Иммерсионное охлаждения асиков и майнинг ферм: конструкция

Что это такое?

Народные умельцы заливают жидкость в аквариум и опускают в нее майнер с включенными вентиляторами. Вместо воздуха он прогоняет масло, которое нагревается и затем испаряется, вентиляторы эффективно перемешивают жидкость и поддерживают низкий уровень температуры. В дата-центрах используются гибридные закрытые системы охлаждения, состоящие из насосов, внешних радиаторов и иммерсионной жидкости. В основном применяют диэлектрическую жидкость с низкой температурой кипения – она испаряется, конденсируется на стенках и затем стекает в специальный бак. Благодаря замкнутому циклу работы удается сократить расходы на дорогостоящую жидкость.
Водоохлаждение ASIC-майнера в домашних условиях. Фото: BitCluster

Двухфазное иммерсионное охлаждение пассивного типа

Такой тип охладительной системы обладает рядом положительных черт, которые выгодно отличают его от аналогичных вариантов, часто используемых в майнинге:

1. Высокие показатели производительности с постоянным увеличением. Так, Hashrate увеличивается на 40%.
2. Минимальное использование сопутствующего оборудования. В данной системе можно исключить вентиляторы, радиаторы, насосы, коллекторы, шланги, фитинги и прочие элементы, которые нужны были ранее.
3. Естественная циркуляция через конденсацию, которая не требует затрат энергии.
4. Максимальные противопожарные показатели.
5. Исключение возникновения шума и пыли при работе, что создает комфортные условия в помещении.
6. Высокая степень мобильности, что позволяет применять систему в домашнем использовании.

Плюсы и минусы

Иммерсионное охлаждение или как не пустить деньги на воздух
На практике использование иммерсионных установок дает заметные преимущества:

• Снижение затрат электроэнергии. Компания Allied Control, работающая в сфере добычи криптовалют, провела исследование рентабельности использования иммерсии для теплорегуляции в майнинге, в результате чего было выявлено, что энергопотребление ASIC сокращается на 90%.
• Отсутствие шума. Наибольший шум при добыче криптовалют создают именно кулеры. Иммерсионные установки работают бесшумно и поглощают звук от работы асиков.
• Экономия пространства. При воздушном способе борьбы с нагреванием майнеры следует размещать друг от друга на некотором расстоянии, обеспечивая хорошую циркуляцию воздуха. Таким образом, даже не крупная ферма требовала целого помещения. В случае с иммерсионной ванной, оборудование можно размещать впритык. В итоге, на одной и той же площади можно разместить в 10 раз больше устройств.
• Повышенная производительность оборудования. Благодаря тому, что устройства для майнинга понижают свою температуру более эффективно, появляется возможность существенно увеличить их хешрейт с помощью разгона. В зависимости от модели техники прирост мощности варьируется в диапазоне от 10% до 15%.
• Снижение затрат на оборудование. За счет того, что теперь нет необходимости оснащать вычислительную технику собственными кулерами для воздушного охлаждения появилась возможность заказывать у производителей только сами печатные платы. Техника без вентиляторов обходится на 5-10% дешевле.

К недостаткам иммерсионных систем можно отнести то, что готовые установки и сама жидкость стоит достаточно дорого. Кроме того, такая система требует достаточного сложного обслуживания. Жидкость нужно регулярно подливать и фильтровать. Это чревато потеками, грязью и может потребовать помощи профессионалов, а ввиду новизны найти хорошего специалиста в данной области не так то просто.

ComBox Technology

ComBox Technology — международная компания, производитель систем с иммерсионным охлаждением для промышленного майнинга и наукоемких вычислений.

Наш основной вид деятельности – это решение сложных технических задач, используя самые современные технологии. В состав группы компаний ComBox Technology входит R&D подразделение в форме юридического лица, ООО «Омега», которое специализируется на НИОКР. Основные преимущества решений заключаются в эффективной программной реализации требуемых функций и применении наиболее подходящих, собственных аппаратных средств. За 13 лет работы подразделения был накоплен гигантский опыт в применении самых современных технологий, использование которых позволяет быстро достичь оптимального результата, и обеспечивает нашим инвесторам, клиентам и партнерам дополнительные преимущества.

• Все
• Новость, пресс-релиз
• Статья

АСУ в майнинге

Статья

Жидкостное охлаждение в майнинге

Новость, пресс-релиз

Чем двухфазное иммерсионное охлаждение лучше?

Новость, пресс-релиз

Обзор решений ComBox

Фотоальбом

ComBox Technology presentation

Видеоальбом

Презентация компании ComBox Technology

Видеоальбом

Перейти на сайт Отправить сообщение

Иммерсионные жидкости

Список лучших асиков для майнинга

Иммерсионные жидкости необходимы для увеличения числовой апертуры и соответственно повышения разрешающей способности иммерсионных объективов, специально рассчитанных для работы с этими жидкостями и, соответствующим образом, маркированными. Иммерсионные жидкости, помещенные между объективом и препаратом, имеют более высокий показатель преломления, чем воздух. Поэтому, отклоненные мельчайшими деталями объекта лучи света, не рассеиваются, выходя из препарата, и попадают в объектив, что приводит к повышению разрешающей способности.

Существуют объективы водной иммерсии (маркированные белым кольцом), масляной иммерсии (черное кольцо), глицериновой иммерсии (желтое кольцо), монобромнафталиновой иммерсии (красное кольцо). В световой микроскопии биологических препаратов применяются объективы водной и масляной иммерсии. Специальные кварцевые объективы глицериновой иммерсии пропускают коротковолновое ультрафиолетовое излучение и предназначены для ультрафиолетовой (не путать с люминесцентной) микроскопии (то есть для изучения биологических объектов, избирательнопоглощающих ультрафиолетовые лучи). Объективы монобромнафталиновой иммерсии в микроскопии биологических объектов не используются.

В качестве иммерсионной жидкости для объектива водной иммерсии используется дистиллированная вода, масляной иммерсии — природное (кедровое) или синтетическое масло с определенным показателем преломления.

В отличие от других иммерсионных жидкостей масляная иммерсия является гомогенной, так как имеет показатель преломления равный или очень близкий показателю преломления стекла. Обычно этот показатель преломления (n) рассчитан для определенной спектральной линии и определенной температуры и указывается на флаконе с маслом. Так, например, показатель преломления иммерсионного масла для работы с покровным стеклом для спектральной линии D в спектре натрия при температуре =20°С равен 1,515 (nD 20 = 1,515 ), для работы без покровного стекла (nD 20 = 1,520).

Для работы с объективами-апохроматами нормируется также дисперсия, то есть разность показателей преломления для различных линий спектра.

Использование синтетического иммерсионного масла предпочтительнее, поскольку его параметры более точно нормируются, и оно в отличие от кедрового, не засыхает на поверхности фронтальной линзы объектива.

Учитывая вышесказанное, ни в коем случае нельзя пользоваться суррогатами иммерсионного масла и, в частности, вазелиновым маслом. При некоторых способах микроскопии для увеличения апертуры конденсора, иммерсионная жидкость (чаще дистиллированная вода) помещается между конденсором и препаратом.

КАК ВЫБРАТЬ ИММЕРСИОННУЮ ЖИДКОСТЬ?

При сборке и эксплуатации системы иммерсионного охлаждения всегда сложно сделать выбор. Мы постараемся дать максимум информации для вас.
В данной статье наша задача помочь вам выбрать иммерсионную жидкость для ваших устройств с полным погружением электроники: серверов, компьютеров, ASIC-майнеров, GPU-ферм и т.п.

Во-первых стоит отметить, что использовать в качестве иммерсионного теплоносителя можно много различных жидкостей. Но для длительного использования подходят буквально 2-3 вида. И не стоит ставить диэлектрические свойства на первое место т.к. напряжение в иммерсионной ванне редко может быть выше 400 вольт, но при этом неисправный блок питания может произвести электрическую дугу.

Действительно важны свойства:

1. теплоемкость,
2. токсичность,
3. гигроскопичность,
4. не испаряемость,
5. пожаробезопасность,
6. цена.

