Immersion Cooling — охлаждение через прямой контакт электроники с подходящей диэлектрической, то есть электроизоляционной, жидкостью. Она принимает тепло компонентов и передаёт его дальше. Меняется охлаждение оборудования для майнинга Bitcoin, а не принцип майнинга; сама ёмкость не может бесконечно отводить тепло.
Важны выбранная жидкость и оборудование, рассчитанное на работу с ней. Диэлектрическая среда должна обеспечивать электрическую изоляцию в заданных условиях, допуская прямой контакт с электроникой. Hydro Cooling обычно устроено иначе: вода или другой теплоноситель проходит через закрытые охлаждающие пластины, забирающие тепло чипов. Электроника не лежит в воде. У погружной установки тоже может быть отдельный водяной контур после теплообменника, изолированный от ванны. Теплообменник передаёт тепло между отдельными контурами без необходимости смешивать их жидкости. Названия описывают путь тепла, а не просто наличие шлангов. [1] [4]
Проследим движение тепла от чипа. В однофазной ванне жидкость нагревается и переносит тепло за счёт циркуляции, оставаясь жидкостью. Двухфазная система использует и смену агрегатного состояния: среда кипит у горячих компонентов, пар уносит тепло и снова становится жидкостью в конденсаторе. Конденсатор должен передать тепло за пределы ванны. «Фаза» здесь не относится к электропитанию. Для каждого способа нужны подходящий теплоноситель и конструкция; это не режимы, между которыми можно произвольно переключать любую ёмкость. [1]
Ванна переносит тепло, но не может хранить его вечно. Мощность показывает, как быстро передаётся энергия. Её измеряют в ваттах (W); киловатт (kW) равен тысяче ватт. В нашем упрощённом примере в систему поступает 100 kW тепла, а все пути наружу вместе отводят лишь 80 kW. Оставшиеся 20 kW продолжают нагревать жидкость и оборудование. Больший объём может замедлить рост температуры, но не устраняет дисбаланс. Для устойчивого режима нужно отводить столько тепла, сколько образуется. Поэтому теплообменник, конденсатор или внешнее охлаждение столь же важны, как ёмкость вокруг машин. [1] [5] [6]
Электроизоляционные свойства ещё не делают жидкость подходящей для любого майнера. Open Compute Project (OCP), инициатива, выпускающая технические материалы для вычислительной инфраструктуры, рассматривает и совместимость материалов. Жидкость может изменить свойства уплотнений, кабелей или термопасты. Она также способна перенести вещество, выделившееся из одного компонента, к другому и повредить его. Поэтому оценивают всю комбинацию материалов, среды и рабочей температуры. Краткое погружение без видимой неисправности не доказывает безопасности длительной работы. [2]
ASIC — специализированный чип для майнинговых вычислений; его hashrate выражает число попыток в секунду. TH/s означает терахеши в секунду, то есть триллионы попыток хеширования в секунду. J/TH — джоули на терахеш: энергия, необходимая для триллиона таких попыток. К потребляемой мощности нужно добавить насосы и внешнее охлаждение. В нашей модели майнинговая часть потребляет 100 kW, вспомогательное оборудование — 5 kW, а вся система выдаёт 5000 TH/s. Получаем 105000 W / 5000 TH/s = 21 J/TH. Для одних машин получилось бы 20 J/TH. Таким образом, меньшее значение J/TH означает меньше энергии на ту же работу. Сравнивать отдельную машину со всей установкой было бы некорректно. [3] [5] [6]
Термометр измеряет температуру в точке установки. Он не показывает автоматически, хорошо ли жидкость обтекает все горячие компоненты. Поэтому OCP уделяет внимание потоку, расположению электроники и температурным ограничениям отдельных частей. Оператору нужно знать, действительно ли тепло уходит от чипов, а не только прохладна ли ванна. Важна и реакция на остановку насоса или отказ внешнего охлаждения. Её проверяют для конкретной конструкции, а не выводят из одного лишь объёма жидкости. [1]
Дополнительный температурный запас может подтолкнуть к Overclocking — работе чипов на частоте выше заданной в выбранном исходном режиме. Но ванна не усиливает блок питания, кабели или вычислительные платы. Их электрические ограничения и условия производителя сохраняются. Braiins показывает на конкретных сценариях, что большая производительность может сопровождаться ухудшением энергоэффективности. Больше вычислений в секунду само по себе не доказывает экономической выгоды. Хорошая температура также не подтверждает автоматически сохранение гарантии или увеличение срока службы всей сборки. [3]
Решение требует сопоставить пользу со всеми затратами: ёмкость, жидкость, теплообменники, обслуживание, электроэнергия и простои. Экономическая модель Braiins за 2022 год показывает разные результаты при разных настройках; это не актуальное предложение и не обещание окупаемости. Отработанное тепло может иметь дополнительную ценность, например для отопления, но только при реальном спросе в нужное время и при достижимой температуре. Полезнее спросить, улучшит ли весь проект конкретную работу, чем выяснять, охлаждает ли жидкость лучше воздуха вообще. [3]
Для полной картины прочитайте эту статью вместе с Hydro Cooling, ASIC Miner, Overclocking, Heat Reuse Mining. На эту статью также ссылаются Hydro Cooling, Air Cooling, Mining Farm.