Иммерсионная жидкость. какую выбрать для майнинга и почему

О преимуществах

Благодаря жидкостному охлаждению увеличивается эффективность использования энергии устройства. Это одно из основных достоинств технологии, из-за которого способ приобрел популярность среди майнеров. Иммерсионное охлаждение для майнинга подходит для видеокарт любого вида и для различных асиков. Конечно, это не единственное достоинство метода

Принимая решение о покупке такой системы, важно проанализировать все выгоды. Среди плюсов:

1. Значительное уменьшение расходов на электроэнергию. Экономия может составить до 90 процентов.
2. Безопасность использования. Устройства для иммерсионного охлаждения не оказывают негативного влияния ни на технику, ни на человека.
3. Снижение уровня шума оборудования.
4. Продление срока использования техники. Это происходит как за счет снижения перегревов, так и за счет того, что иммерсионная жидкость для охлаждения не дает возможности попасть пыли внутрь оборудования.
5. Экономия на помещении. Используя эту систему устройства для майнинга можно располагать близко один к другому. На площади, где раньше работал один, получится установить несколько.
6. Увеличение мощности. Эффективность охлаждения дает возможность быстро разгонять устройство, увеличивая его вычислительные возможности.

Понятно, что у пользователей возникает вопрос о том, почему же при такой эффективности системы ее используют не все. Вероятно, у нее есть и недостатки.

Основные преимущества иммерсионного охлаждения

Иммерсионное охлаждение имеет множество существенных преимуществ для сверхплотных центров нового поколения. Плотность компоновки серверов при использовании жидкостного охлаждения существенно растет. Исчезает опасность возникновения горячих точек из-за неверного распределения или блокировки воздушных потоков.

Современное оборудование полностью совместимо с иммерсионным методом. Кроме того, технология имеет многообещающие перспективы для использования в области высокопроизводительных вычислений, в которых задействованы модули, требующие отвода от 30 до 100 киловатт с одной стойки.

Еще одним существенным плюсом является длительный цикл процесса. Отказ от воздушного охлаждения приводит к перегреву оборудования в течении секунд. Дата-центры обычно выходят из подобной ситуации снижением нагрузок и постепенным отключением устройств, или срабатыванием резервной системы.

В случае поломки насоса, однофазный иммерсионный метод позволяет сохранить требуемую температуру хладагента гораздо дольше. Двухфазный, благодаря естественной циркуляции, вовсе не требует насосного оборудования. В качестве основного преимущества приводится арифметика снижения затрат на электроэнергию, ведь отвод тепла новым методом не требует приобретения дорогостоящих вентиляторов. Плюс в самом серверном зале становится больше места. «Представители Direct Liquid Cooling говорят, что иммерсионное охлаждение снижает расход электроэнергии до 60% и больше, – комментирует Andrew Donohue, руководитель группы аналитиков 451 Research. – Также отсутствие вентиляторов оставит в прошлом шум и вибрации, которые иногда сами становятся причиной поломки оборудования.

Что такое иммерсионное охлаждение

Майнинг фермы нуждаются в эффективном понижении температуры. В противном случае даже самое мощное оборудование будет не только не производительным, но и недолговечным. Ранее в этих целях применялись в основном воздушные системы отвода тепла и подачи холодного воздуха, но последнее время набирает популярность технология иммерсионного охлаждения.

Иммерсионное охлаждение — технология отвода тепла от техники, работающая за счет его погружения в диэлектрическую теплоотводящую жидкость.

Иммерсия (от лат. immersio) — погружение. Это означает, что вся ферма, все ее платы и микрочипы погружены в жидкость. Естественно, что используемая в данных целях жидкость — диэлектрик, то есть не проводит ток. В противном случае оборудование бы просто-напросто вышло из строя.