На ранке предлагают в качестве иммерсионной жидкости для асиков, майнинг ферм, и другой электроники: Blumead (Блюмид) от Beeminer, 2MC Oil, BitCool, Coolant от Bixbit, Uminer IM 1801, ПАОМ, ПАОМ-2, HVI, STE OIL Crystal, трансформаторное масло.

МИФЫ и ФАКТЫ

«Не горючесть жидкости» — это миф! Температура воспламенения выше 400 градусов и для воспламенения необходимо нагреть весь объем жидкости. Ни одну жидкость, не возможно нагреть электроникой выше 100 градусов Цельсия, т.к. уже на 80-90 градусах большинство устройств перестанет работать и выключиться или же получит необратимые разрушения и выключиться из-за поломки.

Много компаний и людей которые хотят подзаработать на модных тенденциях, продают под видом иммерсионной жидкости и/или масла, которые не имеют нужной степени очистки, вязкости, безопасности для здоровья и техники. Стоимость таких жидкостей варьируется 50-70р за литр. Пока многие не чистые на руку предприниматели стремятся конкурируя только ценой (никак не качеством)

ПОДРОБНЕЕ О ИММЕРСИОННЫХ ЖИДКОСТЯХ

Далеко не все жидкости безопасны

Не важно как масла маркированы и под каким названием продаются. По сути мы имеем всего несколько видов: синтетические масла, белые минеральные масла, трансформаторное масло полиметилсилоксан он же блюмид (bluemead). Если говорить о маслах то практически любое масло это диэлектрик в том числе растительное. Но есть масса иных параметров которые совсем не подходят для применения в иммерсионном охлаждении.

ВЫБОР ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ ДЛЯ ВАШЕЙ СИСТЕМЫ ИММЕРСИОННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ОДНО ИЗ САМЫХ ВАЖНЫХ РЕШЕНИЙ. ЛУЧШЕ ОПИРАТЬСЯ НА ОПЫТ ДРУГИХ. ИНАЧЕ ВСЕ МОЖЕТ ЗАКОНЧИТСЯ ПЕЧАЛЬНО.

Синтетические масла ПАОМ и HVI

По сути это базовые масла для изготовления различных смазочных материалов, моторных гидравлических и иных масел. Продаются в России под марками 2MC Oil, Pro-miner, Suvoil, samminer, возможно что upminer или uminer IM1801 тоже продает его же. Цена жидкости отличается в зависимости от аппетита продавца. Реальная стоимость около 50-100р за литр.

Главная проблема этих жидкостей в том что нет достоверного опыта длительного использования. Нет понимания как он относятся к электронике, платам, проводам, герметикам. И на практике только продавцы этих жидкостей дают положительные отзывы. Так же есть доказанная проблема в теплофизике. Например при температуре жидкости в верхней точке около 60 градусов, температура плат antminer S9 может достигать 80, а чипы могут перешагнуть 100 градусов. И это перечеркивает любую возможность использования системы, например в отоплении. Использование такой жидкости равносильно попытке обмануть физику.

Но тем не менее продавцы радуются хомячкам ищущим подешевле, а покупатели своей «экономности».

Bluemead он же ПМС-50

Компания Beeminer, получила сертификат на жидкость и четко держит нишу дорогих иммерсионных жидкостей. Применение её в охлаждении дорогой электроники оправданно. Но применение в майнинге не оправданно дорого. Хорошие свойства но и высокая цена около 500р за литр.

Объективно жидкость Bluemead просто окрашенный в синий цвет полиметилсилоксан или же ПМС-50.

Трансформаторное масло

В открытых погружных системах охлаждения использовать нельзя! Масло достаточно агрессивно к электронике и гигроскопично. Т.е. смерть оборудования лишь дело времени.

Но зато дешево можно купить и по 50р/л.

Вредно для человека, можно получить аллергию, отравление и прочие проблемы со здоровьем.

Белое минеральное масло

Белые минеральные масла популярны в иммерсионном охлаждении. Минеральные масла нефтяной дистиллят. Не любое белое минеральное масло подойдет для иммерсионного охлаждения. Главное степень его очистки и вязкость, которую определить визуально невозможно. Визуально все масла прозрачные как вода. Многие называют вазелиновыми маслами. Хотя масла и близки по составу, но не во всех странах есть оборудование для получения высоко очищенных и низко вязких фракций. Кроме того, вязкость масел сильно отличается, а от вязкости очень зависит то какой необходим насос и диаметр труб. Минеральные масла применяются в косметологии, пищевой промышленности, строительстве и машиностроении.

Практически все минеральные масла безопасны для здоровья, не гигроскопичны, не токсичны и не испаряются. Некоторые из них даже безопасны при проглатывании. Эти масла распространяют серьезные компании как жидкость для иммерсионного охлаждения, например Coolant Bixbit, Ste oil crystal 70t.

1. Power oil от компании Upminer продает минеральное масло, но оно достаточно вязкое что отражается на стоимости насоса и цена масла вызывает сомнение.
2. STE oil из США достаточно вязкое для насосов и стоит 560р/л что не оправданно дорого для охлаждения устройств.
3. Bixbit coolant стоит около 200р/л что допустимо для сертифицированной жидкости.

Выбираем то, что будет работать долго и не погубит оборудование и Вас, приобретайте проверенные жидкости. Или как известно в попытках экономить попадают дважды, а то и трижды.

Для иммерсионного охлаждения допускаются только сертифицированное белое минеральное масло или полиметилсилоксан. И даже при покупке одного из этих вариантов вы не застрахованы от покупки подделки!

Хотите купить качественную жидкость?

Если же у Вас остались вопросы мы ответим! Звоните прямо сейчас!

Заказывайте и Покупайте у нас Иммерсионную жидкость OCTAVA Cold Oil.

Охлаждение асиков

Как улучшить систему охлаждения видеокарты и стоит ли это делать?

На сегодняшний день наиболее применяемое оборудование для майнинга — ASIC-майнеры. Для них на рынке представлено множество готовых решений от разных производителей. Такие установки могут иметь различный объем и рассчитаны на разное количество асик-устройств.

Иммерсионные установки для асиков бывают двух видов:

1. Однофазные. В процессе терморегуляции вещества никогда не изменяет своего физического состояния, то есть оно всегда остается жидким веществом и не превращается в пар, когда закипает. В данном случае диэлектрическая жидкость откачивается в теплообменник с холодной водой, где понижает свою темпертуру. В однофазных иммерсионных установках используются открытые ванны, поскольку риск закипания жидкости стремится к нулю.
2. Двухфазные. В данном случае используются закрытые резервуары, а охлаждение жидкости достигается за счет конденсаторной системы и перехода из жидкого состояния в парообразное и наоборот.

В иммерсионную установку объемом 80 л помещается до 4-х Asic Antminer S9. Суммарный вес такой конструкции, не учитывая жидкость, составляет порядка 30 кг.

Иммерсионное охлаждение своими руками

Что только не ищут майнеры в интернете: иммерсионное охлаждение своими руками, иммерсионная ванна своими руками, иммерсионная жидкость своими руками. Мотив этих поисков в основном конечно попытка сэкономить на покупке системы охлаждения, иногда просто из любопытства и любви к науке.

Здесь попробуем помочь и ответить на ряд вопросов по самодельным системам иммерсионного охлаждения.

Конечно как сделать своими руками иммерсионную жидкость не имея дорогостоящего оборудования я слабо представляю, но по остальному помочь, могу попробовать.

1. Иммерсионная ванна своими руками. В общем то вопрос не сложен с одной стороны, берете любую емкость или изготавливаете сами из любого материала. Главное чтобы материал был прочным и держал массу жидкости внутри и температуру. А второе правило это правильная организация потоков жидкости. В остальном вам остается только изучить вопросы гидродинамики. купить готовую ванну купить готовую систему

2. Иммерсионное охлаждение своими руками. Так же вопрос легко решаем многими. Чтобы правильно собрать систему вам нужно либо идти путем эксперементов. Либо все же изучить для начала вопросы по гидродинамике и теплотехнике. Рассчитать можно любую систему. Пытаться сделать это наугад или по роликам из интернета будет сложной задачей которая может привести к разочарованию. купить теплообменники

3. Иммерсионная жидкость своими руками. Это конечно сложный вопрос, большинство иммерсионных жидкостей это масла или фторкетон. Подробнее о них можно почитать здесь: про иммерсионные жидкости про жидкость HVI про жидкость ПАО ПАОМ 2 про минеральные масла про трансформаторные масла про блюмид и ПМС (полиметилсикоксан)

Во многих вопросах по сборке системы мы готовы помогать нашим клиентам, как при выборе жидкостей, так и при подборе ванн и теплообменников. В целом мы всегда готовы оказать консультационную поддержку по сборке системы для наших клиентов, либо же предоставить различные готовые решения для ваших ригов, серверов, аисков, майнинг ферм.

