Главная > Статьи > Выбор составов для иммерсионного охлаждения для майнинга криптовалют

Выбор составов для иммерсионного охлаждения для майнинга криптовалют

Инновации

maxi
Выбор составов для иммерсионного охлаждения для майнинга криптовалют

Новые возможности применения компьютеров, совершенствование чипов для сложных вычислений, механизмов и систем обработки цифрового кода, стремительными темпами внедряются в нашу жизнь.

Мы являемся свидетелями и участниками рождения новых отраслей использования компьютерной техники и майнинга криптовалют, бурного развития технологии вычислений Big-Data и технологии BlockChain. При этом многократно растет энергопотребление вовлеченной в эти процессы компьютерной мощности (ХЭШРЕЙТ), и задачи старой экономики – обеспечить электричеством новые потребности крипто-сообщества и вычислительных гигантов.

Энергоэффективность и сохранение экологии планеты – главный движущий мотив развития инновационных систем охлаждения суперкомпьютеров. Не на последнем месте также стоит и бизнес-интерес – чем лучше и эффективнее охлаждается процессор и плата, тем большую производительность она может обеспечить для вычислений, тем больше блоков и задач в итоге решит сервер, при меньшем энергопотреблении.

Не важно, говорим ли мы о нагреве графических видеопроцессоров (GPU), или чипов на хэш-платах, или блоках питания и преобразования энергии – применение иммерсионных (погружных) систем охлаждения несет в себе огромный потенциал для увеличения эффективности работы таких систем, и несомненные преимущества по сравнению с привычным воздушным охлаждением. К таковым преимуществам можно отнести:

  • Лучший, в сотни раз по сравнению с воздухом, теплообмен, соответственно, и более эффективное охлаждение.
  • Снижение электропотребления оборудования засчет меньшего нагрева.
  • Повышение хэш-рейта, т.е. производительности оборудования. Возможность увеличения производительности чипов за счет лучшего охлаждения.
  • 100% пожаробезопасность засчет исключения замыкания, самовозгорания. Применение диэлектрической среды для охлаждения, решает также задачу по борьбе со статическим электричеством на рабочих поверхностях чипа, которое может возникнуть при работе вентиляторов, и разнополярно заряженных пылевых частиц.
  • Повышение долговечности работы чипов. При «разгоне» чипа на максимальной частоте, рабочее тело кристалла плавится, деформируется, происходит диффузия, и срок службы чипа резко снижается: либо чип «вылетает» (иногда не только он один), либо вся хэш-плата. Использование более эффективной системы охлаждения многократно продлевает срок эксплуатации систем.
  • Решение проблемы сильного фонового шума. Невыносимый шум вентиляторов снижает до нуля популяцию мелких млекопитающих, насекомых, и паразитов в районе 100 м. от любой майнинг-фермы. Иммерсионная система дружелюбна к природе и к органам слуха человека.
  • Уменьшение затрат на обслуживание оборудования. В погружных системах платы не нуждаются в профилактике, очистке, продувке от пыли и грязи, и не теряют своего «товарного вида» и рабочих характеристик, пока нормально работает иммерсионный состав.

ПЕРЕЙДЕМ К ВЫБОРУ

Какую иммерсионную систему охлаждения выбрать начинающему или продвинутому майнеру? Универсального ответа нет, но попробуем разобраться.

Про воздушное охлаждение написано много трудов и материалов, в контексте этой статьи мы вообще не будем рассматривать его, как способ охладить чип. Это популярное ныне решение рано или поздно, ввиду его минусов, будет «растоптано» прогрессом и требованиями рынка, и канет в Лету вслед за патефоном, флоппи-диском, и лампам накаливания. ОНО ВООБЩЕ НЕ ОТНОСИТСЯ К ИММЕРСИОННЫМ СИСТЕМАМ ОХЛАЖДЕНИЯ.

Дистиллированная вода. Особенности и последствия такого выбора.

  1. Приобрести качественную дистиллированную воду не так уж просто. Как и многие продукты на отечественном рынке, она далека от нормативов. В большинстве случаев в дистиллированной воде, пусть в минимальных количествах, но присутствуют различные соли, другие химические примеси.
  2. Даже если вам удалось приобрести качественную дистиллированную воду, чтобы обеспечить сохранение ее чистоты нужно сохранить полную стерильность системы. А этого в домашних условиях достичь практически не возможно. Со временем она теряет свои свойства, в резервуарах происходит размножение бактерий и результат — появление осадка, цветения, загрязнение системы. Вода теряет свои качества, а вместе с ними и диэлектрическую проницаемость.
  3. Потери жидкости. И это не обязательно банальные утечки, но и совершенно неконтролируемые и не фиксируемые потери в узлах и «переходниках»кустарно собранных систем.
  4. В полностью герметичных системах, при нагревании жидкости увеличивается ее объем и, как следствие, растет давление. А это повышает риски выхода оборудования из строя и снижает безопасность работы оборудования.
  5. Главное преимущество дистиллированной воды –самая низкая стоимостьтеплоносителя среди всех кто будет входить в сравнение.
  6. Кипение воды происходит при температуре +100 градусов по Цельсию. Это означает, что практически весь рабочий диапазон температур чипа, вода как теплоноситель, остается в жидком агрегатном состоянии, что позволяет проектировать однофазную систему охлаждения, которая более доступна и в инженерном, и в коммерческом плане. Но не отменяет вышеозначенных минусов.

