Изображение
Охолодження

Воздушное охлаждение или иммерсионное: что лучше для майнинга

Добыча биткоинов – энергоемкий процесс со значительным выделением тепла. Поэтому майнеры постоянно ищут способы охлаждения своего оборудования без ущерба для производительности и прибыли. Какие же бывают способы охлаждения? Попробуем разобраться.
8 сентября 2022

Майнинг биткоинов – это процесс создания новых биткоинов с помощью специализированного оборудования для решения сложных математических задач. Он стартовал в 2009 году, когда был добыт первый биткоин.

Тех, кто добывает биткоины, называют майнерами и они получают вознаграждение за свой вклад в сеть. Из-за постоянно изменяемой сложности майнинга, а также острой конкуренции между майнерами, оборудование для майнинга эволюционировало от персональных компьютеров до устройств, работающих на специализированных интегральных схемах – ASIC. Такие устройства для майнинга называют также майнерами.

Эволюция
Эволюция оборудования для майнинга. Источник: Cryptocompare

На сегодняшний день самым эффективным и мощным майнером биткоинов считается Bitmain AntMiner S19.

Однако даже самые эффективные майнеры страдают из-за перегрева. Почему это создает проблемы? Что происходит, когда оборудование для майнинга перегревается? Разберемся, почему майнеры нужно охлаждать.

Что происходит, когда оборудование для майнинга перегревается

Это не новость, что майнеры часто прибегают к необычным методам предотвращения перегрева оборудования.

Вот некоторые из причин, по которым следует избегать перегрева оборудования для майнинга.

Снижение хешрейта

Прежде чем мы продолжим, мы должны определить, что такое скорость хеширования. Скорость хеширования — это показатель того, насколько быстро устройтсво майнера обрабатывает сложные вычисления.

Это, бесспорно, самая важная характеристика при выборе оборудования для майнинга, поскольку она часто является определяющей для производительности.

Когда происходит перегрев, машина пытается снизить нагрузку, что принудительно снижает скорость хеширования. Пока майнер не остынет, хешрейт остается ниже среднего уровня.

Низкая энергоэффективность

Общеизвестно, что майнинг биткоинов является энергоемким процессом. Количество электроэнергии, потребляемой оборудованием для майнинга, само по себе не радует, однако все становится еще хуже, когда машина перегревается. Перегрев приводит к повышенному потреблению электроэнергии, тогда как профита становится меньше из-за снижения скорости хеширования. Такое сочетание снижает производительность и прибыль.

Техническое обслуживание и срок службы

Основной проблемой перегрева является случайное отключение майнеров. Оборудование для майнинга будет не только отключаться при перегреве, но и чаще ломаться. Наконец, у оборудования, которое постоянно перегревается, резко сокращается срок службы. Например, майнинговое оборудование со сроком службы 3-5 лет при воздействии высоких температур может выйти из строя за несколько месяцев.

Низкая эффективность затрат

Это связано с предыдущими причинами. Большая часть расходов на майнинг связана с потреблением электроэнергии, а также с обслуживанием оборудования. Если майнеры часто перегреваются, им требуется в два раза больше денег как на обслуживание, так и на электроэнергию. Нередко это ведет к снижению рентабельности оборудования для майнинга.

Общее снижение эффективности

Это обусловлено тем, что перегрев влияет как на энергопотребление, так и на стоимость и даже срок службы оборудования. Если все перечисленные факторы присутствуют, оборудование не достигнет ожидаемой производительности. Таким образом, перегрев несет прямую ответственность за снижение прибыли, увеличение энергопотребления и выход оборудования из строя.

Перегрев может привести к катастрофическим последствиям. Он влияет как на производительность оборудования, так и на рентабельность майнеров. Как же предотвратить перегрев? Какие методы можно применить?

Способы охлаждения, которые используют майнеры

Чтобы предотвратить перегрев, майнеры используют два метода:

- Воздушное охлаждение

- Погружное (иммерсионное) охлаждение

Давайте познакомимся с ними поближе

Воздушное охлаждение

Этот метод охлаждения полностью соответствует своему названию. Он предполагает использование вентиляторов и атмосферного воздуха для регулирования температуры оборудования для майнинга. Тепло рассеивается за счет увеличения потока воздуха над майнинг-фермой. Большинство установок для майнинга поставляются со встроенными высокоскоростными вентиляторами, направляющими поток воздуха на внутренние элементы. Тем не менее часто приходится приобретать дополнительные контейнеры для воздушного охлаждения.

Воздушное охлаждение
Контейнер воздушного охлаждения для майнинга 

В холодную погоду для охлаждения оборудования для майнинга используют окружающий воздух вместе с горячим рециркулирующим воздухом.

Для повышения эффективности воздушного охлаждения часто требуются энергосберегающие холодильные компоненты, такие как чиллеры и воздухораспределители.