Если вам нужна помощь в подборе оборудования и комплектующих звоните, а так же консультации по постройке систем, звоните +79148982262

Источник

Преимущества

Вместе с тем, производители охлаждающего оборудования рекламируют собственную продукцию и при этом обещают то, что произойдет снижение затрат на энергию.

По данным компании Allied Control экономия может составить до 90%.

• Использование иммерсионной охладительной конструкции допускает размещение майнеров в непосредственной близости друг от друга, то есть на одной и той же площади допустимо установить в 10 раз больше устройств.
• Такая конструкция охлаждения на 8 асиков поможет разогнать устройство до предельной мощности.
• Иммерсионная жидкость исключает вероятность попадания внутрь устройств пыли и других загрязнений, таким образом снижается вероятность перегрева и выработку устройства.
• Эта жидкость безопасна для оборудования и человека.
• Система жидкостного охлаждения во время работы не генерирует шума.

Основные преимущества иммерсионного охлаждения

Иммерсионное охлаждение имеет множество существенных преимуществ для сверхплотных центров нового поколения. Плотность компоновки серверов при использовании жидкостного охлаждения существенно растет. Исчезает опасность возникновения горячих точек из-за неверного распределения или блокировки воздушных потоков.

Современное оборудование полностью совместимо с иммерсионным методом. Кроме того, технология имеет многообещающие перспективы для использования в области высокопроизводительных вычислений, в которых задействованы модули, требующие отвода от 30 до 100 киловатт с одной стойки.

Еще одним существенным плюсом является длительный цикл процесса. Отказ от воздушного охлаждения приводит к перегреву оборудования в течении секунд. Дата-центры обычно выходят из подобной ситуации снижением нагрузок и постепенным отключением устройств, или срабатыванием резервной системы.

В случае поломки насоса, однофазный иммерсионный метод позволяет сохранить требуемую температуру хладагента гораздо дольше. Двухфазный, благодаря естественной циркуляции, вовсе не требует насосного оборудования. В качестве основного преимущества приводится арифметика снижения затрат на электроэнергию, ведь отвод тепла новым методом не требует приобретения дорогостоящих вентиляторов. Плюс в самом серверном зале становится больше места. «Представители Direct Liquid Cooling говорят, что иммерсионное охлаждение снижает расход электроэнергии до 60% и больше, – комментирует Andrew Donohue, руководитель группы аналитиков 451 Research. – Также отсутствие вентиляторов оставит в прошлом шум и вибрации, которые иногда сами становятся причиной поломки оборудования.

Дополнительная вентиляция помещения

Даже видеокарты с идеальной системой охлаждения будут перегреваться в закрытом помещении без вентиляции, особенно если на улице жара. Что можно предпринять?

Вентиляторы

Купите напольный вентилятор, он может на 5/6 градусов понизить температуру фермы.

Внимание! Нужно установить вентилятор так, чтобы он обдувал карты с торца, или со стороны бэкплейта. Направляя сильный поток воздуха, прямо на пропеллер видеокарты вы можете его сломать

Хорошо, если с противоположной стороны открытая дверь. Тепло будет сразу же улетучиваться, не накапливаясь в помещении. Бытовой вентилятор должен быть рассчитан на большие площади, но, наверное, не стоит переплачивать за дополнительные навороты и дизайн. Впрочем, каждый пусть решает сам. И не забывайте хотя бы раз месяц очищать устройство от пыли. Майнинг-ферма также требует профилактических работ. В магазинах продаются баллончики со сжатым воздухом для удаления пыли с компьютерных комплектующих, но лучше приобрести электрическую воздуходувку.

Для мини-фермы можно купить настольный вентилятор. Он стоит дешевле и потребляет меньше электричества, но охлаждает слабее и чаще ломается. Однако, в некоторых случаях это самый подходящий вариант.

Кондиционер

Кардинальной мерой дополнительного охлаждения видеокарт является установка кондиционера. Дорогостоящий, если не сказать расточительный вариант. Учтите сплит-система рассчитана на работу в закрытом помещении, а майнинг-ферма серьезно нагревает воздух. Это все равно, что включать кондиционер и электрический обогреватель одновременно. Вы будете много платить за электроэнергию, и кондиционер раньше времени выйдет из строя. Кроме того, в доме должна быть надежная электропроводка иначе случится пожар.

Вытяжки

Вытяжка для фермы предназначена для того, чтобы выводить из помещения остаточное тепло. Без принудительной вентиляции не обходится ни один дата-центр, но целесообразность ее использования в домашних условиях под вопросом.

Устройство шумное и энергоемкое, да и стоит не дешево. Проще открыть форточку, создавая сквозняк. Кстати, ферма не только нагревает, но и сушит воздух. Нелишним будет установить в одной комнате (но подальше от фермы) увлажнитель воздуха или открытую емкость с водой. Самый экзотичный метод разложит емкости с сухим льдом, но это дорогое удовольствие.

Как используется иммерсия в майнинге

Многие скептически относятся к такого рода технологиям. У всех нас сложился стереотип, что жидкость выводит электронику из строя. Технику нужно изолировать от любой влаги, что уж там говорить о ее погружение в жидкость.

Это утверждение верно, но не касается иммерсии. В данном случае используются не проводящие электричество жидкости, которые не способны вывести технику из строя:

• деионизированная вода;
• минеральное масло;
• жидкости на основе фторуглерода.

Такой тип охлаждения для майнинг ферм набирает все больше популярности. Технология хорошо зарекомендовала себя как для домашних ферм, так и в качестве системы охлаждения в крупных дата-центрах.

Как это работает:

1. Устанавливается ванна для охлаждения (иммерсионная установка).
2. В резервуар заливается специальная иммерсионная жидкость.
3. В заполненную ванну опускается техника для добычи.
4. Жидкость поглощает тепло.
5. Достигнув определенной температуры жидкость закипает и начинает испаряться.
6. За счет наличия конденсаторной системы получаемый пар спускается обратно в резервуар в виде холодной жидкости.

Благодаря такому замкнутому циклу циркулирования иммерсионной жидкости, данная технология отвода тепла показывает хорошие показатели рентабельности.

Когда целесообразно использовать водяное охлаждение?

Если не обеспечить свою ферму продуктивной системой охлаждения, то вместо потенциального пассивного дохода, можно уйти в минус. Дело в том, что благодаря востребованности технологии блокчейн и динамичности рынка криптовалют, все больше людей интересуются майнингом. Это в свою очередь приводит к постоянно растущей сложности сети, в результате чего требуется собирать все более крупные фермы.

Воздушное охлаждение крупных ферм требует значительных затрат электроэнергии. Для примера: на отвод тепла с 10 Asic Antminer S9 нужно порядка 4 000 кубических метров воздуха в час. Это требует по меньшей мере затрат на установку дополнительной системы вентиляции и мощных профессиональных кондиционеров, которые помимо того, что стоят не дешево, но еще и потребляют много электроэнергии.

В среднем крупные дата-центры тратят порядка 50% бюджета на обслуживание теплорегулирующей системы. Применение системы иммерсионного охлаждения позволяет существенно сократить затраты. Другими словами, установка технологических ванн целесообразно везде, где требуется установка дополнительной системы борьбы с нагреванием.

Иммерсионное охлаждение стало достойной альтернативой воздушному и на текущий момент не имеет равных себе конкурентов. Данный способ демонстрирует одновременно и простору и эффективность, а самое главное — устраняет все недостатки майнинга криптовалют, такие как шум, высокие затраты на электроэнергию и риск коротких замыканий. Эффективное использование этой технологии помогает не только экономить, но и продлевает эксплуатационный срок службы техники.

Post Views: 1 416

Как подобрать насос для иммерсионной жидкости и иммерсионной ванны.

