Hydro Cooling

ASIC は採掘計算用の専用チップです。密着した冷却プレートが熱を受け取り、内部の流路を冷却液が通ります。計算基盤向けの技術資料を作成する取り組みである Open Compute Project (OCP) は、この部品を cold plate と呼びます。電子部品と流れる液体の間の熱伝導経路であり、基板を水に沈める容器ではありません。個々の機械では、電源やほかの部品をどう冷やすかも確認が必要です。特に熱い箇所に液体、残りに空気を使う設計もあります。 [1]

冷却液はチップから屋外の冷却器まで流れるとは限りません。OCP が説明する構成では、熱はまず熱交換器を通じて、建物側の別の回路へ渡されます。熱交換器は壁面を通して熱を伝え、両側の液体が混ざらないようにする装置です。図では機器側の回路を TCS（Technology Cooling System）、建物側を FWS（Facilities Water System）と表しています。その間に置かれる CDU（Coolant Distribution Unit）は、熱の受け渡しと冷却回路の制御を担います。略語は資料を読む際に役立ちますが、仕組みを理解するにはチップから屋外まで熱の道筋を追えば十分です。すべての小規模設備に同じ独立装置が必要という意味ではありません。 [1]

水冷と聞けば普通の水を入れたくなるかもしれません。しかし BITMAIN の 2023 年の案内は、そこで扱う Hydro 採掘機への水道水の直接使用を認めず、内部循環には脱イオン水、または不凍冷却液を指定しています。脱イオン水は、電荷を持つ粒子であるイオンを水中から取り除く処理をした水です。他の機種にも使える万能の配合ではありません。液体の成分と品質は、機器、金属、シール材に合う必要があります。出発点は機械の「hydro」という表示ではなく、その回路の文書です。 [2] [4]

同じ BITMAIN の案内には、水温が 20 °C 未満だと該当する Hydro 採掘機が起動しない保護機能が記されています。機器には過熱保護だけでなく、最低温度の条件もあり得るということです。この数値はすべての hydro システムに共通する限界でも、通常運転の推奨温度でもありません。起動条件は安定運転の条件と異なる場合があります。冬の起動では、何としても入口を冷たくするのではなく、その機器の手順が必要です。 [2]

流量は一定時間に通る液体の量で、L/min は毎分のリットル数です。圧力は回路の抵抗を乗り越えることに関わります。OCP は両方と、分岐への流量配分を考慮します。例えば、二つの分岐がそれぞれ 8 L/min を必要とするなら合計は 16 L/min です。ただし合計表示だけでは 8 + 8 に分かれていると確認できません。一方が多く、もう一方が少ないかもしれません。ポンプ付近の圧力が良好でも、すべての機械が十分に冷やされている証拠にはなりません。 [1]

機械を通った冷却液は温まっています。どこにも熱を渡せなければ、戻るたびに熱くなり、冷却が足りなくなります。そのため BITMAIN は、Hydro 採掘機の運転条件に合う外部冷却設備を求めています。全体の評価には、実際の屋外条件、ポンプや必要なファンの消費電力も含めます。機械のそばが静かでも、設備全体が静かとは限りません。騒音が屋外へ熱を捨てる装置に移っただけかもしれないからです。 [2]

Hashrate は毎秒の採掘試行回数です。低下しても、水回りの問題と自動的に決まるわけではありません。BITMAIN はネットワーク、電源、制御基板も原因として挙げています。回路の測定値と運転状態に加え、動作段階や機器エラーを記録する Kernel Log を合わせて確認すると役立ちます。冷却液を冷たくしても故障した電源は直りません。再起動後に少し動いたことも、元の過熱原因がなくなった証拠ではありません。原因を見つけて解消することが大切で、再起動後に少しだけ採掘を再開できたことに満足してはいけません。 [3]

初日に動くかどうかだけでは十分ではありません。OCP はろ過、液体の品質管理、漏れの検知と対応も含めています。クイックカップリングは機器の切り離しを容易にしますが、それだけで回路全体に液漏れがないことは確認できません。何を清掃、点検、交換し、どれほど停止が必要かを把握します。保守、補助電力、外部冷却を含めて初めて、Hydro Cooling を別の方法と適切に比較できます。そのため、設備全体を比較するには ASIC 単体の効率の数値だけでは不十分です。 [1]