Иммерсионное охлаждение

Это быстро развивающаяся технология охлаждения майнинговых ферм без ущерба для прибыли. Иммерсионное охлаждение - это практика полного погружения, или иммерсии, фермы для майнинга в теплопроводящую жидкость с более высокими, чем у обычного воздуха, теплоизолирующими свойствами.

Имерсионное охлаждение
Контейнер иммерсионного охлаждения для майнинга криптовалют

Существует два подхода к иммерсионному охлаждению, а именно: одно- и двухфазное охлаждение.

При однофазном режиме компоненты погружаются в диэлектрическую жидкость, как правило, в масло или жидкость какого-либо вида с заданными свойствами. Тепло, выделяемое ИТ-компонентами, поглощается жидкостью, а затем жидкость перекачивается и циркулирует по резервуару, помогая отводить тепло.

Однофазная система
Однофазная иммерсионная охлаждающая система

С другой стороны, двойная фаза предполагает герметизацию серверов внутри ванны со специально разработанной жидкостью на основе фторуглерода. Кипение жидкости вызывает фазовый переход от жидкости к газу. Затем пар конденсируется обратно в жидкую форму для повторного использования в системе.

Независимо от используемого подхода, погружное охлаждение очень эффективно, и около 40% тепла рекуперируется и используется для питания майнинговой установки. При этом производительность по теплоотдаче примерно в 10 раз больше, чем при воздушном охлаждении.

Воздушное или иммерсионное охлаждение?

Хотя воздушное охлаждение широко распространено, все согласны с тем, что погружное охлаждение - это будущее майнинга биткоинов. 

Технология погружного охлаждения для майнинга более эффективна, чем воздушное охлаждение, по нескольким причинам. 

Увеличение скорости хеширования

Важность хешрейта в майнинге криптовалюты сложно переоценить. Однако воздушное охлаждение часто предполагает установку вентиляторов, при этом хешрейт падает. Убрав вентиляторы и установив вместо них иммерсионное охлаждение, можно добиться значительного увеличения хешрейта в пределах 25-55% в зависимости от типа майнингового оборудования. Кроме того, отсутствие вентиляторов и вентиляционной системы приводит к снижению потерь энергии.

Увеличение срока службы оборудования

Майнеры постоянно ищут способы продления и поддержания срока службы оборудования для майнинга. При этом фермы для добычи биткоинов наполнены частицами пыли, которые засасываются в радиаторы каждой ASIC. Это приводит к перегреву и сокращению срока службы. Кроме того, воздушное охлаждение часто приводит к загрязнению и коррозии оборудования.

Для борьбы с этими недостатками предпочтительнее использовать иммерсионное охлаждение. Оно поддерживает работу ASIC на максимальной мощности в течение более длительного времени, чем воздушное охлаждение. Оно также увеличивает срок службы оборудования на 4-5 лет за счет устранения загрязнения, перегрева и коррозии.

Снижение уровня шума и запыленности

В обычных установках для майнинга с воздушным охлаждением тепло и шум увеличиваются по мере того, как майнер выполняет все больше работы. С другой стороны, погружное охлаждение биткоин-майнеров обеспечивает абсолютное снижение уровня шума. Это происходит потому, что вентиляторы, которые являются основными источниками шума, перед погружением снимают. Кроме того, майнеры биткоинов с жидкостным охлаждением не содержат пыли. Это увеличивает срок службы оборудования и избавляет от необходимости регулярной очистки.

Эффективность энергопотребления

Основной вклад в энергопотребление при майнинге вносят вентиляторы ASIC и вентиляторы всей установки. При переходе на погружное охлаждение это энергозатратное оборудование больше не нужно, поэтому майнеры могут сэкономить до 50% электроэнергии. Кроме того, жидкость гораздо эффективнее проводит тепло, чем воздух. Это делает иммерсионное охлаждение более эффективной системой охлаждения, поскольку оно требует минимальных затрат энергии.

Кроме того, снижение потребления электроэнергии позволяет майнерам при желании инвестировать в дополнительное оборудование.

Оптимизация затрат

Хотя контейнеры воздушного охлаждения и стоят дешевле, эксплуатационные расходы быстро делают их нерентабельными. С другой стороны, погружное охлаждение имеет самые низкие долгосрочные эксплуатационные расходы. 

Если учесть снижение затрат на обслуживание и покупку нового оборудования, а также сокращение счетов за электроэнергию, то становится очевидным, что иммерсионное охлаждение выигрывает. Этот метод охлаждения обеспечивает впечатляющее снижение затрат на 80% при удвоенной эффективности.

Если взвесить все «за» и «против», становится очевидной нецелесообразность воздушного охлаждения по сравнению с контейнерами иммерсионного охлаждения. Помимо многочисленных преимуществ, погружное охлаждение также обеспечивает чистую, тихую, стабильную и комфортную рабочую среду.

Это гостевой пост Сергея Герасимовича, CEO и соучредителя EZ Blockchain. Высказанные мнения являются полностью его собственными и не обязательно отражают точку зрения BTC, Inc. или Bitcoin Magazine.