Правильный подбор насоса для иммерсионной жидкости это одно из ключевых устройств в любой установке иммерсионного охлаждения. И однозначно ответить на вопрос: «какой купить насос для иммерсионной жидкости» ответить одним словом достаточно сложно и вот почему: 1) Какие потери напора будут присутствовать в системе охлаждения? 2) Какой объем жидкости должен прокачивать насос в единицу времени? 3) Какая жидкость будет использована и какова её вязкость? 4) Какие диаметры и типы присоединения нужны? 5) Какие рабочие температуры должен выдерживать насос.

ответив на эти вопросы любой продавец насосного оборудования легко вам скажет какой вам нужен насос.

В готовых системах иммерсионного охлаждения которые мы производим мы всегда учитываем индивидуальные особенности установки и путем подбора и проверки мы подобрали насосы необходимой мощности и производительности для каждой установки. В основном мы используем насосы проверенных марок типа Grundfos, а мощность подбираем в зависимости от размера системы.

Так же можно использовать насосы других производителей и не переплачивать за бренд. Главное чтобы они отвечали по качеству и заявленной мощности.

Если же у вас возникают трудности с подбором насосов и иных комплектующих мы готовы помочь вам в вопросе поставки готовых установок охлаждения либо с подбором оборудования для них.

в последнее время граждане обратившиеся к нам стали пользоваться нашим опытом, и уходить с нашим опытом и нашими расчетами к конкурентам. Это очень нас огорчает т.к. мы открыты к общению, не занимаемся подлогом, не выдаем желаемое за действительное, и реализуем качественный сертифицированный товар с гарантией.

В связи с чем мы вынуждены ввести услугу консультирования для наших клиентов. Причем для клиента она не будет стоить ничего если он работает с нами. Если же получив наш опыт человек уходит к конкурентам то мы не против. Но опыт не давался нам бесплатно.

Суть услуги заключается в следующем. Мы готовы обсудить любые ваши задачи в отрасли иммерсионного охлаждения, помочь с выбором оборудования, с поставкой оборудования и т.д. Данная услуга стоит 5000р./час. За этот час мы можем обсудить любые аспекты касаем выбора асиков, жидкостей, теплообменников и прочего. А в случае заказа у нас любого оборудования эти 5000р. будут вам возвращены в виде скидки на оборудование.

Заказать и оплатить консультацию вы можете по ссылке ниже.

Источник статьи: https://minecool.ru/news/tpost/mkk8xijtd2-kak-podobrat-nasos-dlya-immersionnoi-zhi

Когда целесообразно использовать водяное охлаждение?

Если не обеспечить свою ферму продуктивной системой охлаждения, то вместо потенциального пассивного дохода, можно уйти в минус. Дело в том, что благодаря востребованности технологии блокчейн и динамичности рынка криптовалют, все больше людей интересуются майнингом. Это в свою очередь приводит к постоянно растущей сложности сети, в результате чего требуется собирать все более крупные фермы.

Воздушное охлаждение крупных ферм требует значительных затрат электроэнергии. Для примера: на отвод тепла с 10 Asic Antminer S9 нужно порядка 4 000 кубических метров воздуха в час. Это требует по меньшей мере затрат на установку дополнительной системы вентиляции и мощных профессиональных кондиционеров, которые помимо того, что стоят не дешево, но еще и потребляют много электроэнергии.

В среднем крупные дата-центры тратят порядка 50% бюджета на обслуживание теплорегулирующей системы. Применение системы иммерсионного охлаждения позволяет существенно сократить затраты. Другими словами, установка технологических ванн целесообразно везде, где требуется установка дополнительной системы борьбы с нагреванием.

Иммерсионное охлаждение стало достойной альтернативой воздушному и на текущий момент не имеет равных себе конкурентов. Данный способ демонстрирует одновременно и простору и эффективность, а самое главное — устраняет все недостатки майнинга криптовалют, такие как шум, высокие затраты на электроэнергию и риск коротких замыканий. Эффективное использование этой технологии помогает не только экономить, но и продлевает эксплуатационный срок службы техники.

Недостатки новой технологии

Иммерсионному охлаждению свойственны и недостатки. Основным является высокая эффективность. На сегодня подавляющее большинство ЦОДов не требуют столь мощного охлаждения, и уход от воздушного способа к иммерсионному не оправдает финансовых затрат на модернизацию центра.

В случае, если ЦОД уже обладает системой CRAC, у владельца нет причин менять стабильно работающую схему, ведь современное оборудовании нормально функционирует и с воздушным охлаждением. Серьёзным поводом для внедрения погружного охлаждения становится развертывание сверхплотных вычислительных систем, обеспечение работы которых посредством старых методов теплоотвода становится проблематичным.

Увы, иммерсионное охлаждение требует существенных переделок центра. Сегодня структура ЦОДов основывается на вертикальных стойках, но иммерсионный метод требует горизонтального расположения баков. Также использование жидкости в качестве теплоносителя привносит в работу некоторые неудобства. При извлечении объекта требуется чистка и сушка (в последних наработках эти проблемы решены).

«Имеющиеся ЦОДы довольно сложно модернизировать, а компоненты, находящиеся в жидкой среде, имеют трудности с обслуживанием», – считает Scott Gorcester, представитель облачного провайдера VirtualQube.

Специалисты Gorcester и Donohue дополнительно ссылаются на возможные проблемы с эксплуатацией установок и утилизацией хладагента. Даже если ёмкости герметичны, важным аспектом остается фильтрование и очистка жидкости от различных частиц, которые могут ухудшать конвекцию и даже быть потенциально опасны для обслуживающего персонала.

По мнению David J.Cappucio, вице-президента в области исследований компании Gartner, для этого отлично подходят очищенные субстанции с низкой вязкостью, но высокой тепловой инерцией, которые, в свою очередь, должны быть экологичными и не иметь токсичных свойств, как, например, минеральные масла.

Однако в наше время еще нет ГОСТов для подбора хладагентов, их очистки и утилизации.

Что такое иммерсионное охлаждение

Майнинг фермы нуждаются в эффективном понижении температуры. В противном случае даже самое мощное оборудование будет не только не производительным, но и недолговечным. Ранее в этих целях применялись в основном воздушные системы отвода тепла и подачи холодного воздуха, но последнее время набирает популярность технология иммерсионного охлаждения.

Иммерсионное охлаждение — технология отвода тепла от техники, работающая за счет его погружения в диэлектрическую теплоотводящую жидкость.

Иммерсия (от лат. immersio) — погружение. Это означает, что вся ферма, все ее платы и микрочипы погружены в жидкость. Естественно, что используемая в данных целях жидкость — диэлектрик, то есть не проводит ток. В противном случае оборудование бы просто-напросто вышло из строя.

Иммерсионное охлаждение высокой мощности

Перегрев оборудования как бич современной электроники

Каждый знает, что современная электроника работает от электрической силы. В таком устройстве есть либо батарейка, либо его нужно включать в розетку. И всех их объединяет ещё одна общая черта — они нагреваются. Например, современные телефоны активно выделяют тепло при выполнении ресурсоёмких задач: играх, записи видео высокого качества и т.д., а геймеры знают, что для бесперебойной работы их мощных компьютеров нужны большие и производительные кулеры.
Электрический ток от источника питания проходит через микросхемы, состоящие в основном из полупроводников сложной структуры. Полупроводник – это некий материал, который частично проводит электрический ток, а частично нет. Его проводимость зависит от напряжения, температуры и других условий.

Если взять несколько разных полупроводников и расположить их в три слоя, можно добиться неожиданного результата. Если подать напряжение на 1-ый и 3-ий слой, ток через такой “бутерброд” не протекает. А если же пустить совсем небольшой ток по 2-му слою, то между 1-ым и 3-им слоем ток начинает протекать почти беспрепятственно.

Прибор, действующий по указанному принципу, называется транзистором. Сейчас его структура, разумеется, является более сложной, но правило осталось тем же — управление протеканием тока за счёт управляющего затвора. Этот эффект можно сравнить с водопроводным краном. Особое внимание в работе транзистора уделяют процессу перехода из закрытого состояния (ток не течёт) в открытое (ток течёт беспрепятственно). Здравый смысл подсказывает, что переход из одного состояния в другое не может быть моментальным, и занимает хоть и очень короткий, но всё же не нулевой отрезок времени. Именно в момент переключения между этими состояниями ток проходит плохо, что и вызывает нагрев транзистора.

