Жидкостное охлаждение для асика своими руками

Охлаждение ASIC майнеров: как обеспечить охлаждение

1. Для чего нужно охлаждение Асиков
2. Способы охлаждения ASIC майнеров
3. Другие факторы, влияющие на охлаждение майнеров

Практически каждый владелец ASIC сталкивался с распространённой проблемой обеспечения охлаждения оборудования. Это связано с тем, что во время работы асики сильно греются, несмотря на то, что производители оснащают их мощными кулерами. В связи с этим пользователю важно принимать все необходимые меры, чтобы обеспечить достаточное охлаждение ASIC майнеров.

Для чего нужно охлаждение Асиков?

Далеко не каждый пользователь желает тратиться на дополнительное охлаждение Асиков. Однако стоит учитывать, что перегрев майнера приводит к следующим последствиям:

• понижение хэшрейта;
• учащение появления ошибок;
• снижение срока эксплуатации;
• сбой и отключение майнера;
• выход из строя плат.

Насколько все эти факторы критичны, каждый решает самостоятельно. Однако каждый из них негативно отражается на получаемой прибыли. В связи с этим ни один ASIC не может нормально работать без полноценной и мощной системы охлаждения.

Огромное значение для работы Асиков имеет также общий микроклимат. Так, в летнее время вполне достаточно системы, просто понижающей температуру воздуха, но охлаждение асиков зимой более требовательно. Это связано с тем, что в зимний период при низкой температуре майнер может охлаждаться до появления конденсата, способного вывести его из строя.

Согласно правилам охлаждения ASIC майнеров, температура в помещении должна быть в пределах, указанных производителем в инструкции. Antminer S9, например, работает в температурном диапазоне от 0 до +40 градусов. А вот AvalonMiner 821 сохранить работоспособность и при -5.

При этом стоит учитывать, что попадая внутрь устройства, воздух практически мгновенно нагревается. В случае, если температура в помещении будет выше дозволенного по техническим требованиям, майнер перегреется, а если ниже 0 — выпадет конденсат. Оба варианта могут привести к тому, что чипы оборудования выйдут из строя.

Способы охлаждения ASIC майнеров

В наше время выделяют несколько самых эффективных способов регулировки температурного режима для работы асиков:

Вентилирование. Асики должны располагаться в помещении с возможностью проветривания. В идеале оно должно быть дополнительно оборудовано кондиционером и оснащаться вентиляционными отверстиями. При этом желательно, чтобы оно было компактным, поскольку в этом случае регулировать температуру проще.

Иммерсионное охлаждение Асика жидкостью. Для этого покупаются охлаждающие шкафы и специальная жидкость со сравнительно невысокой температурой кипения. В неё погружают асик. В момент нагрева устройства тепло, выделяемое им, поглощается жидкостью — она начинает кипеть и испаряться. Большинство моделей таких шкафов дополнительно оборудованы конденсаторной системой, охлаждающей поступающий пар и возвращающей его в виде жидкости обратно. Сегодня для жидкостного охлаждения Асика в большинстве случаев используют 3M Novec Engineered Fluid.

Не меньшим спросом пользуется передача ASIC в дата-центры, где соблюдается оптимальный микроклимат для стабильной работы устройств. Однако в таком случае пользователь теряет часть прибыли, которую ему придётся отдавать за обслуживание майнера.

Другие факторы, влияющие на охлаждение майнеров

Чтобы обеспечить стабильную работу оборудования для майнинга, важно понимать не только, как охладить Асик, но и какие факторы влияют на перегрев. В первую очередь, перед началом эксплуатации нового оборудования следует проверить качество используемой термопасты. Иногда даже в новых устройствах она уже засохшая и её необходимо заменить. В особенности данное правило применимо к майнерам, производимым компанией Bitmain.

Также следует учитывать разгон прибора. В таких случаях температура ASIC сильно повышается. Кроме того, некоторые устройства разгонять не рекомендуется, поскольку кроме увеличения температуры это может привести к снижению стабильности и понижению уровня дохода.

