ИММЕРСИОННЫЕ ЖИДКОСТИ

Плюсы и минусы иммерсионного охлаждения майнеров криптовалют

Иммерсионная (жидкостная) система охлаждения майнинг-устройств действительно имеет ряд преимуществ перед традиционной воздушной системой, и давно используется криптодобытчиками. Редакция Coinlife разобралась, какие плюсы и минусы есть у водоохлаждения.

Что это такое? 

Иммерсионное охлаждение – это снижение температуры компьютерного оборудования путем его погружения в диэлектрическую теплопроводную жидкость. В качестве жидкости в основном используется непроводящее неемкостное минеральное масло, так как оно не выводит из строя электронику.

Народные умельцы заливают жидкость в аквариум и опускают в нее майнер с включенными вентиляторами. Вместо воздуха он прогоняет масло, которое нагревается и затем испаряется, вентиляторы эффективно перемешивают жидкость и поддерживают низкий уровень температуры.

В дата-центрах используются гибридные закрытые системы охлаждения, состоящие из насосов, внешних радиаторов и иммерсионной жидкости. В основном применяют диэлектрическую жидкость с низкой температурой кипения – она испаряется, конденсируется на стенках и затем стекает в специальный бак.

Благодаря замкнутому циклу работы удается сократить расходы на дорогостоящую жидкость.

Водоохлаждение ASIC-майнера в домашних условиях. BitCluster

Читать еще: Срок службы оборудования для майнинга криптовалют

Фирмы-производители иммерсионных систем охлаждения активно расхваливают свою продукцию, обещая небывалую выгоду. Но давайте рассмотрим их объективные преимущества:

• Снижение затрат. По данным майнинговой гонконгской компании Allied Control, иммерсионное охлаждение снижает объем потребления электроэнергии ASIC майнерами до 90%.
• Экономия пространства. Иммерсионная система охлаждения позволяет размещать майнеры впритык к друг другу, таким образом, можно установить примерно в 10 раз больше устройств на одинаковой площади.
• Повышение вычислительной мощности. Эффективная система охлаждения дает возможность поднять хешрейт (разогнать устройство) до максимума.
• Защита от поломок. Жидкостное охлаждение исключает попадание пыли и грязи внутрь майнера, благодаря этому снижается износ устройства и риск перегрева.
• Безопасность в использовании. Иммерсионная жидкость не выводит майнеры из строя и безопасна для человека.
• Защита окружающей среды. Сберегая электроэнергию, мы сохраняем экологию планеты.
• Отсутствие шума. Жидкостная система охлаждения работает практически бесшумно.

Бак с иммерсионной жидкостью открывается только сверху, поэтому установить оборудование на стеллажах не получится.

Недостатки

У вас может возникнуть резонный вопрос: если иммерсионная система охлаждения настолько эффективна, то почему большинство майнеров пользуются вентиляторами? Дело в том, что у жидкостного охлаждения есть свои недостатки.

• Высокая стоимость. На обслуживание системы иммерсионного охлаждения от заводов-производителей уходит в среднем 25% от затрат на обеспечение работы майнеров. Другими словами, если ваше оборудование потребляет электричество на 10 тыс. рублей в месяц, то 2,5 тыс. рублей вы будете тратить на систему охлаждения. Жидкость, к сожалению, стоит дорого.
• Труднодоступность. Бак с иммерсионной жидкостью открывается только сверху, поэтому установить оборудование на стеллажах не получится.
• Грязь. Во время работы с майнером (замена кабеля, вентилятора) жидкость может пролиться на пол, ее очень трудно оттереть, особенно, если вы используете масло.
• Фильтрация. Охлаждающую жидкость необходимо фильтровать, чтобы избежать образования осадка и загрязнений.

Когда стоит использовать иммерсионное охлаждение?

Одной из первых компаний, которая начала разрабатывать системы иммерсионного охлаждения видеокарт для майнинга криптовалют, стала Green Revolution Cooling. Ведущий эксперт Брэндон Мур уверен в том, что развитию жидкостных систем охлаждения будут способствовать два главных фактора: высокая стоимость электричества и дорогая недвижимость.