Современные процессоры работают на частотах до 4 ГГц, это означает, что транзисторы в процессоре совершают 4 000 000 000 переключений в секунду! И каждое такое переключение вызывает нагрев прибора.

Именно по этой причине при разгоне процессора (оверклокинге) процесс нагрева проявляется особенно сильно.

Для отвода тепла к поверхности процессора применяют радиатор с вентилятором. Вентилятор продувает рёбра радиатора холодным воздухом и отводит тепло, выделяемое процессором. Такой подход наиболее прост в использовании, поэтому он и получил массовое распространение.

Развитие электроники привело к тому, что с каждым годом скорость процессоров и количество транзисторов стремительно увеличивались, а размер процессора неизменно оставался на прежнем уровне. Сравните процессор Intel 486 со скоростью 33 МГц и современный Intel I7 с скоростью 3,8 ГГц. Размер — тот же, скорость — намного выше, а, значит, выше электропотребление и тепловыделение.

Необходимо отметить тот факт, что для корректной работы транзистора его температура должна оставаться низкой, иначе он начинает проводить электрический ток даже тогда, когда от него это не требуется. Получается, что чем быстрее процессор, тем больше он нагревается, и тем выше шанс того, что транзисторы внутри него будут работать некорректно. Такой эффект наблюдается, например, при оверклокинге и выражается в виде знаменитого “синего экрана смерти”. Когда процессор обнаруживает сбой в собственной работе, ОС останавливает его работу, а пользователю демонстрируется синий экран с информацией о текущем состоянии. Если продолжать эксплуатацию в таком режиме — высока вероятность того, что хотя бы один транзистор из нескольких миллиардов сломается. Это приведет к регулярным сбоям в работе и невозможности использовать такой процессор в дальнейшем.

Именно поэтому так важно использовать хорошие системы охлаждения и эксплуатировать электронику в заданном температурном режиме. Погоня за скоростью может привести сначала к случайным зависаниям, а потом — и к постоянным, с дальнейшей поломкой процессора.

Этот принцип распространяется, в первую очередь, на современные CPU — и особенно GPU. Из-за разницы в архитектуре двух этих вычислительных устройств нагрев GPU получается более сильным — просто потому, что при работе используются почти все транзисторы, имеющиеся внутри. Средняя мощность топового CPU составляет 90 Вт, а GPU — 200 Вт. Поэтому радиаторы современных видеокарт по размеру намного больше радиаторов центральных процессоров.

При охлаждении больших вычислительных мощностей возникают дополнительные сложности. Мощность серверного оборудования, расположенного на одном квадратном метре, крайне высока, и составляет десятки кВт. К тому же необходимо поддерживать постоянный микроклимат, без колебаний температуры и влажности. Рассмотрим внимательно определение слова «влажность»: концентрация молекул воды на единицу объема воздуха; при определенных обстоятельствах влага может конденсироваться и превращаться в воду, которая очень хорошо проводит электрический ток — что очень опасно для электроники. В серверных также имеется ещё один враг — пыль, которая забивает радиаторы и существенно снижает эффективность охлаждения.

Традиционные и альтернативные системы охлаждения

Иммерсионная система охлаждения

Сравнительно недавно получили популярность технологии иммерсионного охлаждения. Разработки на эту тему велись давно, так как сама технология уже не нова, однако сейчас её востребованность растёт необычайными темпами.
Слово «иммерсионное» означает «погружное». Это значит, что вся электроника, все платы сервера, процессор, видеокарты, блоки питания и жёсткие диски полностью погружены в жидкость. Естественно, что эта жидкость диэлектрик и не проводит ток — иначе работа электроники была бы невозможна. При дальнейшем анализе предлагаемых решений становится ясно, что иммерсионное охлаждение бывает разным, с фазовым переходом и без. Эти типы охлаждения отличаются не только своим физическим принципом, но и обладают существенными различиями при эксплуатации.

Так, минеральное масло использовалось для охлаждения силовых трансформаторов на подстанциях очень давно. Это вещество отличается отсутствием электрической проводимости и достаточной теплоёмкостью. Также можно отметить его низкую стоимость.

Жидкость Novec компании 3M для двухфазного охлаждения, в противовес минеральному маслу, используется относительно недавно. Она тоже не проводит электрический ток и обладает низкой теплоёмкостью. Удивительно, но эффект охлаждения с её помощью достигается за счёт кипения. Для более детального разбора этого явления нам понадобится вспомнить законы физики. Нагрев жидкости происходит за счёт передачи энергии от более тёплого объекта к более холодному. Количество энергии, или количество тепла, измеряется в Джоулях. Один Джоуль — это эквивалент нагрева тела при помощи 1 Вт в течение одной секунды.

Таким образом, видеокарта выделяет 200 Вт * 1 с = 200 Дж тепла, если она проработала всего одну секунду. За минуту карта выделит 200 Вт * 60 с = 12 кДж тепла. Второй вопрос, который возникает при этом — это температура. На сколько изменится температура видеокарты при таком нагреве? Изменение температуры будет зависеть от теплоёмкости того объекта, который мы греем, и его массы. Вполне очевидно, что стакан воды в чайнике закипает намного быстрее, чем полный чайник.

Представим, что мы пытаемся нагреть одной видеокартой 1 литр воды. Вес 1 литра воды составляет примерно 1 кг. Теплоёмкость воды равна примерно 3800 Дж/кг/К. Это значит, что для нагрева воды весом в 1 кг на 1 градус Цельсия потребуется 3800 Дж энергии. Сопоставим это с мощностью нашей видеокарты и получим 12000 / 3800 = 3,15 градусов Цельсия. И это — всего за минуту! Простыми вычислениями можно установить, что через 10 минут вода нагреется на 31°С. Естественно, такой процесс не будет продолжаться вечно. Так что, если пренебречь теплопроводностью материалов, вода нагреется до 85–90 градусов, после чего видеокарта перегреется и зависнет.

Если доработать наш эксперимент и через 10 минут заменить нагретую воду на холодную, то процесс нагрева начнётся заново. В этом случае перегрева карты не наступит. Конечно же, менять воду каждые 10 минут неудобно, и приходит мысль протянуть трубы, по которым будет поступать холодная вода, а нагретая — будет вытекать. Такие жидкостные системы охлаждения существуют и продаются во многих компьютерных магазинах.

Давайте вернёмся к иммерсионному охлаждению минеральным маслом. Для этого в наших расчётах нужно изменить теплоёмкость и массу вещества. Вес 1 литра масла чуть меньше литра воды и составляет 0,85 кг. Теплоёмкость равна 1800 Дж/кг/К. Значит, для нагрева литра масла нужно 0,85 кг * 1С * 1800 Дж/кг/К = 1,5 кДж энергии. Значит, видеокарта за 1 минуту нагревает масло на 12000 / 1500 = 8 °С. Это намного больше 3,15 °С. Однако, у данного метода имеется большое преимущество — ему не нужны трубы для подвода и отвода жидкости к каждой видеокарте. Можно просто положить несколько видеокарт в одну ванну и залить их минеральным маслом.

Проблема перегрева самого масла в нашем случае также никуда не уходит. Как только масло прогреется до температуры видеокарты, оно больше не будет забирать тепло, и начнется перегрев оборудования. Придется опять каким-то образом подавать холодное масло и забирать горячее.

Можно было бы использовать простое решение: большая ёмкость холодного масла и ёмкость для хранения уже нагретого масла. Естественно, установка таких огромных цистерн экономически нецелесообразна, поэтому нам придётся пускать масло по замкнутому контуру и охлаждать его за пределами иммерсионной ванны. Для этого потребуется дополнительная установка радиатора снаружи, где его будет обдувать более холодный воздух. Обеспечение продувки уличным воздухом вполне закономерно: холодного (по сравнению с температурой масла) воздуха на улице много, а горячий воздух уносится ветром.