Смотрите пример иммерсионного охлаждения Асика в видео ниже:

Источник

Иммерсионное охлаждение или как не пустить деньги на воздух

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.

Что такое иммерсионная жидкость («сухая вода») и где ее применяют?

В данной статье мы разберем такую тему, как однофазное иммерсионное охлаждение майнинг ферм. Его иногда называют водяное охлаждение майнинг ферм, можно также назвать это погружным жидкостным охлаждением с применением такого вещества как «сухая вода».

Как известно, проблема охлаждения ферм для майнинга является одной из самых актуальных в нашем нелегком деле, поскольку перегрев приводит к ряду таких проблем, как понижение производительности, нестабильность работы, высокий износ и просто банальное отключение по перегреву.

Если речь идет о мощностях 5, 10 или 15 кВт это еще можно пережить и справляться с тепловыделениями самостоятельно. Открывать окна, ставить бытовые кондиционеры, выносить оборудование на балконы и т.д.

Но что делать, когда речь идет о промышленных фермах и соответственно мощностях, таких как 50, 100, 500 кВт или даже несколько МВт?

Наша организация разработала систему иммерсионного охлаждения майнинг ферм, ознакомиться с ней вы можете на странице «Установка иммерсионного охлаждения майнинг ферм».

В данном контексте иммерсионным охлаждением называют процесс отвода тепла от работающего оборудования путем его погружения в контейнер с иммерсионной жидкостью

Иммерсионная жидкость – это техническая жидкость, имеющая определенную формулу (у многих производителей они запатентованы), имеющая такие уникальные свойства как: Негорючесть, низкую токсичность, инертность, высочайшие диэлектрические свойства.

Таким образом, данная жидкость не вступает в химическую реакцию практически ни с чем и является абсолютным диэлектриком, что позволяет использовать ее в контакте с любым электронным оборудованием без последствий для него.

ВАЖНО! Применение данной жидкости абсолютно безопасно для любого оборудования, а также для людей работающих с ней.

Применение данных жидкостей в промышленных масштабах началось много лет назад и по сей день имеет очень широкий спектр. Например, для охлаждения стоек оборудования в дата-центрах (ЦОД), в системах пожаротушения опасных и ценных объектов (архивы, дата-центры и т.д.), где последствия пожаров наносят часто гораздо больше вреда, чем сам пожар.

Традиционно при строительстве нового дата-центра около 35% капитальных затрат расходуется на охлаждающее оборудование, а впоследствии на него приходится еще 50% эксплуатационных расходов. Количество данных, которые необходимо хранить растет в геометрической прогрессии, стимулируют спрос на более и более крупные центры обработки данных (ЦОД), наряду со значительными инвестициями, понятно, что необходимо искать все более экономичные и эффективные технологии охлаждения.

Многочисленные исследования доказывают, что процесс жидкостного охлаждения имеет очень высокий коэффициент эффективности использования энергии (Power Usage Effectiveness; PUE) это позволяет добиться феноменальных показателей с точки зрения эффективности и экономичности данной технологии.

Таким образом, жидкостное охлаждение подходит для абсолютно любых майнеров — асиков (Antminer S9, L3+, D3 и др.) и видеокарт NVIDIA Geforce 1070 GTX, 1060 GTX, AMD Radeon RX 470, 480 ,580 и т.д.)

Принцип достаточно простой для понимания. Поскольку охлаждающая жидкость абсолютно инертна, нетоксична и является диэлектриком, мы без каких-либо опасений погружаем работающую ферму, будь то ASIC (асик) Antminer S9 или блок из видеокарт в контейнер жидкостью. Оборудование работает и выделяет тепло, которое нагревает жидкость. Теплоемкость жидкости в 4000 раз выше теплоемкости воздуха, что позволяет отводить тепло гораздо меньшим объемом теплоносителя.

В данном случае основная задача сводится к тому, чтобы качественно отводить тепло от самой жидкости и поддерживать температуру такой, чтобы температура на чипах майнеров не превышала допустимую и позволяла работать на максимальной производительности без перебоев.

