Immersion Cooling

重要なのは選ぶ液体と、それに対応した機器です。誘電性の液体は、規定の条件で電気を絶縁することを前提に、電子部品と直接接触させます。一方、Hydro Cooling は通常、水などの冷却液を閉じた冷却プレートに通し、チップから熱を受け取る方式です。基板を水に沈めるわけではありません。液浸設備にも熱交換器の先に別の水回路を設ける場合がありますが、槽内の液体とは分離されています。熱交換器は、別々の回路の液体を混ぜることなく、回路間で熱を受け渡す装置です。名称が表すのは熱の経路であり、単にホースの有無ではありません。 [1] [4]

チップから熱をたどってみましょう。単相方式では液体が温まり、流れによって熱を運びますが、液体のままです。二相方式では状態変化も利用します。高温部で液体が沸騰し、蒸気が熱を運び、凝縮器で再び液体になります。凝縮器はその熱を槽の外へ渡さなければなりません。ここでいう「相」は電源の相数ではありません。それぞれに適した液体と設計が必要で、どの槽でも自由に切り替えられる動作モードではありません。 [1]

液槽は熱の仲介役であり、熱を永久にためておく場所ではありません。ワット（W）は、単位時間に伝わるエネルギーの量を表します。キロワット（kW）は千ワットに相当します。独自の単純化した例として、系に 100 kW の熱が入り、外への放熱が全経路を合わせて 80 kW しかない場合を考えます。残りの 20 kW は液体や機器を温め続けます。液量を増やせば温度上昇を遅くできても、この不均衡はなくなりません。安定した運転には、発生する熱に見合う放熱が必要です。熱交換器、凝縮器、外部冷却装置も、機器を囲む槽と同じくらい重要なのです。 [1] [5] [6]

電気を絶縁する液体だからといって、どの採掘機にも使えるわけではありません。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、材料の適合性も扱っています。液体がシール、ケーブル、熱伝導グリスの性質を変える場合があります。ある部品から溶け出した物質を別の部品へ運び、そこで損傷を起こすこともあります。そのため、材料、液体、運転温度の組み合わせ全体を評価します。短時間浸して目立つ故障がなかっただけでは、長期間の安全性は証明できません。 [2]

ASIC は採掘計算用の専用チップで、hashrate は毎秒の試行回数を表します。TH/sは毎秒のテラハッシュ数で、毎秒のハッシュ試行回数を一兆単位で表します。J/THはテラハッシュあたりのジュール、つまり一兆回の試行に必要なエネルギーです。消費電力には、ポンプや外部冷却も加える必要があります。独自のモデルで採掘部分が 100 kW、補助設備が 5 kW、全体が 5000 TH/s を出すとします。この場合、105000 W / 5000 TH/s = 21 J/TH となり、採掘機だけなら 20 J/TH です。つまりJ/THが小さいほど、同じ計算量に使うエネルギーが少なくなります。機器単体と設備全体を比べると判断を誤ります。 [3] [5] [6]

温度計が測るのは設置場所の温度です。液体がすべての発熱部品の周囲を十分に流れているかまでは、自動的には分かりません。OCP はそのため、流量、部品配置、各部の温度上限を重視しています。運用者は槽の温度だけでなく、熱が本当にチップから運び出されているかを確認する必要があります。ポンプ停止や外部冷却の故障時にどう反応するかも重要です。それは個別の設計について確認すべきことで、液量だけから推測できません。 [1]

熱的な余裕が増すと、基準設定より高い周波数でチップを動かす Overclocking を考えたくなるかもしれません。しかし液槽は、電源、ケーブル、計算基板を強化しません。電気的な制限もメーカーの条件も残ります。Braiins は具体的な条件の比較で、処理能力の増加がエネルギー効率の悪化を伴う場合を示しています。計算回数が増えただけでは経済的な改善は証明できません。適切な温度だけで、保証の継続や設備全体の長寿命化が自動的に確認できるわけでもありません。 [3]

判断には、利点とすべての費用を並べる必要があります。槽、液体、熱交換器、保守、電気代、停止時間も含まれます。Braiins の 2022 年の経済モデルは、設定によって結果が変わることを示すもので、現在の見積もりや投資回収の約束ではありません。排熱を暖房などに使えば価値が生じる可能性もありますが、適切な時期に、実現できる温度で、本当に必要とする利用先があることが前提です。問うべきは、液体が一般に空気よりよく冷えるかではなく、設計全体が特定の運用を改善するかです。 [3]