Но за сколько радиатор охладит 1 м3 воздуха на те же самые 8 градусов? Ведь, произведя расчеты, мы обнаружим, что для охлаждения одной видеокарты необходимо около 1 литра холодного (остуженного) масла в минуту; при этом масло будет успевать прогреваться на 8 градусов. То есть радиатор должен быть таким, чтобы охлаждать холодным воздухом масло как раз на 8 градусов.

Еще один важный элемент, который остался за пределами наших расчетов — это насос. Требования к нему предъявляются намного проще — обеспечить циркуляцию 1 литра масла в минуту. Отдельное внимание нужно уделить вязкости масла. Понятно, что из-за меньшей вязкости 1 литр воды пройдет по трубам и через радиатор намного проще, чем 1 литр масла. То есть нам потребуется либо мощный насос, либо большие трубы и радиатор.

Давайте теперь представим, что теперь у вас не одна, а хотя бы 100 видеокарт. Это уже 20 кВт тепла и 12 000 000 Дж энергии в минуту. Тогда при равных условиях насос должен прокачать уже 100 литров масла в минуту. Представьте, какие же сложности возникают, когда в системе 1000 видеокарт…

Перейдем к двухфазному иммерсионному охлаждению жидкостью Novec. Очень часто можно услышать, что она дорогая, очень летучая, легко испаряется и т.д. Конечно же это так, ведь принцип её действия совершенно иной. При нагреве этой жидкости выше 61°С происходит её испарение. Однако, при этом с ней не происходит ни нагрева, ни охлаждения. При прогревании всего объёма жидкости после запуска по достижении ею 61°С температура просто не повышается. Это кажется абсурдным, однако, это так. Процесс испарения (кипения) сам по себе является очень энергозатратным. Пожалуй, этот процесс можно сравнить с ощущениями человека, который купается летом и выходит из воды. В воде ему тепло, а на ветру становится холодно. Причина этого явления — испарение воды с поверхности тела.

Схожим образом Novec испаряется с горячих поверхностей микросхем и забирает с собой часть тепла. Для испарения 1 г Novec потребуется около 120 Дж. Это значит, что видеокарта 200 Вт испарит за 1 секунду около 2 г жидкости. А за минуту — всего 120 г. Эффективность отвода тепла за счет кипения крайне высока, а размер радиатора для отвода 200 Вт тепла может составлять всего 3-4 см2. Фактически, радиатор практически не нужен. Как и минеральному маслу, данной системе требуется охлаждение жидкости. Для этого вы можете подливать 120 г жидкости из огромной цистерны каждую минуту. С другой стороны, при стоимости жидкости около 100 $ за литр такая цистерна выходит очень-очень дорогим решением. Поэтому совершенно естественно пойти другим путём — организовать замкнутый цикл с внешним охладителем.

Конденсация паров жидкости

Испарение — это переход вещества из жидкого состояния в газообразное. То есть получается, что Novec после закипания не исчезает без следа, а становится газом, который скапливается над поверхностью жидкости в виде тумана. Что, если этот туман охладить? Установим внутри несколько труб и пустим по ним холодную воду. Газ начнет на них конденсироваться и образовывать капли, которые объединятся в струи жидкости и стекут обратно. Таким образом, Novec никуда не будет уходить и останется внутри системы без каких-либо потерь.
Процесс конденсации является полной противоположностью испарению, здесь всё происходит в обратном порядке. Что касается энергии, то её необходимо забирать у газа ровно в том же объеме, что и при испарении. Естественно, холодные трубы будут нагреваться, а мощность нагрева будет ровно такая, которая выделялась видеокартами при кипении.

Для эффективной работы системы двухфазного иммерсионного охлаждения нам нужно постоянно охлаждать трубы. Самое простое и эффективное решение — пустить по ним воду, которая будет охлаждаться радиатором, расположенным на улице. По сравнению с минеральным маслом это выглядит намного проще. Ведь теплоёмкость воды в два раза больше, а объём циркуляции в минуту меньше. Плюс, вязкость воды существенно ниже, и, значит, насос без труда прокачает больший объем воды за единицу времени. Эти факторы позволят использовать более маленький радиатор на улице, более тонкие трубы и менее мощный насос — по сравнению с тем же самым минеральным маслом.

Преимущества иммерсионной системы охлаждения

Обе системы охлаждения — и минеральным маслом, и иммерсионной жидкостью Novec — обладают важным преимуществом по сравнению с воздушным охлаждением. Здесь отсутствует необходимость в дорогостоящих кондиционерах, потребляющих электроэнергию. Кроме того, отсутствует проблема пыли и влажности, как в системах фрикулинга.
Одним из важных параметров дата-центров является коэффициент PUE (эффективность использования электроэнергии), равный отношению всей мощности потребления дата-центра к мощности потребления вычислительных устройств. Для иммерсионных систем этот коэффициент приближается к 1, для воздушных систем с кондиционерами — около 1,5. Различия являются весьма существенными, особенно, если учесть разницу в стоимости оборудования.

Преимущества охлаждения жидкостью Novec перед минеральным маслом

На данном этапе обе системы кажутся одинаковыми с точки зрения характеристик. Но в описанных расчётах мы не учли, что жидкости в иммерсионной ванне не перемешиваются сами по себе. Представим, что мы погрузили видеокарту в минеральное масло и включили её. Слой масла непосредственно рядом с радиатором видеокарты прогреется, а те объёмы масла, которые находятся на некотором расстоянии — нет. В этом случае произойдет локальный перегрев в районе видеокарты. Тогда становится очевидной необходимость обеспечения эффективного перемешивания масла внутри ванны либо при помощи вентиляторов видеокарты, либо каким-то другим способом. Это усложняет конструкцию и требует специальных технических решений.
В двухфазных иммерсионных системах охлаждения с жидкостью Novec такая проблема отсутствует. Она постоянно кипит и сама себя перемешивает — особенно в тех местах, где происходит нагрев. Пузырьки отрываются от радиатора, и на их место поступает новая жидкость.

Вторым важным отличием масла от Novec является горючесть. Novec не горит никогда, её даже используют для тушения пожаров в библиотеках. Масло же легко горит по своей природе, и, плюс, его нельзя тушить водой. Это указано в технических характеристиках любого масла. Температура начала горения составляет порядка 200-400 градусов.

Мы провели серию экспериментов, чтобы удостовериться в описанных ниже выводах. При прогреве масла до 150 °С оно начало дымить, после чего появилось пламя, уверенно разгорающееся с каждой секундой. Дальше, за счёт горения, температура масла начала подниматься на 2 градуса в секунду, а языки пламени становились всё выше и выше. Пламя уже было сложно сбить, а температура, тем временем, продолжала расти.

Аналогичный эксперимент с Novec показал, что жидкость активно испарялась, но нагреть её выше 61 °С так и не удалось. Поджигая пары Novec, добиться их горения также не получилось. Как и написано в спецификации на Novec — материал не горит, не загорается.

Итак, можно ли использовать минеральное масло и его аналоги для эффективного охлаждения электроники — конечно же, да. Будет ли это рискованным с учетом крайне высокой стоимости оборудования? Безусловно. Пожар может возникнуть по многим причинам, а наличие минерального масла в большом количестве может сделать ликвидацию такого пожара крайне сложной, а последствия — катастрофическими.

Жидкость Novec: слабые места

Каковы самые серьёзные недостатки жидкости Novec? Высокая цена, повышенные требования к герметичности иммерсионной ванны, связанные с высокой летучестью жидкости Novec, и сложность конструкции последней. Кроме того, можно отметить необходимость тщательного контроля параметров процесса охлаждения для того, чтобы избежать выкипания жидкости. Плюс, использование жидкости Novec становится экономически оправданным только при использовании специализированных видеокарт с высокой плотностью установки.
При проектировании системы охлаждения необходимо учитывать около 20 различных характеристик. Полные расчёты в обязательном порядке должны учитывать термосопротивление радиаторов и термоинтерфейсов, а также свойства материала и поверхностей теплообменников и радиаторов используемого оборудования.

Прогресс не стоит на месте, уже очевидно, что будущее индустрии — за эффективным иммерсионным охлаждением, а не за воздушным. Остается лишь сделать выбор между сложным и безопасным решением, или более доступным, но рискованным.

Иммерсионное охлаждение асиков и видеокарт

Сложности, возникающие с охлаждением майнинг-ферм одни из самых злободневных.

