Иммерсионное охлаждение майнинг ферм

Этот материал будет посвящен такой теме, как охлаждение майнинг ферм иммерсионным методом. Вторым названием этого процесса является водяное охлаждение или погружное жидкостное охлаждение путем использования вещества, именуемого «сухая вода».

Перегрев майнинг фермы грозит множеством отрицательных моментов, среди которых снижение эффективности работы, нестабильные данные, увеличение износа и даже полное отключение фермы из-за высокой температуры. Именно поэтому охлаждение является сейчас наиболее актуальным вопросом для владельцев майнинг ферм.

Если майнинг ферма работает на мощности от 5 до 15 кВт, то с перегревом такого устройства справиться можно и своими силами. К примеру, помогает открывание окон, дополнение помещения кондиционерами, вынос оборудования на открытое пространство и другие уловки, которые применяются пользователями.

Но, если ферма имеет промышленные масштабы, создать условия, ограничивающие перегрев, довольно сложно. Как правило, такие совокупности приборов имеют мощности до 500 кВт и даже Мвт.

Мы хотим представить новинку на рынке – систему охлаждения майнинг ферм, работающую на иммерсионной жидкости, которая поможет сохранить работоспособность установки даже при высоких показателях мощности и избежать проведения самостоятельных охладительных мероприятий.

Основные характеристики и сфера применения имерсионной жидкости

Иммерсионное охлаждение проводится путем опускания оборудования в контейнер с «сухой водой». Таким образом, получается, что тепло отводится от фермы.

Иммерсионная жидкость или «сухая вода» — это запатентованная жидкость технического типа, созданная по определенной формуле. За счет технологии выполнения готовое вещество наделяется следующими положительными качествами:

негорючестью;
инертностью;
низкой токсичностью;
высокими диэлектрическими показателями.

Последний критерий позволяет использовать такую жидкость в сочетании с любым электрическим оборудованием, так как она не вступит в химическую реакцию ни с одним веществом.

Важно! Применение иммерсионной жидкости полностью безопасно, как для оборудования, так и тех людей, которые с ним работают.

Использование данного вещества именно в промышленном масштабе является давним процессом. И сейчас оно не теряет своей актуальности. В основном применяют «сухую воду» для охладительных мероприятий в дата-центрах и в системах пожаротушения на таких объектах, где пожар может привести к невосполнимой утрате. К примеру, в архиве важной документации.

Обычно во время строительства дата-центра большая часть бюджета идет на монтаж системы охлаждения. В процессе эксплуатации охлаждение также требует постоянных финансовых вливаний, которые составляют около 50% всех расходов в месяц. Так как количество данных, нуждающихся в цифровом хранении, постоянно растет, то и расходы на охлаждение оборудования поднимаются. Это приводит к тому, что владельцы вынуждены искать такие технологии, которые будут максимально выгодны для них.

Так как жидкостное охлаждение обладает высокой эффективностью в сравнении с другими технологиями, оно применяется все чаще и чаще. Этому же способствует и экономичность технологии с финансовой точки зрения. Охлаждение иммерсионной жидкостью подойдет для любого оборудования, в том числе для майнеров-асиков, таких как Antminer S9, L3+, D3 и видеокарт NVIDIA Geforce 1070 GTX, 1060 GTX, AMD Radeon RX 470, 480 ,580 и других.

Что такое иммерсионная жидкость («сухая вода») и где ее применяют?

В данной статье мы разберем такую тему, как однофазное иммерсионное охлаждение майнинг ферм. Его иногда называют водяное охлаждение майнинг ферм, можно также назвать это погружным жидкостным охлаждением с применением такого вещества как «сухая вода».

Как известно, проблема охлаждения ферм для майнинга является одной из самых актуальных в нашем нелегком деле, поскольку перегрев приводит к ряду таких проблем, как понижение производительности, нестабильность работы, высокий износ и просто банальное отключение по перегреву.

Если речь идет о мощностях 5, 10 или 15 кВт это еще можно пережить и справляться с тепловыделениями самостоятельно. Открывать окна, ставить бытовые кондиционеры, выносить оборудование на балконы и т.д.

Но что делать, когда речь идет о промышленных фермах и соответственно мощностях, таких как 50, 100, 500 кВт или даже несколько МВт?

