Водяное охлаждение видеокарт для майнинга

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

Снижение температуры при майнинге крипты

Несмотря на развитие облачного майнинга и промышленных ферм для добычи криптовалюты, огромное количество вычислений производится обычными пользователями на небольших домашних фермах. Круглосуточная работа видеокарт на максимальной загрузке приводит к ряду неудобств, в частности, перегреву оборудования. Чтобы решить эту проблему, можно организовать на майнинг водяное охлаждение.

Содержание статьи

Проблема охлаждения оборудования при майнинге

Стандартная ферма из 5-6 видеокарт, собранная в обычном жилом помещении делает его практически непригодным для длительного пребывания там человека. Постоянный шум от вентиляторов и африканская жара создают некомфортные условия. Но самое важное – это то, что от перегрева видеокарт вся конструкция может выйти из строя.

Чтобы понять, о чем идет речь, скажем, что видеоадаптер Nvidia 1080ti «кушает» 150 W электричества и выделяет приблизительно такое же количество тепловой энергии. Следовательно, ферма, собранная из 6 таких GPU, выделяет до 1500 W тепла, столько же, как и восьмиреберная батарея отопления. По строительным нормативам такие радиаторы устанавливаются в комнатах площадью не менее 12 квадратных метров.

Обычно проблему перегрева решают комплексно, параллельно рассматривая вопрос охлаждения видеокарт, собранных ферм и помещений, в которых они расположены.

Понижения температуры видеоадаптеров обычно добиваются путем уменьшения их мощности (желательно без потери производительности) и коррекцией скорости вращения вентиляторов. Для нормальной работы «железа» желательно, чтобы его температура не превышала 70 градусов, поэтому первый шаг – это максимальное разнесение в корпусе видеокарт при помощи райзеров и подбор оптимальной работы кулеров.

Стандартная система охлаждения видеокарт помогает отвести излишнее тепло только непосредственно от самой GPU, при этом направляет его в сторону другой так же нагретой карты. Следовательно, второй шаг – это отвод тепла от всей системы, то есть охлаждение фермы. Для этого можно пойти двумя путями:

1. Установить на ферме пару-тройку корпусных вентиляторов диаметром 12 или 9 см от системного блока и запитать их от материнки. Кулеры можно устанавливать, как с одной стороны, так и с обоих боков фермы (один ряд на нагнетание, другой на отвод). При большем количестве вентиляторов необходимо заказать в интернет-магазине специальный разветвитель (fan power adapter). Через него можно организовать электропитание для GPU. Выигрыш – снижение температуры на 5-10 градусов.
2. Приблизительно такого же эффекта можно достичь, применив обычный напольный бытовой вентилятор. Плюс такого решения – дешевизна и отсутствие необходимости что-либо монтировать, минус – нужно задействовать несколько розеток, кроме того выглядит все это громоздко и непривлекательно.

Третий этап – вывод тепла из помещения. Здесь многое зависит от площади помещения и высоты потолков, поскольку теплый воздух поднимается вверх. Небольшая ферма в просторной комнате на 20-25 квадратов не создаст много неудобств, достаточно будет лишь регулярно проветривать помещение. В противном случае для майнинга потребуется организовать систему охлаждения:

1. Естественная. Просто постоянно открытое окно или сквозняк, такой метод хорош для маленькой фермы, его эффективность повышается зимой и снижается летом.
2. Вытяжная принудительная вентиляция. Здесь потребуется расчет количества выделяемого «железом» тепла и монтаж вытяжки соответствующей мощности.
3. Приточно-вытяжная принудительная вентиляция. В этом случае нужна установка двух вентиляторов: для подачи холодного воздуха с улицы и для отвода теплого воздуха наружу. Важно все точно рассчитать и правильно смонтировать.
4. Система кондиционирования. Это не самый дешевый, но самый эффективный способ снизить температуру в помещении. В зависимости от размеров фермы можно установить полупромышленный или бытовой кондиционер. Для удешевления можно поискать подержанный прибор или старую модель со скидкой.

Если правильно организовать все уровни охлаждения, то можно рассчитывать на длительный срок работы оборудования и приемлемые условия в помещении. Хотя, в любом случае, желательно организовывать майнинг на ASIC-устройствах или графических процессорах в нежилых помещениях.

Использование жидкостного охлаждения фермы

Существуют различные системы оптимизации температуры «железа» для добычи цифровых монет: воздушное, масляное, фреоновое и т.д. Мы попробуем разобраться, как сделать майнер с водяным охлаждением.

