Водяное охлаждение майнинг ферм

Майнинг на видеокартах с водоблоками — заниматься или нет

Большинство майнеров приобретают видеокарты со штатным охлаждением и при этом используют их в режиме 24/7 со 100% нагрузкой. Однако данный режим пагубно сказывается на сроке службы устройств и не позволяет разогнать их для повышения эффективности майнинга. Вариантом решения этих проблем является водяное охлаждение. Давайте разберемся, позволяет ли оно решить все проблемы майнеров.

Проблемы майнинга на видеокартах с воздушным охлаждением

Майнинг на видеокартах со штатными системами охлаждения приносит их владельцам не только пассивную прибыль, но и некоторые проблемы. Основными недостатками «воздушного» майнинга являются шум и пыль. Сюда также можно отнести проблемы со стабильным разгоном оборудования, которые не позволяют повысить хешрейт, необходимость чистки радиаторов и вентиляторов, перегрев, который приводит к снижению скорости работы фермы, простою и уменьшению величины заработка в час.

Каждая видеокарта типа Nvidia 1080Ti потребляет 250Вт электроэнергии, выделяя почти аналогичное количество тепла. При этом в стандартной комплектации охлаждение видеокарт представляет собой радиатор и вентилятор, предназначенные для отведения тепла. Ферма из шести видеокарт выделяет около 1.5кВт, что примерно соответствует теплу, выделяемому квартирной батареей отопления из восьми секций. Для охлаждения ферм применяют корпусные вентиляторы от системных блоков (диаметром 9 или 12 см) либо устанавливают бытовой вентилятор.

Воздушное охлаждение требует особых мер по вентиляции помещения. В условиях холодного климата применяют естественную вентиляцию (например, открытое окно), но чаще все-таки обращаются к альтернативным способам. Самый простой вариант — принудительная вытяжная вентиляция (аналогичная той, что устанавливают на кухне). Ее улучшенной версией является приточно-вытяжная вентиляция. Она включает в себя два вентилятора, один из которых отводит теплый воздух из помещения, а второй нагнетает воздух с улицы. Самые продвинутые майнеры монтируют систему кондиционирования.

Однако, уже несколько лет в качестве альтернативы «воздуху» экспериментируют с водяной системой охлаждения.

Как используют водяные блоки

Для охлаждения видеокарт используют самодельные или готовые решения (водяные блоки). Система охлаждения состоит из нескольких частей:

• пластина, на которую опирается водяной блок;
• полнокамерный водяной блок;
• резервуар с жидкостью;
• насос;
• радиатор;
• вентилятор;
• фитинги, расширители;
• комплект трубок и разветвителей.

После подключения системы к источнику питания, насос прокачивает антифриз из резервуара по акриловой трубке. Под давлением жидкость попадает в водный блок. Там она распределяется по двум ячейкам, снижая температуру GPU и остужая VRM (регулятор напряжения). После этого нагретый антифриз проходит через радиатор с вентилятором и затем возвращается в резервуар. Цикл повторяется заново.

Раньше пользователи использовали водяные блоки только для охлаждения графического ядра. Однако, в производительных видеокартах при разгоне это вызывает перегрев остальных элементов. Поэтому, от охлаждения только GPU пришлось отказаться в пользу иных вариантов.

В 2017 году NVIDIA выпустила универсальный водяной блок EK-FC GeForce GTX FE. Он оказался совместим со 106 видеокартами производителя и был подготовлен в четырех вариантах исполнения. Данное решение отводит тепло от зоны графического ядра, чипа памяти и элементов питания. Подобные модели (их еще называют фуллкаверы) впоследствии появились и для видеокарт AMD Radeon.

Чем привлекает майнеров водяное охлаждение

Домашние майнеры, используя водяное охлаждение, решают сразу несколько проблем:

• исчезает шум, снижаясь до 10-15дБ;
• пыль не забивается в вентиляторы, поскольку они демонтированы и не используются;
• можно разгонять оборудование и повышать хешрейт;
• есть возможность спроектировать ферму собственной конструкции;
• экономия пространства, не нужно выделять отдельное помещение для фермы;
• производители продают готовые варианты для своих видеокарт.

Недостатки водяного охлаждения

Однако у установок с водоблоками есть несколько существенных недостатков, что делает решение не самым рациональным для домашнего майнинга. Среди недостатков выделим:

• опасность протечки жидкости и повреждения электронных компонентов;
• необходимы навыки проектирования и создания собственных конструкций, применительно к фермам;
• модификации производительных видеокарт с водяным охлаждением и сами водяные блоки стоят в несколько раз дороже аналогов на «воздухе»;
• в любом случае потребуется установить радиатор с вентилятором на улице для охлаждения фермы;
• перепродажа б/у видеокарт на «воде» занимает больше времени, чем на воздухе.