Наша организация разработала систему иммерсионного охлаждения майнинг ферм, ознакомиться с ней вы можете на странице «Установка иммерсионного охлаждения майнинг ферм».

В данном контексте иммерсионным охлаждением называют процесс отвода тепла от работающего оборудования путем его погружения в контейнер с иммерсионной жидкостью

Иммерсионная жидкость – это техническая жидкость, имеющая определенную формулу (у многих производителей они запатентованы), имеющая такие уникальные свойства как: Негорючесть, низкую токсичность, инертность, высочайшие диэлектрические свойства.

Таким образом, данная жидкость не вступает в химическую реакцию практически ни с чем и является абсолютным диэлектриком, что позволяет использовать ее в контакте с любым электронным оборудованием без последствий для него.

ВАЖНО! Применение данной жидкости абсолютно безопасно для любого оборудования, а также для людей работающих с ней.

Применение данных жидкостей в промышленных масштабах началось много лет назад и по сей день имеет очень широкий спектр. Например, для охлаждения стоек оборудования в дата-центрах (ЦОД), в системах пожаротушения опасных и ценных объектов (архивы, дата-центры и т.д.), где последствия пожаров наносят часто гораздо больше вреда, чем сам пожар.

Традиционно при строительстве нового дата-центра около 35% капитальных затрат расходуется на охлаждающее оборудование, а впоследствии на него приходится еще 50% эксплуатационных расходов. Количество данных, которые необходимо хранить растет в геометрической прогрессии, стимулируют спрос на более и более крупные центры обработки данных (ЦОД), наряду со значительными инвестициями, понятно, что необходимо искать все более экономичные и эффективные технологии охлаждения.

Многочисленные исследования доказывают, что процесс жидкостного охлаждения имеет очень высокий коэффициент эффективности использования энергии (Power Usage Effectiveness; PUE) это позволяет добиться феноменальных показателей с точки зрения эффективности и экономичности данной технологии.

Таким образом, жидкостное охлаждение подходит для абсолютно любых майнеров — асиков (Antminer S9, L3+, D3 и др.) и видеокарт NVIDIA Geforce 1070 GTX, 1060 GTX, AMD Radeon RX 470, 480 ,580 и т.д.)

Принцип достаточно простой для понимания. Поскольку охлаждающая жидкость абсолютно инертна, нетоксична и является диэлектриком, мы без каких-либо опасений погружаем работающую ферму, будь то ASIC (асик) Antminer S9 или блок из видеокарт в контейнер жидкостью. Оборудование работает и выделяет тепло, которое нагревает жидкость. Теплоемкость жидкости в 4000 раз выше теплоемкости воздуха, что позволяет отводить тепло гораздо меньшим объемом теплоносителя.

В данном случае основная задача сводится к тому, чтобы качественно отводить тепло от самой жидкости и поддерживать температуру такой, чтобы температура на чипах майнеров не превышала допустимую и позволяла работать на максимальной производительности без перебоев.

Рис. 1 – Пример работы электроники в охлаждающей жидкости

Проводя первые эксперименты в нашей лаборатории, мы нервно наблюдали, как компьютерная система под напряжением, включенная и мигающая, медленно погружалась в чистую, водянистую жидкость. Каждый ребенок с детства знает, что жидкость и электричество несовместимые вещи, поэтому было совершенно невообразимо наблюдать за безупречной работой компьютера, полностью погруженного в то, что казалось ничем иным, как водой.

Во всем мире существует достаточно много производителей жидкостей, предназначенных для многих целей работы с электронной техникой, которые позволяют в том числе и охлаждать ее.

Собственно сам эксперимент с майнинг фермой:

Мы провели ряд испытаний с применением нескольких видов жидкостей. Основной задачей при подборе жидкости было скорее найти состав с наиболее хорошими теплофизическими свойствами, что соответственно повышает эффективность теплообмена.

Эксперимент проводился на стендовом образце с фермой из 6 видеокарт Nvidia Geforce GTX 1070 с суммарной мощностью около 1,2 кВт. Охлаждение жидкости было реализовано с помощью обыкновенной системы холодного водоснабжения.

