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Hydro Cooling

Arrefecimento de chips de mineração por circuito líquido

De uma máquina de mineração saem mangueiras: por uma entra líquido mais fresco e por outra sai aquecido. Essa pode ser a primeira imagem de Hydro Cooling. Mas o essencial é o que acontece dentro e para onde segue o calor. O fluido recebe-o através de placas de arrefecimento, sem mergulhar a eletrónica. A máquina é apenas parte da solução: precisa do fluido certo, de circulação e de equipamento que transmita esse calor.

Na mineração de Bitcoin, Hydro Cooling costuma arrefecer os chips através de canais fechados para líquido em placas de arrefecimento. O fluido transporta calor, mas a eletrónica não fica diretamente mergulhada como em Immersion Cooling. O nome descreve o arrefecimento, não indica que a eletricidade venha de uma central hidroelétrica.

Um ASIC é um chip especializado em cálculos de mineração. Uma placa encostada recebe o seu calor e contém canais para o fluido. A iniciativa Open Compute Project (OCP), que publica referências técnicas para infraestruturas informáticas, chama-lhe cold plate. É uma via de condução de calor entre eletrónica e líquido em movimento, não um recipiente para mergulhar uma placa eletrónica em água. Também é preciso conhecer o arrefecimento da fonte de alimentação e das outras peças. Alguns projetos usam líquido nos pontos mais quentes e ar no resto. [1]

O líquido não tem de percorrer todo o caminho do chip até ao arrefecedor exterior. Na configuração descrita pela OCP, o calor passa primeiro por um permutador para um circuito separado do edifício. O permutador transmite calor através das suas paredes, mantendo os líquidos separados. No esquema, o circuito dos equipamentos chama-se TCS (Technology Cooling System) e o do edifício FWS (Facilities Water System). Entre ambos está a CDU (Coolant Distribution Unit), que transfere calor e regula o circuito de arrefecimento. As siglas ajudam a ler a documentação; para perceber o princípio, basta seguir o calor desde o chip até ao exterior. Isto não obriga cada pequena instalação a ter a mesma unidade independente. [1]

Perante arrefecimento a água, encher o circuito com água comum pode parecer natural. Mas o guia BITMAIN de 2023 exclui o uso direto de água da torneira nos equipamentos de mineração Hydro descritos. Indica água desionizada ou fluido anticongelante para o circuito interno. A água desionizada foi tratada para remover os iões dissolvidos, que são partículas com carga elétrica. Não é uma receita universal para outros modelos. Composição e qualidade devem adequar-se ao equipamento, metais e vedantes. O ponto de partida é a documentação desse circuito, não a palavra genérica “hydro” na máquina. [2] [4]

O mesmo guia BITMAIN descreve uma proteção que impede o arranque desses equipamentos de mineração Hydro com água abaixo de 20 °C. Mostra algo menos óbvio: pode haver uma temperatura mínima exigida, além de proteção contra sobreaquecimento. Este valor não é um limite comum a todos os sistemas hydro nem uma temperatura normal recomendada. As condições de arranque podem diferir das de operação estável. Um arranque no inverno exige, por isso, o procedimento do equipamento concreto, não a entrada mais fria possível a qualquer custo. [2]

O caudal é volume de líquido por unidade de tempo; L/min significa litros por minuto. A pressão está ligada à superação da resistência do circuito. A OCP considera ambos e a distribuição pelos ramais. No nosso exemplo, dois ramais precisam cada um de 8 L/min, num total de 16 L/min. Mas a leitura total não confirma uma divisão de 8 + 8. Um pode receber mais e o outro menos. Uma boa pressão junto da bomba não prova, por si só, arrefecimento suficiente em todas as máquinas. [1]

O fluido sai da máquina mais quente. Se não libertar esse calor, regressa cada vez mais aquecido e o arrefecimento deixa de bastar. A BITMAIN exige, por isso, equipamento exterior ajustado aos parâmetros do equipamento de mineração Hydro. Avaliar o conjunto também implica considerar as condições exteriores reais e a eletricidade consumida por bombas e eventuais ventiladores. Uma máquina silenciosa não equivale a uma instalação silenciosa: o ruído pode ter passado para o equipamento que lança o calor para o exterior. [2]

Hashrate é o número de tentativas de mineração por segundo. Uma descida não identifica automaticamente um problema com a água. A BITMAIN também aponta a rede, a alimentação e a placa de controlo como possíveis causas. Convém juntar as medições do circuito ao estado de funcionamento e ao Kernel Log, um registo das etapas de operação e dos erros do aparelho. Fluido mais frio não repara uma fonte defeituosa. Um breve funcionamento após reiniciar também não prova que desapareceu a causa do sobreaquecimento. O objetivo é encontrar e corrigir a causa, em vez de aceitar como solução que a máquina volte a minerar por pouco tempo após reiniciar. [3]

Não basta a instalação funcionar no primeiro dia. A OCP inclui filtragem, controlo da qualidade do líquido, deteção de fugas e resposta a elas. Um acoplamento rápido facilita desligar uma máquina, mas a sua presença não prova a estanquidade de todo o circuito. É preciso saber o que limpar, verificar e substituir e que paragens isso exige. Só incluindo manutenção, eletricidade auxiliar e arrefecimento exterior se compara Hydro Cooling com outra opção de forma útil. Por isso, a eficiência do ASIC, por si só, não basta para comparar instalações completas. [1]

Para ter uma visão mais completa, leia este verbete junto com Immersion Cooling, ASIC Miner, Air Cooling, Heat Reuse Mining. Também há referências a este verbete em Immersion Cooling, Air Cooling.

DOC · 001OCP — Liquid Cooling Cold Plate Requirements, 2019Documentação DOC · 002BITMAIN — Find more about Hydro miners, 2023Documentação DOC · 003BITMAIN — Troubleshooting for Hydro, 2024Documentação DOC · 004IUPAC Gold Book — ionDocumentação
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