Плюсы и минусы

На практике использование иммерсионных установок дает заметные преимущества:

• Снижение затрат электроэнергии. Компания Allied Control, работающая в сфере добычи криптовалют, провела исследование рентабельности использования иммерсии для теплорегуляции в майнинге, в результате чего было выявлено, что энергопотребление ASIC сокращается на 90%.
• Отсутствие шума. Наибольший шум при добыче криптовалют создают именно кулеры. Иммерсионные установки работают бесшумно и поглощают звук от работы асиков.
• Экономия пространства. При воздушном способе борьбы с нагреванием майнеры следует размещать друг от друга на некотором расстоянии, обеспечивая хорошую циркуляцию воздуха. Таким образом, даже не крупная ферма требовала целого помещения. В случае с иммерсионной ванной, оборудование можно размещать впритык. В итоге, на одной и той же площади можно разместить в 10 раз больше устройств.
• Повышенная производительность оборудования. Благодаря тому, что устройства для майнинга понижают свою температуру более эффективно, появляется возможность существенно увеличить их хешрейт с помощью разгона. В зависимости от модели техники прирост мощности варьируется в диапазоне от 10% до 15%.
• Снижение затрат на оборудование. За счет того, что теперь нет необходимости оснащать вычислительную технику собственными кулерами для воздушного охлаждения появилась возможность заказывать у производителей только сами печатные платы. Техника без вентиляторов обходится на 5-10% дешевле.

К недостаткам иммерсионных систем можно отнести то, что готовые установки и сама жидкость стоит достаточно дорого. Кроме того, такая система требует достаточного сложного обслуживания. Жидкость нужно регулярно подливать и фильтровать. Это чревато потеками, грязью и может потребовать помощи профессионалов, а ввиду новизны найти хорошего специалиста в данной области не так то просто.

Преимущества

Вместе с тем, производители охлаждающего оборудования рекламируют собственную продукцию и при этом обещают то, что произойдет снижение затрат на энергию.

По данным компании Allied Control экономия может составить до 90%.

• Использование иммерсионной охладительной конструкции допускает размещение майнеров в непосредственной близости друг от друга, то есть на одной и той же площади допустимо установить в 10 раз больше устройств.
• Такая конструкция охлаждения на 8 асиков поможет разогнать устройство до предельной мощности.
• Иммерсионная жидкость исключает вероятность попадания внутрь устройств пыли и других загрязнений, таким образом снижается вероятность перегрева и выработку устройства.
• Эта жидкость безопасна для оборудования и человека.
• Система жидкостного охлаждения во время работы не генерирует шума.

MicroBT Whatsminer M30S++ — «молот Тора» для добычи биткоина

Китайский технологический гигант Micro BT занимается разработкой и продажей интегральных чипов и микросхем для ИИ и майнингового оборудования. В штате компании работают сотрудники с более чем 15-летним опытом создания чипов. Неудивительно, что именно в стенах этого вендора родился самый производительный по состоянию на начало августа 2021 г. асик — Whatsminer M30S++ (здесь и далее — согласно данным ресурса asicminervalue.com).

Whatsminer M30S++ является высокопроизводительной машиной, увидевшей свет в октябре 2020 г. Она обладает следующими характеристиками:

При пятицентовой розетке доходность с одного майнера в месяц достигает 1 020 USD. Рассмотрим доходность в месяц и окупаемость 24 ASIC Whatsminer M30S++:

24 х 1 020 = 24 480 USD в месяц принесут 24 асика

Стоимость ASIC в самом лучшем случае, при взаимодействии с адекватным поставщиком и при лояльных условиях доставки составляет около 8 000 USD:

8 000 х 24 = 192 000 USD стоят 24 асика.

192 000/24 480 = 7,8 месяцев составляет срок окупаемости 24 ASIC с учётом затрат на электроэнергию. Это возможно при сохранении нынешнего курса биткоина в пределах 40 000 USD.

Преимущества ASIC MicroBT Whatsminer M30S++

• самая производительная модель;

• прочный корпус из алюминиевого сплава;

• мощные вентиляторы;

• адекватная окупаемость.