Можно, конечно, представить себя Кулибиным, разработать собственную систему, изготовить самостоятельно все необходимые детали, но лучше не рисковать и остановиться на уже готовых «водных блоках», которые выпускаются несколькими солидными фирмами. Стандартный «водный блок» имеет приблизительно такую комплектацию:

• несколько блоков водяных полнокамерных;
• опорная пластина для его установки;
• бак для охлаждающей жидкости;
• автономная помпа;
• вентилятор;
• радиатор;
• различные фитинги, переходники, расширители;
• пластиковые трубки (жесткие и мягкие), заглушки, соединители для блоков.

Такие блоки подходят для графических процессоров Nvidia и AMD. Если покупать полный комплект, то производитель предоставляет фирменную охлаждающую жидкость и термопасту, но это дорогое удовольствие. Есть и более бюджетный вариант: развести дистиллированную воду и антифриз в пропорции 10:1 (некоторые предлагают вариант 10:3).

Установка и принцип работы водяного теплоотвода

Пользователь может купить майнер с водяным охлаждением одного производителя, а может приобретать комплектующие части от разных фирм, ориентируясь на ценовую политику и совместимость.

Для установки системы с видеоадаптера снимается задняя крышка, вместо которой монтируется опорная металлическая пластина. Затем снимается панель с кулерами и присоединяется водяной блок для отвода тепла от зон GPU и VRM. В дальнейшем посредством расширителей и фиттингов устанавливается жидкостная система теплоотвода, которая соединяет бак, помпу и блоки водяные на графических процессорах. После этого монтируются радиатор и вентилятор. Последний этап – заполнение бака фирменной жидкостью или разведенным антифризом, после чего можно запускать майнинг.

Как только будет подключено питание, жидкость по пластиковой трубке из бака поднимется к помпе. Насос под давлением подает антифриз в водяной блок, который разделен на два последовательных отсека. Сначала жидкость забирает тепло из зоны GPU, а затем снижает температуру в зоне VRM. После этого нагретая жидкость в радиатор с кулером, где отдает в воздух полученное тепло, и перетекает снова в резервуар.

Кто производит жидкостные охладительные системы

В интернете можно найти информацию про нескольких основных производителей жидкостных систем теплоотвода для майнинг-ферм:

1. Фирма EKWD. У них в ассортименте есть готовые блоки для целого ряда видеокарт AMD Radeon (RX 470/480) и Nvidia GTX (1060, 1070, 1070ti, 1080, 1080ti). Кроме того, представлен широкий выбор отдельных комплектующих: комбинированные двойные автоматические помпы, радиаторы и вентиляторы (отдельно и в сборке), резервуары (цилиндрические автоматические и двойные). Цена набора может колебаться от 130 до 430 долларов.
2. Производитель Bitspower. Ее разработки зарекомендовали себя на картах Nvidia и AMD. Официальный сайт компании предлагает металлические элементы конструкции из разных сплавов на выбор потребителя (сталь, никель, медь). Также в перечне продукции есть большой выбор кулеров, насосов, трубок из латуни, меди, полихлорвинила, акрила.
3. Компания Phantex. С помощью ее систем можно остужать видеоадаптеры компаний ASUS, Gigabyte, MSI, EVGA. Элементы блока производятся из никеля, прочного алюминия, акрила, некоторые детали бака хромируются. Есть также модели со встроенной подсветкой. Стоимость только блока находится в пределах 80-150 долларов.
4. Фирма XSPC. Этим разработчиком предлагаются два вида блоков: стандартные, отводящие тепло от всех элементов графических процессоров, и остужающие только зону GPU. При этом устройство более компактно и не теряет в эффективности. Звездообразный водяной блок имеет разъемы для подключения трубок. Цена комплекта стартует от 240 долларов.

Из всех существующих вариантов, жидкостный способ является самым эффективным и бесшумным. Его применение понижает температуру карт на 10-15 градусов и значительно повышает их рабочий ресурс. Но для майнеров с небольшой GPU фермой этот способ не подойдет из-за своей высокой цены. Стоимость достаточно качественной теплоотводной системы будет в пределах 300-400 долларов (в зависимости от использованных при изготовлении деталей материалов), а такие вложения на нескольких видеокартах придется окупать не меньше года.

В итоге можно сделать вывод, что водяное охлаждение рационально использовать только при установке дорогостоящего оборудования. А сервисы облачного майнинга вообще снимут все вопросы с температурными режимами, но при этом пользователь будет зависеть от компании, сдающей мощности в аренду.

Источник