Перегрев конструкции может привести с самым неприятным последствиям.

Но если разговор идет об устройствах с малой, в 5 – 15 кВт, то допустимо использовать бытовые кондиционеры, но, если говорить о промышленных фермах, которые потребляют мощность от 50 кВт, до нескольких МВт.

В таком случае приходит на помощь технология иммерсионного охлаждения для S9.

Попробуем разобраться как это работает?

Иммерсионным охлаждением ASIC называют процесс отвода тепла от работающего оборудования путем его погружения в емкость, заполненную иммерсионной жидкостью.

Эта техническая жидкость обладает определенной запатентованной формулой обладающая следующими уникальными достоинствами:

1. Негорючестью;
2. Малой токсичностью;
3. Пассивностью;
4. Диэлектрическими параметрами.
   Т.о. эта жидкость не вступает ни в какие химические реакции, ни с какими веществами и, по сути, является абсолютным диэлектриком и это позволяет его использовать с любым электронным оборудованием, без каких-либо последствий для последнего.

Обратите внимание! Использование этой жидкости не влечет за собой опасности для любого оборудования и людей, которые работают с ней. Большинство пользователей после установки ванны с жидкостью разгоняют асики на 10-25%

Большинство пользователей после установки ванны с жидкостью разгоняют асики на 10-25%.

Использование этих жидкостей в промышленных объемах началось много лет назад.

В наши для ее применяют для создания систем охлаждения в дата-центрах и майнинг-фермах.

Исторически сложилось так, что при сооружении новой майнинг-фермы до 35% расходов приходится на охлаждающее оборудование, из расходов на ее эксплуатацию почти 50% приходится на систему охлаждения.

Регулярно проводимые исследования показывают то, что иммерсионное охлаждение обладает высоким коэффициентом эффективности использования энергии (PUE).

В практической деятельности применяют несколько подобных систем:

С использованием минерального масла для иммерсионного охлаждения.

Этот метод применяют для охлаждения трансформаторов и другого оборудования.

С применением технологии Novec 7200, 1230.

Это сухая вода, применяемая для двухфазного охлаждения.

С применением технологии 3M Novec 7300, 7500 и других жидкостей, которые используют для однофазного охлаждения.

Оно проходит за счет постоянного перемешивания теплых и холодных слоев жидкости.

Перечислены базовые виды иммерсионного охлаждения, применяемые для ASIC и майнинг ферм.

Выбор какого-либо конкретного зависит от определенных факторов.

Предельную эффективность показывают технологии, основанные на использовании сухой воды.

Как собрать ванну для охлаждения своими руками

Для обеспечения работы промышленной майнинг-фермы достаточно приобрести готовое оборудование.

Его можно найти на специализированных ресурсах посвященных оборудованию для добычи криптовалют.

Но те, кто занимается майнингом в домашних, кустарных условиях перегрев представляет собой серьезную проблему.

За короткое время температура воздуха перестанет быть комфортной.

Это подталкивает домашних майнеров создавать иммерсионное охлаждение асиков своими руками.

Как показывает опыт, простейшее решение — это использование аквариума.

В принципе можно использовать любую готовую емкость, например пластиковый короб или ящик.

Другое дело, что требуется обеспечить циркуляцию жидкости, то есть, требуется, нагретую жидкость охладить и вернуть ее в рабочую емкость.

Для решения этой задачи придется задействовать циркуляционный насос, теплообменное устройство, например, паянный теплообменник.

Во избежание засорения системы циркуляции охлаждающей жидкости потребуется установить сетчатый фильтр.

Для создания подобной конструкции допустимо использовать полипропиленовые трубы с Ду 16.

Схема подключения может выглядеть следующим образом.

В теплообменник на один контур подается холодная водопроводная вода, на другой контур приходит вода из емкости.

Под действием насоса вода из емкости проходит через фильтр, теплообменник, где отдает лишнее тепло и возвращается обратно.

Водопроводная вода, получив излишек тепла может быть отправлена в канализацию или на обогрев дома.

Жидкость Novec — может и лучшая, но очень дорогая

Novec — это продукт американской промышленной химической корпорации 3M. Она подарила миру прозрачную ленту-скотч, магнитные аудиокассеты, а заодно и фторсодержащий хладагент Fluorinert. Последний регулярно подвергался критике из-за наличия озоноразрушающих веществ и косвенного влияния на глобальное потепление, поэтому в 1996 г. его сменила жидкость Novec, не обладающая недостатками предшественника.

Fluorinert-Novec действительно уникальная по многим показателям жидкость. Она прозрачная, негорючая (используется для тушения возгораний электроники), не имеет запаха, а также обладает разными точками кипения, отличными диэлектрическими свойствами и совместима с большинством компонентов вычислительного «железа». За последние годы 3M даже сумела создать Novec образ «специально доработанной для майнеров жидкости», что лишь усилило доверие к ней в сочетании со 120-летней историей существования самой компании.

Следует сказать, что в двухфазной и однофазной системах охлаждения майнингового оборудования Novec зарекомендовала себя с лучшей стороны. Чаще всего для двухфазной системы используют составы 7000, 7100 и 7200. Что примечательно, в двухфазной системе охлаждения можно использовать только фторуглеродные жидкости, заливать туда масло бессмысленно. У названных выше составов не самая высокая точка кипения, что коррелирует с рабочим температурным режимом элементов и эффективным теплообменом. За счёт естественного испарения, конденсации и охлаждения жидкости система не нуждается в насосах внутреннего контура, сложном и дорогом теплообменнике и некоторых иных элементах. Более подробно о принципе работы систем иммерсионного охлаждения на базе жидкости Novec вы можете прочитать в статье: Сравнение жидкостей Novec и Coolant — почему мы остановились на собственной разработке.

Однако двухфазная система охлаждения на базе Novec обладает целым рядом недостатков, которые делают её применение в домашнем майнинге практически невозможным, а в промышленном — сопряжённым с несоразмерными затратами на организацию такой системы. Во-первых, жидкость очень дорогая. Цена стартует в среднем от 130 USD/литр! Во-вторых, для использования Novec нужна абсолютно герметичная ёмкость с системой компенсации нарастающего давления. В конце концов погружаемое оборудование тоже нужно дорабатывать, что делает использование «двухфазки» гораздо более дорогостоящим. А стоимость конденсатора иногда превышает стоимость любого теплообменника.

Не лучше ситуация выглядит и при создании однофазной системы охлаждения на базе Novec 7300, 7500 или 7700. В этом случае конструкция фермы, конечно, упрощается, и погрузить в неё можно любое оборудование, но высокая летучесть всё равно требуют делать ёмкость максимально герметичной. При длительном использовании Novec склонна выкипать, а это значит, что её нужно постоянно приобретать дополнительно. К тому же нужно учитывать слишком много переменных, да и не исключено, что состав со временем разъедает некоторые элементы вычислительного оборудования.

Новые жидкости

Конечно, самым увлекательным на конференции OCP были вовсе не доклады, а наблюдение за кипящей жидкостью, которая охлаждала вычислительную систему. К сожалению, поскольку это была виртуальная конференция, мы не могли четко разглядеть пузырьки газа.

А теперь забудьте на секунду все, что вы знаете об охлаждении, и подумайте о том, что количество тепла неизменно увеличивается. А поскольку тепло негативно влияет на работу серверов, вся конструкция вычислительной системы должна быть такой, чтобы все лишнее тепло с легкостью ее покидало. Иногда это можно сделать естественным путем, как в случае с однофазовой системой охлаждения, где на место поднимающимся вверх нагретым слоям жидкости приходят более холодные и плотные слои, создавая естественную циркуляцию. В других ситуациях, как в случае с двухфазовыми системами, жидкость кипит. Разработанные инженерами новые охлаждающие жидкости имеют более низкую температуру кипения по сравнению с водой. В процессе кипения жидкость превращается в пузырьки газа, которые транспортируют тепло от сервера. Газ направляется по трубке к прохладной поверхности, попадая на которую он конденсируется и заново превращается в жидкость. Далее эта жидкость вновь поступает в резервуар. Инженеры называют этот процесс «повторным смачиванием». «Повторное смачивание гарантирует, что жидкость находится на месте для того, чтобы заменить ту, которая только что изменила свое агрегатное состояние, превратившись в пузырьки газа», — пояснил Бринк.