Охлаждение асиков

На сегодняшний день наиболее применяемое оборудование для майнинга — ASIC-майнеры. Для них на рынке представлено множество готовых решений от разных производителей. Такие установки могут иметь различный объем и рассчитаны на разное количество асик-устройств.

Иммерсионные установки для асиков бывают двух видов:

1. Однофазные. В процессе терморегуляции вещества никогда не изменяет своего физического состояния, то есть оно всегда остается жидким веществом и не превращается в пар, когда закипает. В данном случае диэлектрическая жидкость откачивается в теплообменник с холодной водой, где понижает свою темпертуру. В однофазных иммерсионных установках используются открытые ванны, поскольку риск закипания жидкости стремится к нулю.
2. Двухфазные. В данном случае используются закрытые резервуары, а охлаждение жидкости достигается за счет конденсаторной системы и перехода из жидкого состояния в парообразное и наоборот.

В иммерсионную установку объемом 80 л помещается до 4-х Asic Antminer S9. Суммарный вес такой конструкции, не учитывая жидкость, составляет порядка 30 кг.

Преимущества

Вместе с тем, производители охлаждающего оборудования рекламируют собственную продукцию и при этом обещают то, что произойдет снижение затрат на энергию.

По данным компании Allied Control экономия может составить до 90%.

• Использование иммерсионной охладительной конструкции допускает размещение майнеров в непосредственной близости друг от друга, то есть на одной и той же площади допустимо установить в 10 раз больше устройств.
• Такая конструкция охлаждения на 8 асиков поможет разогнать устройство до предельной мощности.
• Иммерсионная жидкость исключает вероятность попадания внутрь устройств пыли и других загрязнений, таким образом снижается вероятность перегрева и выработку устройства.
• Эта жидкость безопасна для оборудования и человека.
• Система жидкостного охлаждения во время работы не генерирует шума.

Система однофазного охлаждения на базе Novec

В однофазной системе охлаждения не происходит фазовый переход из жидкого состояния в газообразное. Жидкость циркулирует при помощи насоса и после охлаждения в теплообменнике возвращается в ёмкость. Для однофазных систем выбирают, как правило, жидкости с высокой точкой кипения (120-130 градусов Цельсия, как у Novec 7500), но при этом она должна коррелировать с рабочим диапазоном погружённого оборудования.

Здесь также существует несколько технических нюансов, которые сводятся к компромиссу между летучестью, достигаемой на высоких температурных режимах и теплопередачей. В однофазных системах применяют Novec 7300 и 7500.

В системах без фазового перехода проще контролировать давление и не нужно учитывать расширение жидкости вследствие перехода в пар. Компенсировать эти процессы проще и дешевле.  

Преимущества однофазной системы на базе Novec:

• конструкция проще, чем при двухфазном охлаждении;

• можно погрузить новое и бывшее в употреблении оборудование;

• безопасность для окружающих;

• можно изготавливать ёмкости под разное оборудование.

Недостатки однофазной системы на базе Novec:

• высокая цена теплоносителя;

• практика показала, что состав постепенно разъедает пластификаторы и некоторые иные элементы;

• из-за летучести всё равно нужно делать ёмкость максимально герметичной;

• при длительном использовании и возникновении щелей возможно выкипание жидкости;

• нужно учитывать слишком много характеристик оборудования и совместимость жидкости с компонентами в условиях высоких температур.

Изготовление ванн для иммерсионного охлаждения путем погружения

Иммерсионное охлаждение фермы подразумевает расположение майнинг устройств в контейнерах со специальным техническим раствором, который облает большими качествами теплопроводности, чем вода, масло или воздух. Такой вариант охладительных мероприятий позволяет добиться больших результатов эффективности использования ферм для майнинга, как для небольших, так и для обширных устройств. Как правило, контейнер для майнинг ферм всегда пластиковый, но возможны и отклонения. На объекте расположения майнинговой фермы благодаря иммерсионному охлаждению пропадает большое количество пыли, исключается шум и массовые воздушные потоки. Отсутствие вентиляционной системы и массивных радиаторов позволяет упростить систему и отвести под нее меньшую площадь. При этом валовая эффективность возрастает. Системы иммерсионного охлаждения от Plast.ru потребляют меньшее количество энергии при повышении производительности. Изготовление их проводится только высококлассными специалистами, обладающими немалым опытом в этой сфере. Если сравнить их с воздушным охлаждением или с альтернативными вариантами водяного и масляного охлаждения, то показатели эффективности системы заметно растут.