Таким образом, водяное охлаждение не решает всех проблем майнеров, гарантируя лишь отсутствие шума, пыли и повышение хешрейта. Поэтому некоторые производители пошли дальше, отказавшись от использования водоблоков в пользу иммерсионного охлаждения, как более выгодного решения для домашнего майнинга.

Преимущества систем на иммерсионном охлаждении

В отличие от охлаждающих систем с использованием водоблоков, иммерсионные системы завоевывают большую популярность. Изначально их эффективность проверили на серверном оборудовании. Долгое время данная сфера предполагала использование крупных вычислительных платформ, там где цена не имела приоритетного значения, включая дата-центры на Уолл-стрит или суперкомпьютерные кластеры военных.

Увешанные насосами и водоблоками стойки, спроектированные с учетом возможных протечек, до недавнего времени не интересовали майнеров. Ровно до тех пор, пока иммерсионное охлаждение сделало процесс охлаждения настолько простым, что для стабильной работы требуется лишь ровный пол, крыша и электроэнергия.

Иммерсионное охлаждение обладает следующими преимуществами по сравнению с использованием водяных блоков:

• постоянное термостатирование оборудования и поддержание его температуры в заданном рабочем режиме;
• стабильный разгон оборудования;
• отсутствие сложной обвязки и необходимости проектировать ее с учетом возможных протечек;
• погружение в диэлектрическую жидкость защищает оборудование от пыли и коррозии;
• диэлектрические составы долговечны и не требуют замены в течение длительного периода времени.

Иммерсионные установки от BiXBiT

Наша компания также занялась изучением иммерсионного охлаждения применительно к майнингу. Мы хотели решить целый комплекс проблем, связанный с воздушным охлаждением и дороговизной охлаждения с использованием водоблоков. В результате удалось получить оптимальную конструкцию для погружения компьютерного оборудования, компактную и масштабируемую от ячейки до контейнера.

Изделием первого уровня является металлическая ячейка, рассчитанная на размещение трех ригов на 24 GPU или 6 ASIC. Она подойдет обладателям небольших домашних ферм, установленных в квартирах. Ячейка с иммерсионным охлаждением избавит майнеров от шума, пыли и продлит срок службы оборудования.

Средний уровень представлен стойкой, вмещающей до четырех ячеек (до 96 GPU или 24 ASIC). Ее можно размещать в частных домах и небольших производственных помещениях. Стойку оснащают всей необходимой обвязкой, что позволяет эффективно утилизировать тепло и отводить его излишки через градирню. Вертикальная стойка спроектирована таким образом, чтобы обеспечить быстрый доступ к размещенному оборудованию и сэкономить пространство.

Максимальной версией выступает контейнерное исполнение (на базе 10, 20 или 40-футового ISO-контейнера). Они позволяют разместить до 3 456 видеокарт или 768 ASIC (от 8 до 32 стоек, в зависимости от размера). Мобильный контейнер можно перевозить и располагать в удобной локации. Это решение подходит крупным инвесторам, имеющим бесплатные или недорогие источники электроэнергии, вблизи которых можно установить контейнер. В случае необходимости инфраструктура снимается с места и перевозится на другую локацию.

В первую очередь использование иммерсионного охлаждения в сочетании с программным обеспечением позволило увеличить хешрейт, например, для популярной модели Antminer S9 с 13 TH/S до 18 TH/S (т. е. почти на 40%). Это усиливает конкурентоспособность при добыче криптовалют. Разумеется, параллельно с разгоном увеличивается и электропотребление, но погружное охлаждение экономит на вентиляторах и стабильнее термостатирует оборудование в заданном температурном коридоре. В частности, если при воздушном охлаждении видеокарт при росте температуры срабатывают защитные реле, хотя чипы рассчитаны на более высокие показатели, то при иммерсионном они остаются в рабочем состоянии.

Вторая идея, реализованная с помощью наших установок, — это полезное использование выделяемого тепла. Тепло направляется в систему отопления, для подогрева воды в бассейне, поддержания высокой температуры в теплице, производственном помещении, сушке древесины. Данная технология может принести свои дивиденды в совершенно разных отраслях малого бизнеса. Все зависит от вашей фантазии.

В наших установках используется специальный состав, разработанный исключительно для нужд современных майнеров. Он протестирован на работающей электронике (ASIC и GPU) и демонстрирует полную совместимость со всеми компонентами. Нам удалось добиться максимальной плотности устройств на единицу площади. Например, при размещении на базе ISO-контейнера размером 10 футов помещается в 6 раз больше видеокарт и в 2,5 раза больше ASIC.

