Immersion Cooling

O essencial é o líquido escolhido e um equipamento preparado para trabalhar com ele. Um meio dielétrico deve isolar eletricamente nas condições especificadas, permitindo o contacto direto. Hydro Cooling costuma funcionar de outra forma: água ou outro fluido passa por placas de arrefecimento fechadas que recebem o calor dos chips. A eletrónica não fica mergulhada em água. Uma instalação por imersão também pode ter um circuito de água depois do permutador, separado do banho. O permutador transfere calor entre circuitos separados sem que os seus líquidos tenham de se misturar. Os nomes descrevem o caminho do calor, não apenas a presença de mangueiras. [1] [4]

Sigamos o calor desde o chip. Num banho monofásico, o líquido aquece e transporta calor ao circular, mantendo-se líquido. Um sistema bifásico também aproveita a mudança de estado: o fluido ferve junto dos componentes quentes, o vapor transporta calor e um condensador transforma-o novamente em líquido. O condensador tem de transmitir esse calor para fora do banho. Aqui, “fase” não se refere à alimentação elétrica. Cada método exige um fluido e uma construção adequados; não são modos entre os quais qualquer depósito possa alternar livremente. [1]

O banho transporta calor; não o consegue guardar para sempre. A potência indica a rapidez com que a energia é transferida. Mede-se em watts (W); um quilowatt (kW) equivale a mil watts. No nosso exemplo simplificado, entram 100 kW de calor no sistema, mas todas as saídas juntas removem apenas 80 kW. Os restantes 20 kW continuam a aquecer o líquido e os equipamentos. Mais volume pode atrasar a subida de temperatura, mas não elimina o desequilíbrio. Um funcionamento estável exige remover tanto calor quanto é gerado. Por isso, o permutador, o condensador ou o arrefecimento exterior são tão importantes como o recipiente que rodeia as máquinas. [1] [5] [6]

Isolar eletricamente não torna um líquido adequado a qualquer máquina de mineração. A iniciativa Open Compute Project (OCP), que publica documentação técnica para infraestruturas informáticas, também trata da compatibilidade dos materiais. O fluido pode alterar vedantes, cabos ou pasta térmica. Pode ainda levar uma substância libertada por um componente até outro e danificá-lo. É necessário avaliar o conjunto de materiais, fluido e temperatura de operação. Uma imersão breve sem falhas visíveis não prova que a instalação suportará uma utilização prolongada em segurança. [2]

Um ASIC é um chip especializado em cálculos de mineração; o seu hashrate indica tentativas por segundo. TH/s significa terahashes por segundo, ou biliões de tentativas de hash por segundo. J/TH significa joules por terahash: a energia necessária para um bilião dessas tentativas. À potência consumida é preciso acrescentar bombas e arrefecimento exterior. No nosso modelo, a mineração exige 100 kW, os equipamentos auxiliares 5 kW e o conjunto produz 5000 TH/s. Assim, 105000 W / 5000 TH/s = 21 J/TH. As máquinas isoladamente indicariam 20 J/TH. Um valor menor de J/TH significa, portanto, menos energia para o mesmo trabalho. Comparar uma máquina isolada com toda a instalação seria enganador. [3] [5] [6]

Um termómetro mede a temperatura onde está colocado. Não demonstra automaticamente que o fluido circula bem em torno de todos os componentes quentes. A OCP aborda por isso o caudal, a disposição da eletrónica e os limites de temperatura de cada parte. O operador precisa de saber se o calor realmente sai dos chips, além de verificar se o banho está fresco. Também importa a reação à paragem de uma bomba ou à falha do arrefecimento exterior. É preciso verificá-la para o projeto concreto, não deduzi-la apenas do volume de líquido. [1]

Uma margem térmica maior pode incentivar o Overclocking: operar chips a uma frequência superior à usada na configuração de referência. Mas o banho não reforça a fonte de alimentação, os cabos ou as placas de cálculo. Os seus limites elétricos e as condições do fabricante continuam válidos. A Braiins mostra, em cenários concretos, que um desempenho superior pode piorar a eficiência energética. Mais cálculos por segundo não provam por si só um resultado económico melhor. Uma boa temperatura também não garante automaticamente a manutenção da garantia ou uma vida útil mais longa para todo o conjunto. [3]

A decisão deve confrontar benefícios com todos os custos: depósito, fluido, permutadores, manutenção, eletricidade e paragens. O modelo económico da Braiins de 2022 apresenta resultados diferentes conforme as configurações; não é uma oferta atual nem uma promessa de retorno. O calor residual pode ter valor adicional, por exemplo no aquecimento de edifícios, mas só se houver uma necessidade real no momento certo e a uma temperatura alcançável. A pergunta útil é se o projeto completo melhora uma operação concreta, não se o líquido arrefece melhor do que o ar em geral. [3]