Преимуществами погружного типа охлаждения можно назвать:

1. Высокую производительность и экономию энергии.
2. Снижение расходов, как капитального, так и операционного типа.
3. Улучшение производительности, которое начинается от 15% прироста.
4. Высокую надежность конструкции.
5. Максимальный показатель противопожарной защиты.

Что такое иммерсионное охлаждение

Майнинг фермы нуждаются в эффективном понижении температуры. В противном случае даже самое мощное оборудование будет не только не производительным, но и недолговечным. Ранее в этих целях применялись в основном воздушные системы отвода тепла и подачи холодного воздуха, но последнее время набирает популярность технология иммерсионного охлаждения.

Иммерсионное охлаждение — технология отвода тепла от техники, работающая за счет его погружения в диэлектрическую теплоотводящую жидкость.

Иммерсия (от лат. immersio) — погружение. Это означает, что вся ферма, все ее платы и микрочипы погружены в жидкость. Естественно, что используемая в данных целях жидкость — диэлектрик, то есть не проводит ток. В противном случае оборудование бы просто-напросто вышло из строя.

Особенности охлаждения асиков зимой и летом

В среднем, при температуре в помещении 40 градусов Цельсия, производительность падает на 5%. При 45 градусах — уже на 10% и т.д. И если зимой такой температурный режим в холодном помещении почти недостижим, то летом, при температуре окружающей среды 25-30 градусов Цельсия он становится нормой. Иными словами, чем выше температура приточного воздуха или воздуха в помещении, тем выше температура будет на выходе из-за собственного тепловыделения каждого устройства.

Зимой охлаждать ASIC проще. Значения температуры воздуха в среднем остаются на уровне чуть выше или ниже нуля

Однако важно помнить, что при отрицательных температурах неизвестно как поведёт себя оборудование. Также возможно выпадение конденсата, гибельного для чувствительных элементов электроники

Поэтому зимой воздух нужно скорее подогревать, чтобы подача воздуха в асик не происходила при температуре ниже нуля.

Гораздо больше проблем возникает у тех, кто думает как охладить асик летом. Температура приточного воздуха обычно выше 25-30 градусов Цельсия. Это предельные допустимые значения для работы майнингового оборудования. Для охлаждения поступающего воздуха используют кондиционеры, а в общем виде система вентиляции состоит из:

• вентилятора — нагнетает воздух для охлаждения с улицы;

• система фильтров — обеспечивает очистку воздуха от пыли, мусора, насекомых, создаёт обеспыленную среду;

• система управления и автоматики — регулирует расход и подачу воздуха, мониторит температуру в помещении;

• воздуховоды — подводят приточный воздух по «холодным» коридорам к оборудованию;

• вытяжка — создаёт «горячий» коридор для отведения тепла.

Чтобы понимать, как эффективно охладить майнинг оборудование, нужно учитывать сезонные колебания разности наружной и внутренней температур при проектировании системы вентиляции и кондиционирования. Это приводит к «плавающей» энергонагрузке на систему. Также нужно предусмотреть резервное питание на случай перепадов напряжения или отключения электроснабжения.

Однако есть решение, которое не зависит от температурных колебаний окружающей среды и температуры в помещении, поскольку не использует воздух в качестве теплоносителя. При иммерсионном охлаждении оборудование полностью погружают в диэлектрическую жидкость-теплоноситель. Там оно равномерно термостатируется в идеальном для работы асиков микроклимате. Отведение тепла осуществляется через теплообменник и либо направляется в систему отопления, либо сбрасывается в окружающую среду через градирню.