Оборудование было погружено в аквариум и полностью залито жидкостью. Для большей равномерности охлаждения и температуры самой жидкости была обеспечена циркуляция, с помощью циркуляционного насоса. Испытания проводились на протяжении нескольких дней. Были исследованы все возможные режимы работы.

Рис. 2 – Пример работы видеокарты
NvidiaGeforce в охлаждающей жидкости
Результаты подтвердили все наши ожидания и расчеты:

Оборудование работает стабильно и без перегревов.
Меняя различные параметры нам без особых усилий удается добиться повышения производительности карт на 15%, но мы уверены, что и это далеко не предел.
Регулируя систему охлаждения мы легко смогли установить необходимый тепловой режим с минимальным расходованием холодной воды и соответственно минимизировать затраты.
Для охлаждения чипов видеокарт не нужны вентиляторы

На основании ряда фактов:

Многолетний мировой опыт применения технических жидкостей в различных сферах промышленности
Гарантийные обязательства производителей технических жидкостей
Наши лабораторные испытания
Анализ и расчеты

Мы нашли несколько существенных преимуществ данного способа охлаждения применительно к оборудованию для майнинга:

Производительность оборудования повышается минимум на 10-15%. Этот показатель зависит от самих майнеров – асики или видеокарты. Различные модели имеют ряд собственных особенностей и ограничений для разгона, но приложив некоторые усилия при возможности поддержания температуры на чипе не больше 40-50°С можно достичь даже больших показателей.
Срок службы оборудования Асики и видеокарты гораздо медленнее изнашиваются, когда находятся при постоянной температуре в рабочем диапазоне и не перегреваются. При отсутствии системы охлаждения, майнеры постоянно отключаются по перегреву.
Бесшумность работы Майнеры в жидкости работают совершенно бесшумно. Помимо того, что вентиляторы самих асиков или карт отключены, также отсутствует шум от воздушной системы охлаждения, которая по уровня шума для больших мощностей сопоставима с мощностью вентиляции промышленных цехов.
Размеры ферм В контейнере с иммерсионной жидкостью размерами к примеру 1,5х1,5 м можно плотно разместить оборудования на 20-30 кВт без каких-либо сложностей. Таким образом, мощность фермы на 100 кВт можно разместить на площади 5-10 м2.
Снижение стоимости видеокарт Для качественного жидкостного охлаждения асиков или видеокарт нет надобности в вентиляторах (кулерах) на самих майнерах. Соответственно можно заказывать с завода по сути голые чипы — без вентиляторов, корпусов и т.д. Таким образом, стоимость самих карт снижается как минимум на 20-30%, к тому же уменьшаются ее габаритные размеры, что позволяет компоновать ферму еще более плотно.

Для наглядности преимуществ и недостатков можно сравнивать жидкостное и воздушное охлаждение — классическая система вентиляции и кондиционирования. В данном случае все преимущества, о которых мы уже рассказали и являются по сути преимуществами в сравнении с воздушным охлаждением.

В целом конечно воздушное охлаждение вполне хорошо выполняет свою функцию, и требует не менее серьезных и качественных расчетов. С его помощью можно обеспечить также абсолютно бесперебойную и надежную работу оборудования круглый год, хотя как известно летом охлаждение майнинг ферм осуществляется более трудным путем, нежели в зимний период года.

Из недостатков иммерсионного охлаждения, можно отметить:

Высокая сложность расчетов
Малое количество компетентных специалистов на рынке
Труднодоступность необходимой жидкости
Высокая цена

Тем не менее, при грамотном проектировании, стоимость данной системы будет сопоставима со стоимостью системы воздушного охлаждения, а если учесть еще все преимущества, о которых мы писали выше, то окупаемость данного решения не заставит себя ждать.

Как мы выяснили, иммерсионное охлаждение более энергоэффективно и является передовой технологией для такого рода задач.

Как известно, большая часть потребляемой энергии в процессе работы оборудования переходит в тепловую энергии. При больших мощностях майнинг ферм разумеется сразу появляется желание как-то использовать тепло, которое они производят. Мы приведем примеры нескольких способов, которые можно применить как в бытовом, так и в промышленном масштабе. Каждый интересующийся возможно найдет для себя какую-то идею.