Кроме того, вы можете выбрать разные варианты комплектации для самостоятельной сборки фермы на иммерсионном охлаждении. В этом случае вы можете обратиться к нашим специалистам за необходимым набором комплектующих, изучив предложение на сайте.

Подписывайтесь на наш телеграм-канал, чтобы узнавать только нужные новости!

Источник

Охлаждение майнинг ферм и как избежать перегрева видеокарт

Здравствуйте, коллеги-майнеры! Мы с вами рассмотрели уже немало различных аспектов «балконного» майнинга. Сегодня пришло время поговорить об охлаждении. Отсутствие должного отвода тепла снижает не только срок службы видеокарт, но и их вычислительную мощность. Объяснять важность охлаждения ферм излишне, поэтому сразу перейдем к делу.

Под охлаждением в майнинге следует понимать три класса мероприятий:

1. Охлаждение видеокарт.
2. Охлаждение ферм.
3. Охлаждение помещений.

Если ваши майнинг фермы объединены в шкафы или стойки, то можно рассматривать четвертый класс – охлаждение стоек. Но это вариант для майнеров с большим количеством ферм, среди новичков он почти не встречается. Далее будут рассмотрены все три класса.

Охлаждение видеокарт

Именно нагрев видеокарт в процессе их работы и приводит к необходимости проведения всех тех мероприятий, о которых идет речь в данной статье. Почему они вообще нагреваются?

Из школьного курса физики можно вспомнить, что существует закон сохранения энергии, который гласит, что что энергия никогда не исчезает и не появляется вновь, она может лишь превращаться из одного вида в другой. Этих видов там несколько, но в случае с компьютерной техникой речь идет о тепловой энергии. Незначительная часть электроэнергии расходуется на механическое вращение вентиляторов, а всё остальное выделяется в виде тепла. То есть если видеокарта NVIDIA 1080Ti потребляет 250 Ватт электроэнергии, то и тепловой электроэнергии выделяется практически столько же . Напомню, что количество видеокарт мы изучали в отдельной публикации:

Если у вас ферма на шесть таких видеокарт, то это 1500 Ватт тепла, что соответствует теплу, выделяемому одной типовой квартирной батареей отопления на 8 секций. По строительным нормативам такие устанавливают в комнатах площадью около 12 квадратных метров. Вдумайтесь в эти цифры!

По поводу оптимальной температуры работы видеокарт имеют место различные мнения. Кто-то считает вполне нормальным функционирование при температурах почти 100 градусов. Но лично я считаю, что это слишком горячо.

К примеру, на скриншоте ниже отображаются зелёным цветом видеокарты с температурой не выше 65 градусов, желтым – не выше 70 градусов, и красным – все остальные .

Достигнуть оптимальных температурных значений можно двумя способами:

1. Снизив нагрев путем уменьшения потребляемой мощности
2. Улучшив охлаждение видеокарты путем повышения эффективности работы системы охлаждения видеокарты

Охлаждение видеокарты осуществляется установленной производителем системой охлаждения. Это более сложная вещь, чем может показаться на первый взгляд, состоит она из следующих частей:

• радиатор – металлическая, обычно алюминиевая или медная, часть системы охлаждения с большой площадью поверхности, соприкасающаяся с тепловыделительными частями видеокарты (через термопрокладки);
• вентиляторы охлаждения – на современных видеокартах, применяющихся для добычи криптовалют, чаще всего установлено два вентилятора, но можно встретить и с одним, и с тремя. Вентилятор предназначен для отвода тепла от радиатора в окружающую среду;
• бэкплейт – крепежная пластина для предания дополнительной жёсткости видеокарте, расположенная в противоположной от радиатора стороны, тоже отводит часть тепла

Не будем тратить время на описание экзотических методик вроде водяного или масляного охлаждения, жидкого азота и прочего. Снижение температуры работы видеокарты на практике достигается путём увеличения скорости вращения вентиляторов системы охлаждения.