Иммерсионное охлаждение asic

Именно летом майнерам гораздо выгоднее перейти на иммерсионное охлаждение асиков и «зафиксировать» их в однородной среде, избавленной от климатических реверансов, неравномерности температуры подаваемого воздуха, организации коридоров. Для этого есть как минимум пять причин:

1. Возможность разгона оборудования до 40%. Летом о разгоне оборудования майнеры могут только мечтать. Погружное охлаждение позволяет не только эффективно и равномерно отводить тепло от всех элементов оборудования, но и разгонять ASIC для получения максимального хешрейта. Микроклимат в ячейках BiXBiT остаётся постоянным вне зависимости от температуры окружающей среды и в помещении и их колебаний.

2. Защита от перегрева. Система мониторинга и управления установок BiXBiT предотвращает перегрев и выход из строя оборудования. Для этого установлены автоматические системы, регулярно получающие данные от датчиков температуры. Они могут отключить либо отдельные ячейки, либо аварийно выключить всю стойку целиком. Это увеличивает срок службы оборудования примерно в 2 раза.

3. 100% защита от попадания пыли, мусора и мелких насекомых. Почти полное отсутствие шума. Ячейки изолированы от внешней среды и типичные летние «болячки» висчезают при использовании иммерсионного охлаждения.

4. Можно погрузить б/у оборудование. Перед погружением бывших в употреблении асиков, их следует тщательно почистить и забыть об этой процедуре на долгие годы. Кстати, наши расчёты показывают, что даже с учетом затрат на покупку иммерсионных ванн майнить на старом оборудовании пока выгоднее, чем приобретать новые асики. Попутно достигается экономия на человеко-часах и системном администрировании, ведь затраты на обслуживание сокращаются на 75%.

5. Сокращение эксплуатационных расходов на теплоотведение на 50%. Можно забыть о «холодных» и «горячих» коридорах, подготовке воздуха, воздуховодах, вытяжке и кондиционировании. Поскольку воздух (один из самых неэффективных теплоносителей) не используется, никаких манипуляций с ним проводить не нужно. Единственным внешним элементом выступает уличная градирня, которую вешают снаружи для рассеивания тепла. Более подробные расчёты о сравнении воздушной и иммерсионной систем охлаждения асиков приведены в нашей презентации.

Таким образом, именно летом заметны основные преимущества иммерсионной системы охлаждения. С ней можно забыть о подготовке воздуха, нестабильной работе майнеров, постоянных чистках, ремонте и простое. А получить — бесперебойную работу, стабильный температурный режим, отсутствие шума и пыли, разгон и экономию на персонале.

Недостатки

Как и любая техническая конструкция, иммерсионное охлаждение владеет набором недостатков, в частности:

• Высокая стоимость. Все дело в том, что техническое обслуживание такой конструкции, может обойтись минимум в 25% затрат на обслуживание фермы в целом.

  То есть, если установленная ферма, потребляет энергии на 10 000 руб.

  То затраты на охлаждение составят 2 500 руб.

  Жидкость для охлаждения стоит недешево.

• Емкость для иммерсионной жидкости открывается только сверху и поэтому собрать ферму на стеллажах вряд ли получится.
• При проведении профилактики, жидкость может попасть на пол, а оттереть ее сложно.
• Требуется обеспечить фильтрование рабочей жидкости. Это позволит избежать появления осадка и загрязнений.