Рис. 1 – Пример работы электроники в охлаждающей жидкости

Проводя первые эксперименты в нашей лаборатории, мы нервно наблюдали, как компьютерная система под напряжением, включенная и мигающая, медленно погружалась в чистую, водянистую жидкость. Каждый ребенок с детства знает, что жидкость и электричество несовместимые вещи, поэтому было совершенно невообразимо наблюдать за безупречной работой компьютера, полностью погруженного в то, что казалось ничем иным, как водой.

Во всем мире существует достаточно много производителей жидкостей, предназначенных для многих целей работы с электронной техникой, которые позволяют в том числе и охлаждать ее.

Собственно сам эксперимент с майнинг фермой:

Мы провели ряд испытаний с применением нескольких видов жидкостей. Основной задачей при подборе жидкости было скорее найти состав с наиболее хорошими теплофизическими свойствами, что соответственно повышает эффективность теплообмена.

Эксперимент проводился на стендовом образце с фермой из 6 видеокарт Nvidia Geforce GTX 1070 с суммарной мощностью около 1,2 кВт. Охлаждение жидкости было реализовано с помощью обыкновенной системы холодного водоснабжения.

Оборудование было погружено в аквариум и полностью залито жидкостью. Для большей равномерности охлаждения и температуры самой жидкости была обеспечена циркуляция, с помощью циркуляционного насоса. Испытания проводились на протяжении нескольких дней. Были исследованы все возможные режимы работы.

Рис. 2 – Пример работы видеокарты
NvidiaGeforce в охлаждающей жидкости
Результаты подтвердили все наши ожидания и расчеты:

• Оборудование работает стабильно и без перегревов.
• Меняя различные параметры нам без особых усилий удается добиться повышения производительности карт на 15%, но мы уверены, что и это далеко не предел.
• Регулируя систему охлаждения мы легко смогли установить необходимый тепловой режим с минимальным расходованием холодной воды и соответственно минимизировать затраты.
• Для охлаждения чипов видеокарт не нужны вентиляторы

На основании ряда фактов:

• Многолетний мировой опыт применения технических жидкостей в различных сферах промышленности
• Гарантийные обязательства производителей технических жидкостей
• Наши лабораторные испытания
• Анализ и расчеты

Мы нашли несколько существенных преимуществ данного способа охлаждения применительно к оборудованию для майнинга:

• Производительность оборудования повышается минимум на 10-15%. Этот показатель зависит от самих майнеров – асики или видеокарты. Различные модели имеют ряд собственных особенностей и ограничений для разгона, но приложив некоторые усилия при возможности поддержания температуры на чипе не больше 40-50°С можно достичь даже больших показателей.
• Срок службы оборудования Асики и видеокарты гораздо медленнее изнашиваются, когда находятся при постоянной температуре в рабочем диапазоне и не перегреваются. При отсутствии системы охлаждения, майнеры постоянно отключаются по перегреву.
• Бесшумность работы Майнеры в жидкости работают совершенно бесшумно. Помимо того, что вентиляторы самих асиков или карт отключены, также отсутствует шум от воздушной системы охлаждения, которая по уровня шума для больших мощностей сопоставима с мощностью вентиляции промышленных цехов.
• Размеры ферм В контейнере с иммерсионной жидкостью размерами к примеру 1,5х1,5 м можно плотно разместить оборудования на 20-30 кВт без каких-либо сложностей. Таким образом, мощность фермы на 100 кВт можно разместить на площади 5-10 м2.
• Снижение стоимости видеокарт Для качественного жидкостного охлаждения асиков или видеокарт нет надобности в вентиляторах (кулерах) на самих майнерах. Соответственно можно заказывать с завода по сути голые чипы — без вентиляторов, корпусов и т.д. Таким образом, стоимость самих карт снижается как минимум на 20-30%, к тому же уменьшаются ее габаритные размеры, что позволяет компоновать ферму еще более плотно.