Читать еще: Как устроена ферма для майнинга криптовалют. Инфографика

Жидкостное охлаждение подходит для крупных майнинговых центров, которые хотят сократить затраты на электроэнергию и площадь используемого помещения. Это станет особенно важно, если власти введут ограничение на объем потребления энергии для майнеров криптовалют – у них не останется другого варианта, кроме как оптимизировать затраты.

Обычному пользователю, у которого стоит дома ASIC-майнер или ферма из 6-8 видеокарт, жидкостное охлаждение позволит сократить расходы примерно на 65% (без учета покупки бака и самой жидкости). Если у вас есть желание поэкспериментировать, и вы не боитесь намочить руки, то определенно стоит попробовать эту систему охлаждения.

Читать еще: Криптодобыча без вложений: что такое облачный майнинг?

Иммерсионное масло необходимо для некоторых оптических микроскопов

• В световой микроскопии используются объективы двух типов: иммерсионные и «сухие». Для работы с объективами первого типа требуется жидкость.Иммерсионное масло предназначено для оптических микроскопов с большим коэффициентом увеличения (около 100 крат). Дело в том, что при большом увеличении исследуемый объект должен быть очень хорошо освещен, чтобы можно было рассмотреть все его мельчайшие детали, но между покровным стеклом и линзой объектива остается слой воздуха — отличающейся по своим физическим параметрам от стекла среды. В воздухе свет частично рассеивается, а частично преломляется и отражается так, что выходит за границы изображения, и картинка получается темной, ее трудно рассмотреть подробно. Для того, чтобы нивелировать эти отрицательные явления, между покровным стеклом и линзой помещают жидкость с характеристиками преломления, близкими к характеристикам стекла.

Какие жидкости используются в качестве иммерсионных

В качестве иммерсионной жидкости используются различные высокопрозрачные маслянистые вещества с подходящим коэффициентом преломления, не влияющие на качество внешней линзы объектива.

Использоваться могут как натуральные масла, например, кедровое масло, так и синтетические.

Применяется жидкость, состоящая из глицерина и воды; минеральные масла с разными коэффициентами преломления, например, вазелиновое масло; йодистый метилен; монобромнафталин. Иногда используется просто вода или физиологический раствор.

Специальные масла и вода используются для работы со световыми микроскопами.

Водные растворы глицерина применяются, когда исследуемый объект способен поглощать УФ часть светового луча.

Синтетические иммерсионные масла бывают двух типов.

• Тип «А» (классическое), не подходит для люминесцентных объективов.
• Тип «Б» (профессиональное) изготовлено специально для работы при искусственном освещении. Оно пропускает больше света, используется в приборах с системой визуализации изображений.

Иммерсионные жидкости следует эксплуатировать при температуре, близкой к +20 °С. Запрещается нагревать масла выше +25 °С, замораживать, использовать после того, как закончился срок годности.

При работе с обычными «сухими» объективами иммерсионные жидкости не применяются!

Какая иммерсионная жидкость лучше

При выборе иммерсионной жидкости следует ориентироваться на рекомендации производителя. Многие современные объективы выпускаются с расчетом применения определенной жидкости.

Не стоит заменять одну жидкость на другую, с вроде бы аналогичными характеристиками.

Такая замена может ухудшить «картинку», привести к появлению бликов, расфокусировке изображения, потере четкости, неравномерной освещенности изучаемого объекта.

Как действует иммерсионная жидкость

В воздухе лучи света преломляются под другим углом, чем в стекле и в жидкой среде. За счет одинакового преломления в среде жидкость-стекло удается «собрать» весь проходящий свет, не происходит рассеивание и отражения проходящих лучей света. Изображение получается более светлым, четким, глубоким и контрастным.