Плюсы и минусы

На практике использование иммерсионных установок дает заметные преимущества:

• Снижение затрат электроэнергии. Компания Allied Control, работающая в сфере добычи криптовалют, провела исследование рентабельности использования иммерсии для теплорегуляции в майнинге, в результате чего было выявлено, что энергопотребление ASIC сокращается на 90%.
• Отсутствие шума. Наибольший шум при добыче криптовалют создают именно кулеры. Иммерсионные установки работают бесшумно и поглощают звук от работы асиков.
• Экономия пространства. При воздушном способе борьбы с нагреванием майнеры следует размещать друг от друга на некотором расстоянии, обеспечивая хорошую циркуляцию воздуха. Таким образом, даже не крупная ферма требовала целого помещения. В случае с иммерсионной ванной, оборудование можно размещать впритык. В итоге, на одной и той же площади можно разместить в 10 раз больше устройств.
• Повышенная производительность оборудования. Благодаря тому, что устройства для майнинга понижают свою температуру более эффективно, появляется возможность существенно увеличить их хешрейт с помощью разгона. В зависимости от модели техники прирост мощности варьируется в диапазоне от 10% до 15%.
• Снижение затрат на оборудование. За счет того, что теперь нет необходимости оснащать вычислительную технику собственными кулерами для воздушного охлаждения появилась возможность заказывать у производителей только сами печатные платы. Техника без вентиляторов обходится на 5-10% дешевле.

К недостаткам иммерсионных систем можно отнести то, что готовые установки и сама жидкость стоит достаточно дорого. Кроме того, такая система требует достаточного сложного обслуживания. Жидкость нужно регулярно подливать и фильтровать. Это чревато потеками, грязью и может потребовать помощи профессионалов, а ввиду новизны найти хорошего специалиста в данной области не так то просто.

Похожие патенты RU2535065C2

Синтетические масла ПАОМ, HVI — вопреки физике

Данный тип базовых масел также можно встретить под кучей разных загадочных аббревиатур на сайтах компаний, занимающихся иммерсионным охлаждением. Внешний вид жидкости ПАО, ПАОМ-2 довольно привлекателен — прозрачная, без цвета и запаха, с неплохой температурой вспышки от 170 до 200°C. У неё малая вязкость и низкая температура застывания (-60-70°C), масло химически пассивное, стойкое к окислению (условно стойкое, разумеется, при закрытой большую часть времени ёмкости). Стоимость в обычной рознице не превышает 1 USD/литр, как иммерсионная жидкость может продаваться и по 2 USD/литр и выше.

Впрочем, несмотря на все преимущества, использование синтетических масел, как бы они не назывались, потребует от пользователя внимательности уже на этапе покупки. Синтетика нуждается в присадках, наличие которых «на глаз» определить очень сложно. Также у неё весьма спорные теплофизические свойства. Дельта между температурой верхнего слоя жидкости и чипов может достигать 40-45°C. То есть чипы могут реально «кипеть» на уровне 100°C, при этом поверхностный слой теплоносителя будет показывать вполне рабочие 60°C. Но поскольку в большинстве иммерсионных установок снимается именно верхний слой, использовать жидкость с такой температурой для, скажем, полезной утилизации тепла будет довольно проблематично.

Поэтому ПАОМы чаще рекомендуют для небольших домашних ферм, собранных «на коленке» и без претензий на использование каких-либо иных преимуществ иммерсионного охлаждения, кроме устранения шума и пыли. Схожая ситуация и с маслами типа HVI, которые являются базовыми изопарафиновыми или полусинтетическими маслами. У них, кстати, довольно низкая температура вспышки (135-170°C). Базовое масло обычно выступает основой для изготовления моторных, смазочных, гидравлических масел. Соответственно, их воздействие на электронное оборудование в долгосрочном периоде не изучено и есть большие сомнения, что оно нейтральное.

Также нет достоверных данных и о влиянии такого масла на человека при длительном контакте. Со временем оно мутнеет, быстро окисляется даже с присадками и имеет ограниченный срок службы. Хотя, повторимся, себестоимость его действительно одна из самых низких, а цена ограничивается лишь жадностью продавца.

Похожие записи:

Kryptex faq Онлайн курс криптовалют на сегодня в реальном времени Doge/usd Рейтинг топ-10 лучших бирж криптовалют в 2020 году Квантовые компьютеры в россии и мире: как развивается технология Личный кабинет paypal