Для наглядности преимуществ и недостатков можно сравнивать жидкостное и воздушное охлаждение — классическая система вентиляции и кондиционирования. В данном случае все преимущества, о которых мы уже рассказали и являются по сути преимуществами в сравнении с воздушным охлаждением.

В целом конечно воздушное охлаждение вполне хорошо выполняет свою функцию, и требует не менее серьезных и качественных расчетов. С его помощью можно обеспечить также абсолютно бесперебойную и надежную работу оборудования круглый год, хотя как известно летом охлаждение майнинг ферм осуществляется более трудным путем, нежели в зимний период года.

Из недостатков иммерсионного охлаждения, можно отметить:

• Высокая сложность расчетов
• Малое количество компетентных специалистов на рынке
• Труднодоступность необходимой жидкости
• Высокая цена

Тем не менее, при грамотном проектировании, стоимость данной системы будет сопоставима со стоимостью системы воздушного охлаждения, а если учесть еще все преимущества, о которых мы писали выше, то окупаемость данного решения не заставит себя ждать.

Как мы выяснили, иммерсионное охлаждение более энергоэффективно и является передовой технологией для такого рода задач.

Как известно, большая часть потребляемой энергии в процессе работы оборудования переходит в тепловую энергии. При больших мощностях майнинг ферм разумеется сразу появляется желание как-то использовать тепло, которое они производят. Мы приведем примеры нескольких способов, которые можно применить как в бытовом, так и в промышленном масштабе. Каждый интересующийся возможно найдет для себя какую-то идею.

• Подогрев какого-либо водоема – рыбхозяйство, бассейн и т.д. В данном случае, мы передаем тепло от внутреннего контура охлаждающей жидкости во внешний контур через водяной теплообменик, что позволяет нам получить теплую или горячую воду на выходе из него.
• Обогрев воздуха в помещении – офис, цех, частный дом, теплица и т.д. В данном случае мы охлаждаем внутренний контур жидкости через теплообменник вода-воздух и используем горячий/теплый воздух для наших целей
• Теплые полы в доме По сути как и в первом примере, мы используем теплообменник вода-вода и это позволяет нам использовать горячую воду для подогрева полов.

Разумеется все способы утилизации тепла необходимо индивидуально рассчитывать и продумывать саму схему работы. Трудно найти какое-то универсальное решение. Мы в наших проектах, как правило подбираем и просчитываем индивидуальную схему отвода тепла от майнинг фермы и его полезное использование на проектах, где есть такая задача.

Для решения подобных задач, применяются промышленные установки жидкостного охлаждения. Ознакомиться с подбробным описанием и приницпом работы данных систем вы можете на странице «Установки иммерсионного охлаждения майнинг ферм».

В заключение хотелось бы отметить, что жидкостное охлаждение это «мэйнстрим» в сфере IT технологий и энергоэффективности.

Получить бесплатную консультацию инженера
Получить!

Как используется иммерсия в майнинге

Многие скептически относятся к такого рода технологиям. У всех нас сложился стереотип, что жидкость выводит электронику из строя. Технику нужно изолировать от любой влаги, что уж там говорить о ее погружение в жидкость.

Это утверждение верно, но не касается иммерсии. В данном случае используются не проводящие электричество жидкости, которые не способны вывести технику из строя:

• деионизированная вода;
• минеральное масло;
• жидкости на основе фторуглерода.

Такой тип охлаждения для майнинг ферм набирает все больше популярности. Технология хорошо зарекомендовала себя как для домашних ферм, так и в качестве системы охлаждения в крупных дата-центрах.

Как это работает:

1. Устанавливается ванна для охлаждения (иммерсионная установка).
2. В резервуар заливается специальная иммерсионная жидкость.
3. В заполненную ванну опускается техника для добычи.
4. Жидкость поглощает тепло.
5. Достигнув определенной температуры жидкость закипает и начинает испаряться.
6. За счет наличия конденсаторной системы получаемый пар спускается обратно в резервуар в виде холодной жидкости.

Благодаря такому замкнутому циклу циркулирования иммерсионной жидкости, данная технология отвода тепла показывает хорошие показатели рентабельности.

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.