Подогрев какого-либо водоема – рыбхозяйство, бассейн и т.д. В данном случае, мы передаем тепло от внутреннего контура охлаждающей жидкости во внешний контур через водяной теплообменик, что позволяет нам получить теплую или горячую воду на выходе из него.
Обогрев воздуха в помещении – офис, цех, частный дом, теплица и т.д. В данном случае мы охлаждаем внутренний контур жидкости через теплообменник вода-воздух и используем горячий/теплый воздух для наших целей
Теплые полы в доме По сути как и в первом примере, мы используем теплообменник вода-вода и это позволяет нам использовать горячую воду для подогрева полов.

Разумеется все способы утилизации тепла необходимо индивидуально рассчитывать и продумывать саму схему работы. Трудно найти какое-то универсальное решение. Мы в наших проектах, как правило подбираем и просчитываем индивидуальную схему отвода тепла от майнинг фермы и его полезное использование на проектах, где есть такая задача.

Для решения подобных задач, применяются промышленные установки жидкостного охлаждения. Ознакомиться с подбробным описанием и приницпом работы данных систем вы можете на странице «Установки иммерсионного охлаждения майнинг ферм».

В заключение хотелось бы отметить, что жидкостное охлаждение это «мэйнстрим» в сфере IT технологий и энергоэффективности.

Получить бесплатную консультацию инженера
Получить!

Особенности работы системы жидкостного охлаждения

Эксплуатация «сухой воды» — простой процесс, который сможет понять даже новичок в этом деле. Так как раствор получается полностью безопасным для оборудования, работающая майнинг ферма погружается в него. При работе оборудование выделяет тепловую энергию, которая становится толчком для нагревания жидкости. Используя физику можно сказать, что показатели теплоемкости жидкости меньше в 400 раз, чем та же единица для воздуха. Это позволяет отвести тепло значительно меньшим по объему теплоносителем.

Основная задача жидкостного охлаждения – качественный отвод тепла от самого раствора и поддержание комфортной температуры майнинг фермы, которая позволит оборудованию работать без нареканий и сбоев с максимальными показателями эффективности.

Рис. 1 – Вариант работы электрического устройства в жидкости охлаждающего типа

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.

Жидкостное охлаждение майнинг фермы в условиях эксперимента

Начальные эксперименты в лаборатории всегда очень волнительны, особенно, если в жидкость погружается дорогостоящая работающая система. Любой человек знает, что электричество и жидкость – две разные и совершенно несовместимые вещи. И такое открытие, как работа прибора внутри раствора – это настоящий прорыв в науке.

На данный момент в мире множество компаний занимаются разработкой формул и производством иммерсионной жидкости, которая помимо охлаждения может выполнять и другие сопутствующие задачи.

Вот какой опыт с майнинг фермой был проведен специалистами лаборатории:

Испытания проводились с целью выявить наилучший состав для повышения эффективности теплообмена, что дает именно высокие теплофизические свойства.

Эксперимент проводится на образце фермы для майнинга стендового типа. Устройство состоит из 6 видеокарт Nvidia Geforce GTX 1070. Суммарная мощность такого прибора составляет 1,2 кВт. Жидкость охлаждалась при помощи обычной системы водоснабжения холодного типа.

На первом этапе оборудование полностью погружалось в контейнер с жидкостью. Для лучшего охлаждения была создана циркуляция воды при помощи насосной установки. Эксперимент занял несколько дней, в течение которых были испробованы различные режимы работы.

Рис. 2 – Пример работы видеокарты Nvidia Geforce в иммерсионной жидкости

Вот какие результаты были получены специалистами лаборатории:

Оборудование на протяжении всего эксперимента работало стабильно и максимально эффективно.
При смене параметров производительность видеокарт увеличивалась на 15% в среднем. Но есть предположения, что такой показатель не является пределом.
При регуляции системы охлаждения удалось выставить такой режим охлаждения, который минимизировал затраты на расход холодной воды.
В процессе эксперимента не использовался ни один вентилятор.

Такие итоги эксперимента поражают и являются прямым доказательством, что охлаждение майнинг ферм с применением иммерсионной жидкости – отличное решение.

Недостатки

У вас может возникнуть резонный вопрос: если иммерсионная система охлаждения настолько эффективна, то почему большинство майнеров пользуются вентиляторами? Дело в том, что у жидкостного охлаждения есть свои недостатки.