Как работают с иммерсионными объективами

Если используется масло:

• объект изучения кладется на стекло; на него капают жидкость (например, стерильную воду) и накрывают предметным стеклом;
• поверх предметного стекла наносят иммерсионную жидкость;
• на линзу объектива наносят каплю масла;
• объектив совмещают с покровным стеклом таким образом, чтобы не осталось воздушного зазора;
• регулируют фокусировку до получения четкой картинки.

Масло применяется для объективов, промаркированных буквами «МИ» или OIL, а также черной полосой.

Если используется вода, на изучаемый объект наносится фосфатный буферный раствор.

Вода применяется для объективов, промаркированных белой полосой и буквами «ВИ» или W.

После работы линзу объектива нужно сразу же, не допуская высыхания масла, тщательно вытереть ватным тампоном или фланелевой салфеткой, сухими или пропитанными растворителем. В качестве растворителя разрешается использовать этиловый или изопропиловый спирт, ортоксилол или другую жидкость, разрешенную к использованию для конкретного объектива.

Иммерсионное жидкостное охлаждение для ультраплотных ЦОД

Отвод тепла методом непосредственного окунания охлаждаемого объекта позволяет удерживать температуру оборудования в требуемых для функционирования системы рамках и открывает путь для создания нового поколения ультраплотных систем.

Из-за большого расстояния между молекулами, воздух — очень слабый проводник и аккумулятор тепла; эти показатели примерно в 25 раз хуже, чем у обыкновенной воды. Неудивительно, что жидкостное охлаждение постепенно заменяется воздушным.

Из-за неуклонного роста количества серверов компоновка ЦОДов становится все более плотной, что само по себе приводит к росту температуры в стойках. Помещение объекта в жидкую среду заменяет устаревшие способы воздушного остужения ультраплотных ЦОДов.

Современные системы требуют большого количества вентиляторов для направления больших объемов воздуха на обдуваемые поверхности по специально рассчитанным каналам в корпусе устройства. Подобные способы увеличивают потребление энергии и существенно повышают уровень шума и риски.

Отказ охлаждающего оборудования зачастую становится причиной возникновения серьезных проблем. Разработчики современных микросхем постоянно работают в направлении снижения энергопотребления, а с ним и излучаемого тепла.

Пытаясь выйти за накладываемые традиционными способами рамки, разработчики погружают аппаратные компоненты в жидкую среду. Подобный метод – инновационная технология, которая, несомненно, совершит переворот в области центров хранения данных.

Один огромный охладитель

Ввиду плотности, жидкость является идеальным хладагентом. Молекулы растворов обволакивают охлаждаемый объект, что способствует легкому поглощению тепловой энергии. Чиллерная вода, которая циркулирует в теплообменниках дата-центров, долгое время была основным теплоносителем.

Но вода и электричество в данном случае плохая пара. Вода — проводник, и вдобавок вызывает коррозию элементов. Нарушение целостности охладительного контура зачастую оборачивается настоящей катастрофой! Опасность воды — вот основная причина отказа многих ЦОДов от жидкостного охлаждения.

«У нас уже были инциденты, связанные с авариями в системе водяного охлаждения, которые имели значительные последствия, – поделился информацией Tim Noble, IT-директор, входящий в консультативный совет ReachIPS Inc., провайдера интернет-сервисов из города Cupertino, California. – Избавившись от жидкости, мы предотвратим опасности протечек или затопления».

Инновация состоит в выборе нового вещества в качестве теплоносителя. Обыкновенная вода заменяется другой субстанцией, которая обладает диэлектрическими свойствами, а также будет инертной по отношению к электронным компонентам. Например, это могут быть минеральные масла, или флюиды Green Revolution Cooling.

Использование новой методики позволит погрузить охлаждаемые объекты непосредственно в теплоноситель без ущерба для электронных компонентов и изменения их параметров.

Методы погружного охлаждения

Существует два базовых метода погружного охлаждения – однофазный и двухфазный. Однофазный способ базируется на погружении оборудования в хладагент и отводе излишков тепла от устройств циркуляцией жидкости, которую должна обеспечить насосная установка. На этом принципе базируется установка CarnotJet от группы Green Revolution Cooling, – простое, но эффективное решение.