Жидкостное охлаждение видеокарты

Очень многие путают иммерсионное охлаждение с жидким охлаждением. На самом деле это совершенно разные понятия. Если системы жидкого охлаждения для видеокарт на ПК давно разработаны, то для майнинг ферм такого решения пока еще нет.

Народные умельцы правда нашли выход из положения и изготавливают установки своими руками. Для этого, как правило, используются аквариумы, а купить иммерсионную жидкость можно в любом магазине хладагентов. Ввиду высокой популярности она также стала частым гостем на прилавкам магазинов с электронникой и комплектующими для ПК.

Жидкостное и воздушное охлаждение: сравнение методик

Для лучшего понимания технологии охлаждения иммерсионной жидкостью ее сравнивают с подобным воздушным охлаждением. Те положительные свойства, о которых было сказано ранее, и являются преимуществами, которые выделяют именно охлаждение жидкостью.

Можно отметить, что и воздушное охлаждение обладает своими особенностями, которые никоим образом не умаляют его достоинств. При помощи воздуха также можно осуществить эффективное охлаждение, которое позволит системе бесперебойно работать. Хотя в летние месяцы такой вариант охлаждения выполняется сложнее, чем аналогичный жидкостный.

В рамках данного материала было бы неправильно не сказать о тех недостатках, которыми обладает иммерсионное охлаждение:

1. Сложность в расчетах, которая под силу только специалисту.
2. Небольшое количество тех специалистов, которые действительно разбираются в теме.
3. Сложность в покупке нужной жидкости.
4. Высокая стоимость.

Последний показатель является субъективным, так как цена на жидкостное охлаждение при грамотном его формировании будет сопоставима с такой же системой воздушного охлаждения. А если принять во внимание все преимущества системы, можно понять, что окупаемость будет скорой.

Своими силами сложно выполнить майнинг ферму с иммерсионным охлаждением, поэтому сейчас множество вариантов уже готовых устройств. Так, к примеру, компания PLAST.RU осуществляет создание и монтаж иммерсионных майнинг ферм «под ключ». Эти фермы отличаются высокими качественными характеристиками, которые порадуют своего владельца и дадут ему толчок для поднятия доходности от этой деятельности. Достаточно только заказать устройство для майнинга, а всем остальным займется PLAST.RU.

Выводом послужит тот факт, который в результате доказательств показал, что иммерсионное охлаждение является современной и энергоэффективной методикой, которая все чаще применяется для майнинга.

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.

Когда целесообразно использовать водяное охлаждение?

Если не обеспечить свою ферму продуктивной системой охлаждения, то вместо потенциального пассивного дохода, можно уйти в минус. Дело в том, что благодаря востребованности технологии блокчейн и динамичности рынка криптовалют, все больше людей интересуются майнингом. Это в свою очередь приводит к постоянно растущей сложности сети, в результате чего требуется собирать все более крупные фермы.

Воздушное охлаждение крупных ферм требует значительных затрат электроэнергии. Для примера: на отвод тепла с 10 Asic Antminer S9 нужно порядка 4 000 кубических метров воздуха в час. Это требует по меньшей мере затрат на установку дополнительной системы вентиляции и мощных профессиональных кондиционеров, которые помимо того, что стоят не дешево, но еще и потребляют много электроэнергии.

В среднем крупные дата-центры тратят порядка 50% бюджета на обслуживание теплорегулирующей системы. Применение системы иммерсионного охлаждения позволяет существенно сократить затраты. Другими словами, установка технологических ванн целесообразно везде, где требуется установка дополнительной системы борьбы с нагреванием.

Иммерсионное охлаждение стало достойной альтернативой воздушному и на текущий момент не имеет равных себе конкурентов. Данный способ демонстрирует одновременно и простору и эффективность, а самое главное — устраняет все недостатки майнинга криптовалют, такие как шум, высокие затраты на электроэнергию и риск коротких замыканий. Эффективное использование этой технологии помогает не только экономить, но и продлевает эксплуатационный срок службы техники.

Post Views: 1 416

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.

Источник