В настоящее время на рынке существуют два типа погружных охлаждающих жидкостей:

В ходе виртуальной конференции Asperitas представила синтетическую углеводородную жидкость, о производстве которой договорилась с Shell (да, вы поняли верно: нефтегазовая компания Shell фигурировала на ИТ-мероприятии). Жидкость, получившая название S5X, будет выпускаться исключительно для систем погружного охлаждения.

«Жидкость абсолютно безопасна для работы и не имеет примесей, — заявил Бринк. — Ее свойства отвечают всем требованиям фармацевтических организаций Европейского Союза и США, предъявляемым к чистоте продукта. Кроме того, жидкость обладает очень низкой летучестью, поэтому крайне стабильна. Она не содержит галогенов, аллергенов и пригодна для применения в пищевой промышленности. Аналогичные жидкости используются в качестве базового масла в лекарственных препаратах».

В то же время Шаг из 3M предупредил, что углеводородные жидкости обладают побочным эффектом — они увлажняют компоненты, которые в них погружены, что может изменить физические свойства последних. Как отмечали многие инженеры, обычные минеральные масла, которые использовались на ранних стадиях изучения систем погружного охлаждения, приводили к разрушению разъемов и креплений плат, а также к разложению пластификаторов и покрытий на проводах, придающих им гибкость.

«Электронные детали изготавливаются из множества разнообразных углеводородных полимерных материалов, — пояснил Ша — Электроника и вспомогательное оборудование могут загрязнять масло различными частицами, которые приведут к изменению его свойств и эффективности». Частицы, находящиеся в жидкости, в конечном счете засоряют фильтры и препятствуют циркуляции, добавил он. Это не означает, что выпускаемые масла непригодны или небезопасны для использования в системах погружного охлаждения, просто они требуют регулярного технического обслуживания и фильтрации.

Минеральных масел, заявил Ша стоит избегать. Следует использовать только синтетические жидкости. Синтетические жидкости могут свести к минимуму большинство распространенных неисправностей, связанных с погружным охлаждением, добавил он.

Возможно, самое удивительное заключается в том, что эти новые жидкости не похожи на обычные масла и смазки. Всего лишь через несколько секунд после того, как кассета извлечена из резервуара, те крошечные капли жидкости, которые вы ожидали увидеть на компонентах (остающиеся на ваших руках и одежде), мгновенно испаряются и снова конденсируются в резервуаре, оставляя шасси чистым и почти сухим.

Методы погружного охлаждения

Существует два базовых метода погружного охлаждения – однофазный и двухфазный. Однофазный способ базируется на погружении оборудования в хладагент и отводе излишков тепла от устройств циркуляцией жидкости, которую должна обеспечить насосная установка. На этом принципе базируется установка CarnotJet от группы Green Revolution Cooling, – простое, но эффективное решение.

Существуют системы, использующие циркуляцию хладагента лишь по индивидуальным изолированным отсекам и не требующие погружения всей стойки. Одним из таких решений является установка от LiquidCool Solutions, которая связывает несколько серверных модулей в единую систему.

Двухфазный метод взят на вооружение компанией Allied Control и реализован в инновационном решении Immersion-2. Используемый Allied Control теплоноситель от группы 3М обладает диэлектрическими свойствами, инертен по отношению к другим веществам. Кроме того, он имеет низкую температуру фазового перехода: 34°C, 49° C, или 56°C (зависит от используемого флюида). Вблизи источников тепла теплоноситель нагревается, закипает, испаряется и совершает обратный переход в жидкое состояние в конденсаторе.

Теплоноситель от 3М — это продукт химии перфторированных соединений. Длительные исследования завершились ошеломляющими успехами: в мировую практику стремительно вошел новых класс веществ – фторированные кетоны. Это наименование получили органические вещества синтетического происхождения, в молекулах которых частицы водорода заменяются частицами фтора, крепко связанными с углеродным скелетом. Флуоркетоны Novec® представляют собой прозрачную жидкость, не имеющую цвета и запаха. Обладает диэлектрическими свойствами, нетоксична, не вступает в реакции с другими веществами, имеетнизкую температуру кипения. За внешнюю схожесть кетоны названы сухой водой. Исследования нового вещества показали его эффективность для использования в системах теплоотвода и газовом пожаротушении.

Основное преимущество метода — его эффективность. Из-за естественной циркуляции теплоноситель не нуждается в перекачке. Это позволяет отказаться от дорогостоящего насосного оборудования, ведь после конденсации весь теплоноситель остаётся в резервуаре!

Требуемая температура конденсатора задается при помощи обыкновенной воды. Для работы подобной системы требуется гораздо меньше электроэнергии, если сравнивать с традиционными решениями. А два фазовых перехода способны отвести гораздо больше тепла!

Пути повышения оптической разрешающей способности

Выбор большого угла светового конуса, как со стороны объектива, так и со стороны источника освещения. Благодаря этому, возможно, собрать в объективе более преломленные лучи света от очень тонких структур. Таким образом, первый путь повышения разрешения — это использование конденсора, числовая апертура которого соответствует числовой апертуре объектива.

Второй способ — использование иммерсионной жидкости между фронтальной линзой объектива и покровным стеклом. Так мы воздействуем на показатель преломления среды n, описанный в первой формуле. Его оптимальное значение, рекомендуемое для иммерсионных жидкостей, составляет 1.51.

Недостатки воздушного охлаждения

95% майнинг ферм в мире используют штатное воздушное охлаждение ASIC и систему принудительной вентиляции/кондиционирования. Всё это направлено на поддержание стабильного микроклимата в помещении, занимаемом майнинг фермой, бесперебойной и безопасной работы в любое время года.

Но условия охлаждения оборудования отличаются в зимний и летний период. Например, одна из наиболее популярных моделей ASIC Antminer S9, имеет следующие характеристики:

• потребляемая мощность со стандартным блоком питания — 1 400 Вт;
• диапазон рабочих температур — от 0 до 40 градусов Цельсия;
• производительность охлаждающего кулера — 338 куб. м/час.

Любое подобное оборудование обладает тепловой мощностью. В данном случае возьмём потребляемую электрическую мощность в соотношении 1 к 1 к выделяемой тепловой. То есть фактически, вся потребляемая электроэнергия переходит в тепло. Соответственно, от каждого ASIC нужно отводить минимум 1 400 Вт тепловой энергии. В противном случае микроклимат в помещении изменится, температура окружающей среды повысится, оборудование станет перегреваться, отключаться или даже выйдет из строя.

Для отвода тепла от 100 ASIC нужно организовать систему вентиляции и кондиционирования из расчёта на 150 кВт. Для сотни устройств нужно перекачивать почти 34 000 кубических метров воздуха в час. Здесь понадобится помощь специалистов, поскольку неправильная установка системы фильтрации или неграмотно спроектированная система охлаждения приводят к ряду неприятностей:

• падению рабочей частоты оборудования;
• появлению ошибок;
• сокращению производительности на 5-20%;
• попаданию пыли, мелкого мусора и насекомых;
• уменьшению срока службы в 1,5-2 раза;
• выключению и выходу из строя.

Возможно, вам также будет интересно

Конструкция емкости Основное требование к емкости для размещения печатных плат — защита внутренних стенок от коррозии, возникающей от случайной конденсации влаги, а также от короткого замыкания на стенки. Для этих целей сосуд, на внутренние стенки которого наносится порошковое антикоррозионное покрытие, изготавливают из нержавеющей или углеродистой стали или алюминия. Также используется и стекло, а вот пластиковые емкости применять не рекомендуется. Кстати, особое внимание следует уделить материалу для герметизации

В статье описан опыт применения драйверов управления IGBT в силовой преобразовательной технике, разработанных на основе дискретных элементов. Приведены результаты замены данных драйверов на интегральные модули производства ЗАО «Электрум-АВ». Надежная работа электронной техники в значительной степени определяется составом элементной базы, использованной при ее разработке, а также физическим исполнением этой элементной базы. Иными словами, чем меньше номенклатура

Первый прецизионный инструментальный усилитель от Analog Devices, работающий при высоких температурах.