Существуют системы, использующие циркуляцию хладагента лишь по индивидуальным изолированным отсекам и не требующие погружения всей стойки. Одним из таких решений является установка от LiquidCool Solutions, которая связывает несколько серверных модулей в единую систему.

Двухфазный метод взят на вооружение компанией Allied Control и реализован в инновационном решении Immersion-2. Используемый Allied Control теплоноситель от группы 3М обладает диэлектрическими свойствами, инертен по отношению к другим веществам.

Кроме того, он имеет низкую температуру фазового перехода: 34°C, 49° C, или 56°C (зависит от используемого флюида). Вблизи источников тепла теплоноситель нагревается, закипает, испаряется и совершает обратный переход в жидкое состояние в конденсаторе.

Теплоноситель от 3М — это продукт химии перфторированных соединений. Длительные исследования завершились ошеломляющими успехами: в мировую практику стремительно вошел новых класс веществ – фторированные кетоны.

Обладает диэлектрическими свойствами, нетоксична, не вступает в реакции с другими веществами, имеетнизкую температуру кипения. За внешнюю схожесть кетоны названы сухой водой. Исследования нового вещества показали его эффективность для использования в системах теплоотвода и газовом пожаротушении.

Основное преимущество метода — его эффективность. Из-за естественной циркуляции теплоноситель не нуждается в перекачке. Это позволяет отказаться от дорогостоящего насосного оборудования, ведь после конденсации весь теплоноситель остаётся в резервуаре!

Требуемая температура конденсатора задается при помощи обыкновенной воды. Для работы подобной системы требуется гораздо меньше электроэнергии, если сравнивать с традиционными решениями. А два фазовых перехода способны отвести гораздо больше тепла!

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.

Недостатки новой технологии

Иммерсионному охлаждению свойственны и недостатки. Основным является высокая эффективность. На сегодня подавляющее большинство ЦОДов не требуют столь мощного охлаждения, и уход от воздушного способа к иммерсионному не оправдает финансовых затрат на модернизацию центра.

В случае, если ЦОД уже обладает системой CRAC, у владельца нет причин менять стабильно работающую схему, ведь современное оборудовании нормально функционирует и с воздушным охлаждением. Серьёзным поводом для внедрения погружного охлаждения становится развертывание сверхплотных вычислительных систем, обеспечение работы которых посредством старых методов теплоотвода становится проблематичным.

Увы, иммерсионное охлаждение требует существенных переделок центра. Сегодня структура ЦОДов основывается на вертикальных стойках, но иммерсионный метод требует горизонтального расположения баков. Также использование жидкости в качестве теплоносителя привносит в работу некоторые неудобства. При извлечении объекта требуется чистка и сушка (в последних наработках эти проблемы решены).

«Имеющиеся ЦОДы довольно сложно модернизировать, а компоненты, находящиеся в жидкой среде, имеют трудности с обслуживанием», – считает Scott Gorcester, представитель облачного провайдера VirtualQube.

Специалисты Gorcester и Donohue дополнительно ссылаются на возможные проблемы с эксплуатацией установок и утилизацией хладагента. Даже если ёмкости герметичны, важным аспектом остается фильтрование и очистка жидкости от различных частиц, которые могут ухудшать конвекцию и даже быть потенциально опасны для обслуживающего персонала.

Однако в наше время еще нет ГОСТов для подбора хладагентов, их очистки и утилизации.

Погружение в инновацию

Иммерсионные установки уже завоевывают рынок, но следует внимательно отнестись к некоторым вопросам внедрения новинки.

Современное вычислительное оборудование прекрасно совместимо с иммерсионным охлаждением, так что следует постепенно планировать модернизацию уже существующих площадок.

