garantire la conformità agli standard sostenibili, un funzionamento sicuro e un'efficace trasmissione del calore. Di conseguenza, puoi aspettarti una funzionalità duratura e una manutenzione scrupolosa del sistema.

2. Conduzione di frequenti audit ASIC

Mantenere prestazioni ottimali ed evitare costosi guasti del sistema di raffreddamento a immersione richiede ispezioni regolari e complete. Prima che diventino problemi più significativi, queste ispezioni di routine aiutano a individuare tempestivamente usura, malfunzionamenti o inefficienze, come il deterioramento del fluido, le anomalie della pompa o l'accumulo dello scambiatore di calore.

I livelli e la limpidezza del fluido, le prestazioni della pompa e del filtro, la stabilità della temperatura e l'integrità delle guarnizioni e delle connessioni sono aree importanti da controllare. Gli operatori possono ridurre al minimo i tempi di inattività, risolvere rapidamente problemi minori e aumentare l'efficacia della configurazione di 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 gestire in modo rapido ed efficiente situazioni impreviste come fuoriuscite di liquidi, perdite o guasti del sistema. Se questi incidenti non vengono risolti immediatamente, potrebbero causare danni alle apparecchiature, tempi di inattività prolungati e maggiori spese operative.

Un piano di preparazione approfondito dovrebbe includere protocolli ben documentati per riparare o sostituire apparecchiature difettose, contenere e pulire in modo sicuro le fuoriuscite di liquidi e isolare e spegnere i componenti interessati.

Assicurarsi che il personale sia adeguatamente istruito sulle procedure di emergenza e che tutte le forniture di sicurezza necessarie, compresi gli indumenti protettivi, i materiali assorbenti e i kit per le fuoriuscite, siano facilmente disponibili. Frequenti controlli ed esercitazioni del sistema possono migliorare i tempi di risposta, ridurre i tempi di inattività e salvaguardare le informazioni personali e l'hardware.

RISULTATI FINALI

Oltre a ridurre 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 prolungare la durata e le prestazioni del tuo ASIC Miner. Costruire un sistema affidabile e sostenibile per i principianti richiede la consapevolezza degli aspetti fondamentali, dalla selezione della configurazione appropriata del refrigerante e del serbatoio all'assicurazione che venga eseguita la corretta manutenzione.

Il raffreddamento a immersione è una di queste opzioni che non solo ottimizza l’efficienza dell’hardware, ma promuove anche pratiche rispettose dell’ambiente, il che è particolarmente rilevante data la crescente popolarità del mining di criptovalute. Puoi migliorare il tuo successo nel settore minerario e semplificare le tue operazioni iniziando con le informazioni e le attrezzature appropriate.