Высокая стоимость. На обслуживание системы иммерсионного охлаждения от заводов-производителей уходит в среднем 25% от затрат на обеспечение работы майнеров. Другими словами, если ваше оборудование потребляет электричество на 10 тыс. рублей в месяц, то 2,5 тыс. рублей вы будете тратить на систему охлаждения. Жидкость, к сожалению, стоит дорого.
Труднодоступность. Бак с иммерсионной жидкостью открывается только сверху, поэтому установить оборудование на стеллажах не получится.
Грязь. Во время работы с майнером (замена кабеля, вентилятора) жидкость может пролиться на пол, ее очень трудно оттереть, особенно, если вы используете масло.
Фильтрация. Охлаждающую жидкость необходимо фильтровать, чтобы избежать образования осадка и загрязнений.

Когда стоит использовать иммерсионное охлаждение?

Одной из первых компаний, которая начала разрабатывать системы иммерсионного охлаждения видеокарт для майнинга криптовалют, стала Green Revolution Cooling. Ведущий эксперт Брэндон Мур уверен в том, что развитию жидкостных систем охлаждения будут способствовать два главных фактора: высокая стоимость электричества и дорогая недвижимость.

Положительные черты иммерсионного охлаждения в процессе майнинга

Основываясь на факты, опыт использования иммерсионной жидкости в различных сферах промышленности на протяжении многих лет, отзывы пользователей, лабораторные испытания и гарантии производителей, можно выделить массу тех преимуществ, которыми обладает вещество:

Повышение эффективности работы оборудования на 15%. Здесь все зависит только от характеристик самих устройств, которые установлены на майнинг ферме. Различные модели обладают своими особенностями и ограничениями. Но, если грамотно подойти к делу и поддерживать температуру в промежутке между 40 и 50 градусов, несложно добиться даже больших результатов.
Повышение срока эксплуатации приборов. Если температура оборудования для майнинга всегда находится на комфортном уровне, то приборы не перегреваются. А это, соответственно, ведет за собой повышение срока эксплуатации и исключение отключения из-за перегрева.
Бесшумная работа. Майнеры, погруженные в жидкость, работают максимально тихо. Это получается за счет полного отключения вентиляторов и системы воздушного охлаждения, которая в рабочем состоянии производит звук, практически сопоставимый с тем, что исходит от вентиляции промышленного цеха.
Компактность. Так, к примеру, контейнер с габаритами 1,5*1,5 м вмещает в себя количество оборудования на суммарную мощность примерно 20 – 30 кВт. Из этого следует, что обширная ферма с мощностью 100 кВт поместится на площади 5 – 10 кв. метров.
Снижение затрат на покупку видеокарт. Так как жидкостное охлаждение не подразумевает использование кулеров, то заказывать можно совершенно голые чипы. Им не нужен даже корпус. Стоимость такой видеокарты станет ниже на 30%. А еще ее габариты значительно уменьшатся, что позволит компоновать ферму плотнее.

Когда целесообразно использовать водяное охлаждение?

Post Views: 1 416

Жидкостное и воздушное охлаждение: сравнение методик

Для лучшего понимания технологии охлаждения иммерсионной жидкостью ее сравнивают с подобным воздушным охлаждением. Те положительные свойства, о которых было сказано ранее, и являются преимуществами, которые выделяют именно охлаждение жидкостью.

Можно отметить, что и воздушное охлаждение обладает своими особенностями, которые никоим образом не умаляют его достоинств. При помощи воздуха также можно осуществить эффективное охлаждение, которое позволит системе бесперебойно работать. Хотя в летние месяцы такой вариант охлаждения выполняется сложнее, чем аналогичный жидкостный.

В рамках данного материала было бы неправильно не сказать о тех недостатках, которыми обладает иммерсионное охлаждение:

Сложность в расчетах, которая под силу только специалисту.
Небольшое количество тех специалистов, которые действительно разбираются в теме.
Сложность в покупке нужной жидкости.
Высокая стоимость.

Последний показатель является субъективным, так как цена на жидкостное охлаждение при грамотном его формировании будет сопоставима с такой же системой воздушного охлаждения. А если принять во внимание все преимущества системы, можно понять, что окупаемость будет скорой.