Если новая стойка выходит за границы выделенного места, то иммерсионная система становится оптимальным решением этой проблемы. «Я считаю, что эти методы оптимальны для интенсивных условий работы и суперкомпьютерных вычислительных систем», – комментирует Scott Gorcester.

Полностью преимущества иммерсионного охлаждения можно оценить лишь в связке с вычислительным оборудованием, которое не может эксплуатироваться с применением устаревших способов теплоотвода. Это основная причина откладывания в долгий ящик монтажа охладительного оборудования нового поколения. Массового внедрения не предвидится до появления ультраплотных ЦОДов.

Модернизация, или внедрение новых приёмов теплоотвода, подразумевает проведение предварительного комплексного анализа. Это вселяет уверенность, что несущие конструкции здания способны выдержать все компоненты установок, в том числе жидкость, которая создаст основную нагрузку на перекрытия.

Дополнительное оборудование включает в себя трубопроводы, помпы, теплообменники, фильтры и устройства контроля теплоудаления.

Это оборудование необходимо для соответствия устоявшимся методикам проектирования и строительства дата-центров.

На сегодняшний день серверное оборудование оснащается вентиляторами, радиаторами и сложными системами воздуховодов, которые направляют воздушные массы на охлаждаемые объекты.

Несмотря на полную совместимость вычислительного оборудования с иммерсионными методами теплоотвода, одновременная эксплуатация обеих типов охлаждения невозможна.

Перед погружением в жидкий теплоноситель все компоненты воздушной системы должны быть демонтированы.

Твердотельные устройства памяти не требуют дополнительных модификаций перед помещением в жидкую среду. Но это не относится к обычным жёстким дискам, которые не могут полноценно вращаться в жидкости. Решением проблемы является установка жёстких дисков в сухой зоне, или использование специально разработанных герметичных модификаций.

Ещё одним препятствием становятся оптоволоконные кабели.

Обычные электрические проводники, в том числе витая пара, работают без сбоев, однако жидкая среда может вносить искажения в месте соединения оптоволоконного кабеля и порта.

Этот недостаток способен существенно повлиять на производительность сетевого соединения, ведь даже небольшое воздействие может снизить скорость ниже необходимого минимума!

При использовании иммерсионных схем не стоит забывать и о риске утечек, или загрязнении оборудования. Естественно, в ЦОДах применятся нетоксичная диэлектрическая жидкость, однако найдется мало желающих находиться в помещении с минеральными маслами. Некомфортно проводить работы с оборудованием, с которого течёт масло.

Сотрудникам центра в таком случае потребуются средства индивидуальной защиты и специализированные поддоны с высокими краями для предотвращения растекания масел.

Одним из условий работы также является очистка пролившегося теплоносителя для его повторного использования. К тому же, иммерсионные системы должны оснащаться двойными резервуарами для предотвращения утечек и контрольным оборудованием для своевременного обнаружения малейших потерь теплоносителя в резервуарах.

Потребность в больших вычислительных мощностях и более плотной компоновке систем обработки и хранения данных постепенно приводит к увеличению количества процессоров и объёмов оперативной памяти, размещенных на одной материнской плате.

Прямое погружное жидкостное охлаждение доступно уже сегодня. Решения некоторых производителей могут быть реализованы взамен традиционного воздушного охлаждения. Однако внедрение новых технологий идёт весьма медленно. Причина этому — огромные инвестиции в традиционные механические системы и неуклонное повышение энергоэффективности вычислительного оборудования.

Аналитики пока уклончиво комментируют сроки широкомасштабного внедрения инноваций, но возможные выгоды видны уже сейчас.

Иммерсионное охлаждение майнинг ферм — Системы вентиляции

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». 

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

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.

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 работы иммерсионного жидкостного охлаждения для майнинг ферм

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

Эксперимент с жидкостным охлаждением майнинг фермы

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 Nvidia Geforce 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

Преимущества применения жидкостного иммерсионного охлаждения для майнинга

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.

Сравнение жидкостного и воздушного охлаждения

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.

Способы использования тепла от ферм

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!