И снижение потребляемой мощности, и оптимизация работы системы охлаждения широко применятся при разгоне видеокарты, этому посвящена отдельная статья:

Охлаждение фермы

Система охлаждения видеокарт отводит тепло только от самой видеокарты, при этом типовая конструкция майнинг-фермы предполагает их размещение рядом друг с другом. То есть отведённое от одного устройства тепло направляется в сторону другого. Это снижает эффективность охлаждения. Для решения этой проблемы следует применять меры, которые направлены на отвод тепла от всей фермы целиком. Выбор практичного майнера – бюджетные решения, которые практически не увеличивают срок окупаемости фермы. Вот как они выглядят:

Первый способ – применение нескольких корпусных вентиляторов от системного блока. Чаще всего можно встретить диаметр 9 сантиметров и 12 сантиметров. Стоимость самых простых из них на Алиэкспрессе порядка 5-8 долларов за штуку. Один или два таких вентилятора можно запитать напрямую от материнской платы. Если нужно больше, то закажите там же разветвитель питания для таких вентиляторов, найти его можно по запросу «fan power adapter», выглядит он примерно вот так:

Данное устройство позволяет подключить сразу много корпусных вентиляторов подав на них питание от одного коннектора molex или sata. Все они монтируются на каркас фермы, от ширины которого зависит и их количество. Можно размещать по одному вентилятору между двумя соседними видеокартами. То есть на ферму из шести устройств потребуется пять вентиляторов и один разветвитель питания. Суммарные расходы на такую систему охлаждения составят порядка 30-40 долларов.

На практике это позволит уменьшить температуру видеокарт на 5-10 градусов. Можно повысить эффективность охлаждения фермы, если установить два ряда вентиляторов с разных сторон.

Направление потока воздуха при этом должно быть одинаковым, что в теории позволит повысить скорость его движения через ферму почти в два раза.

>Второй способ – применение бытового напольного вентилятора для обдува ферм. Купить его можно долларов за 10, а, может быть, и ещё дешевле. Эффективность у него сопоставима с первым способом. Главными недостатками я считаю громоздкость такого подхода. Для одной фермы это ещё терпимо, но для нескольких ферм — уже нет. Кроме того, каждый вентилятор требует отдельной электрической розетки.

Охлаждение помещения

Обратите внимание: система охлаждения видеокарты отводит тепло от карты внутрь фермы, система охлаждения фермы отводит тепло внутрь помещения. Тепло не исчезает – закон сохранения энергии в действии!

Система охлаждения фермы не будет эффективна, если внутрь фермы поступает уже горячий воздух. Если вы зарабатываете криптовалюту одной фермой в своей просторной комнате, то охлаждение помещения для вас, скорее всего, не актуально. Но если вы размещаете оборудование на закрытом балконе и ферм у вас несколько, то даже зимой за 15-20 минут температурный режим начинает сильно напоминать сауну. Забавная картинка в тему:

Охлаждение помещения может быть осуществлено следующими способами:

1. Естественная вентиляция. Самый простой вариант – открыть окно. Бесплатно, подходит для небольшого количества ферм. Особенно эффективно зимой, летом — в меньшей степени. На практике этого достаточно для закрытого балкона с 2-3 фермами из недорогих видеокарт уровня NVIDIA GTX 1060 или AMD RX 480.
2. Принудительная вытяжная вентиляция. Этот способ предполагает монтаж вытяжного вентилятора наподобие тех, что устанавливаются на кухнях. Самого простого тут уже может быть недостаточно, требуется провести расчёт количество выделяемого фермами тепла.
3. Принудительная приточно-вытяжная вентиляция. Это увеличение эффективности предыдущего способа за счёт использования двух вентиляторов. Одни из низ отводит воздух из помещения, а другой подаёт в помещение воздух с улицы. Аналог применения двух рядов корпусных вентиляторов для охлаждения ферм. Требуется ещё более сложный расчёт и грамотный монтаж.
4. Система кондиционирования. Наиболее профессиональный способ, предполагающий охлаждение с использованием бытового или полупромышленного кондиционера. Это не так дорого, как может показаться на первый взгляд. На Авито можно найти много старых устройств, которые продают за бесценок. Нам они вполне подойдут. При этом кондиционеры бывают: мобильные, оконные, сплит-системы. Проще всего в установке мобильные.

Система охлаждения помещения – это отдельная тема, в которой много своих особенностей. Для своих заказчиков при необходимости я выполняю инженерный расчёт таких систем. Данная услуга пользуется спросом среди майнеров, которые только начинают выходить на промышленный уровень (количество ферм от пяти и выше). Если кого-то интересует методика таких расчётов и тонкости реализации таких систем – пишите в комментариях к данной статье. С одобрения Леонида я подготовлю для вас статью на эту тему. Там же я могу рассказать про охлаждение шкафов или стоек с несколькими фермами.

Советую всем начинающим майнерам задуматься о выходе на такой полупромышленный уровень. Одна ферма – это лучше, чем ни одной. Но всё-таки она вряд ли сможет обеспечить вам желаемый уровень жизни. А вот, скажем 5-10 ферм – уже хорошая база. Это, безусловно, совсем другой уровень, но он вполне достижим, если поставить себе такую цель.

Хотите зарабатывать на крипте? Подписывайтесь на наши Telegram каналы!

Источник