5 причин летом перейти на иммерсионное охлаждение ASIC

Ежегодно с наступлением лета майнеры сталкиваются с проблемами, вызывающими перебои в работе ASIC, их перегрев, простой и потерю прибыли. На охлаждение asic уходит много ресурсов, а результат, как правило, не удовлетворяет майнеров. Почему так происходит?

Дело в использовании для охлаждения воздуха — наиболее распространённого и столь же неэффективного теплоносителя. Любая климатическая система должна решать четыре основные задачи:

• отведение тепла от работающего оборудования;

• удаление излишков тепловой энергии из помещения;

• обеспыливание воздуха и поддержание влажности на нужном уровне;

• мониторинг состояния фермы для обеспечения бесперебойной работы.

Летом нагрузка на систему возрастает, поскольку:

• тепло от работающего оборудования смешивается с приточным воздухом;

• не все излишки тепла своевременно удаляются из помещения;

• пыль, мелкий мусор и насекомые попадают в корпуса асиков;

• температура приточного воздуха слишком высокая и нужен мощный и дорогой кондиционер для охлаждения.

Иными словами, слишком много сил и средств расходуется на охлаждение приточного воздуха, его подготовку (очистку), быстрое и бесперебойное отведение тепла от работающего в режиме 24/7 оборудования.

Недостатки воздушного охлаждения

95% майнинг ферм в мире используют штатное воздушное охлаждение ASIC и систему принудительной вентиляции/кондиционирования. Всё это направлено на поддержание стабильного микроклимата в помещении, занимаемом майнинг фермой, бесперебойной и безопасной работы в любое время года.

Но условия охлаждения оборудования отличаются в зимний и летний период. Например, одна из наиболее популярных моделей ASIC Antminer S9, имеет следующие характеристики:

• потребляемая мощность со стандартным блоком питания — 1 400 Вт;

• диапазон рабочих температур — от 0 до 40 градусов Цельсия;

• производительность охлаждающего кулера — 338 куб. м/час.

Любое подобное оборудование обладает тепловой мощностью. В данном случае возьмём потребляемую электрическую мощность в соотношении 1 к 1 к выделяемой тепловой. То есть фактически, вся потребляемая электроэнергия переходит в тепло. Соответственно, от каждого ASIC нужно отводить минимум 1 400 Вт тепловой энергии. В противном случае микроклимат в помещении изменится, температура окружающей среды повысится, оборудование станет перегреваться, отключаться или даже выйдет из строя.

Для отвода тепла от 100 ASIC нужно организовать систему вентиляции и кондиционирования из расчёта на 150 кВт. Для сотни устройств нужно перекачивать почти 34 000 кубических метров воздуха в час. Здесь понадобится помощь специалистов, поскольку неправильная установка системы фильтрации или неграмотно спроектированная система охлаждения приводят к ряду неприятностей:

• падению рабочей частоты оборудования;

• появлению ошибок;

• сокращению производительности на 5-20%;

• попаданию пыли, мелкого мусора и насекомых;

• уменьшению срока службы в 1,5-2 раза;

• выключению и выходу 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.

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.