Вообще стоит отметить, что водяное охлаждение используется и сегодня крупными игроками на рынке охладительных систем. Например, это компания Aquilaи ее серверная система Aquarius с водяным охлаждением; проект Asetekс оригинальной версиейпрямоконтактных систем жидкостного охлаждения.

Минеральное масло. Недостатки и преимущества.

Большой опыт использования его в качестве теплоотводящей жидкости для механизмов в машиностроении и тяжелой промышленности (трансформаторы, высоковольтные выключатели) заставил и его послужить в качестве охладителя и в компьютерах. Очень много в сети выложено материалов, которые описывают противоречивый опыт погружного охлаждения в емкостях, наполненных маслом. Главное здесь — все правильно подключить с первого раза, и не производить потом ревизию блока, потому что делать это уже после вынимания из «масляного»аквариума (маслариума) под силу только самым терпеливым и нацеленным на положительный результат майнерам.

Какие же недостатки погружного масляного охлаждения?

  1. Во первых, это должны быть минеральные масла. В противном случае, достаточно быстро происходит окисление этого масла.
  2. В открытых системах, коими и являются используемые для масла емкости, при попадании в масло пылевых частиц из внешней среды происходит его загустевание.
  3. С минеральными маслами в емкости для охлаждения остается необходимость использования гидравлики и помп. А значит, энергозатраты у пользователя все равно сохраняются.
  4. При охлаждении высокотемпературных поверхностей открытая, негерметичная система всегда обнаруживает себя зловонным запахом горелого масла, который делает непригодным применение таких систем в жилых помещениях.
  5. Данные системы также основаны на однофазном принципе, что дешевле двухфазных систем, но, конвекция и теплообмен внутри маслариума происходит менее эффективно, чем в воде, засчет большей вязкости жидкости, т.е. перемешиваниенагретых объемов масла с охлажденной массой менее интенсивное, что не позволяет излишне плотно упаковывать хэш платы на материнской плате. И необходимо учесть при проектировании коридоры для лучшей конвекции тепловых потоков.

Тем не менее, и в наше время есть современные промышленные системы, которые используют в качестве иммерсионного агента минеральное масло. Например, Carnot Jet System от Green Revolution Cooling — универсальная система, которая совместима с большим количеством оборудования и устанавливается в стойки, заполненые маслом. Но конечно не тем, которые доступны рядовому пользователю, речь идет о специализированном составе.

Относительные преимущества:

  1. Не всегда, но часто, цена масел, которые предпочитают отечественные владельцы майнеров, может быть сравнительно доступной.
  2. Малая испаряемость, а значит, нет большой необходимости регулярно пополнять резервуар.

 

Сухая вода, Novec™ и Fluorinert™. Только лучшее для современного майнера. Третья каста — специально разработанные инженерные жидкости и инертные составы, огнетушащие вещества, которые успешно используются и для тушения возгораний различных классов опасности (ингибируют пламя, быстро и эффективно снижают температуру в очаге возгорания) и для охлаждения интенсивно работающего оборудования. В чем их преимущества?

  1. Снижение энергозатрат на 97%.
  2. Абсолютная пожарная и электрическая безопасность для оборудования.
  3. Десятикратное уменьшение размеров серверных стоек.
  4. Полная бесшумность работы системы охлаждения.
  5. Экологичность и безопасный токсикологический профиль.
  6. Срок гарантии от производителя таких инженерных жидкостей – 30 лет.

На рынке есть жидкости, которые предназначены как для однофазного (температура кипения начинается от 95 градусов, например, это жидкости Fluorinert FC-770, FC-3283, FC-40, FC-43, FC-70 и Novec 7300, 7500 и 7700) и двухфазного охлаждения (температура кипения не выше 76 градусов, например, это жидкости Fluorinert FC-3284 и FC-72, Novec 7000, 49, 7100, 7200 и 774).

Принципиальное различие конструктивасистем такого охлаждения состоит в том, что в первом случае — это системы в которых жидкость с помощьюгидравлики и помп перемешиваетсядля конвекции нагретого и холодного объема, а во втором –двухфазном охлаждении, происходит интенсивное кипение вещества, пары отбирают тепло от чипа, и в верхней части куба в результате охлаждения, переходят снова в жидкое состояние (Принцип самогонного аппарата или ректификационной колонны с дефлегматором). Постоянные переходы действующего иммерсионного вещества из жидкой в парообразную фазу и обратно, в непрерывном процессе теплообмена, дают наименьшие затраты энергии на работу такой системы, и наиэффективнейший способ охлаждения рабочих поверхностей хэш-платы. В обоих случаях это полностью герметичные системы, с компенсаторами давления и системами контроля физического состояния.

И те, и другие варианты рассчитаны под определенные требования, но в любом случае обладают всеми вышеперечисленными преимуществами.

Где применяются системы иммерсионного охлаждения с агентом Novec™ и Fluorinert™ и их аналогами? Центры обработки данных, высоковольтные системы, майнинг, облачная коммерциализация. Это не полный список.Что выбрать вам? Решение всегда принимается на основании всей информации. Мы вам постарались ее изложить. И это не последняя статья на эту тему.

Но эволюция — это всегда выход на качественно новый уровень. Давайте шагать вверх, а не топтаться на месте.

Автор статьи:
Пост был изменен: 2017-12-05
Торговая Федерация