Своими силами сложно выполнить майнинг ферму с иммерсионным охлаждением, поэтому сейчас множество вариантов уже готовых устройств. Так, к примеру, компания PLAST.RU осуществляет создание и монтаж иммерсионных майнинг ферм «под ключ». Эти фермы отличаются высокими качественными характеристиками, которые порадуют своего владельца и дадут ему толчок для поднятия доходности от этой деятельности. Достаточно только заказать устройство для майнинга, а всем остальным займется PLAST.RU.

Выводом послужит тот факт, который в результате доказательств показал, что иммерсионное охлаждение является современной и энергоэффективной методикой, которая все чаще применяется для майнинга.

Недостатки

Как и любая техническая конструкция, иммерсионное охлаждение владеет набором недостатков, в частности:

Высокая стоимость. Все дело в том, что техническое обслуживание такой конструкции, может обойтись минимум в 25% затрат на обслуживание фермы в целом. То есть, если установленная ферма, потребляет энергии на 10 000 руб. То затраты на охлаждение составят 2 500 руб. Жидкость для охлаждения стоит недешево.
Емкость для иммерсионной жидкости открывается только сверху и поэтому собрать ферму на стеллажах вряд ли получится.
При проведении профилактики, жидкость может попасть на пол, а оттереть ее сложно.
Требуется обеспечить фильтрование рабочей жидкости. Это позволит избежать появления осадка и загрязнений.

Варианты применения тепла от майнинг ферм

Потребляемая оборудованием энергия преимущественно превращается в тепловой вид энергии. При большой мощности майнинг фермы выделяется огромное количество тепла, и было бы неправильно упускать этот факт. Так, выделяемое тепло вполне можно использовать как для бытовых, так и для промышленных целей. Мы приведем некоторые примеры:

Осуществление подогрева водоема, к примеру, бассейна. В данном случае используется водяной теплообменник, передающий тепло из внутреннего во внешний контур, что позволяет получить теплую воду на выходе.
Обогрев помещения. Это может быть как комната, офис, так и целый цех и даже теплица. В этом случае внутренний контур жидкости охлаждается путем прохождения через теплообменник вода-воздух. А горячий воздух может быть использован для тех целей, которые ранее были спланированы.
Монтаж теплого пола в помещении. Для организации такой системы применяется теплообменник типа «вода-вода». Жидкость получается теплой и идет подогрев пола.

Все перечисленные способы применения тепла важно заранее рассчитать, чтобы они подошли под имеющиеся условия и соответствовали требованиям. Для каждого варианта сложно дать какое-то универсальное решение.

В заключение хочется сказать, иммерсионное охлаждение майнинг ферм является передовым процессом в сфере IT технологий, который, несомненно, заслуживает внимания.

Охлаждение помещений

Все тепло, отведенное от фермы, уходит на нагрев воздуха в комнате. Если зимой это может помочь сэкономить на отоплении, то летом превращается в серьезную проблему. Теплый воздух в комнате не охлаждает видеокарту и способен сделать неэффективной даже жидкостную систему. Особенно это актуально при установке нескольких ферм в одном небольшом помещении, которое без кондиционирования быстро превратится в сауну. Поэтому при работе нескольких видеокарт приходится решать вопрос перегрева комнаты.

Существует 4 варианта охлаждения комнаты:

Естественная вентиляция через открытые окна. Этот способ отлично работает зимой и неплохо помогает летом. Его хватит для балкона с 2-3 фермами на видеокартах средней мощности.
Вытяжная вентиляция с помощью вентилятора. Способ похож на установку вытяжки на кухне. Перед покупкой оборудования придется произвести расчет системы вентиляции, исходя из совокупной мощности ферм.
Приточно-вытяжная вентиляция, подразумевающая использование двух вентиляторов. Один удаляет из комнаты тепло, другой подает в помещение воздух с улицы. Такая конструкция требует грамотного монтажа и сложного расчета. Зато ее эффективность намного выше.
Установка кондиционера. Это самый эффективный и дорогостоящий способ, обычно используемый профессионалами. Однако ваши затраты не ограничатся покупкой и установкой бытового или профессионального кондиционера. Придется постоянно оплачивать дополнительный расход электроэнергии. Зато можно не беспокоиться о перегреве фермы даже в самую сильную жару.

Как показывает практика, расчет и установка системы охлаждения помещения становится актуальным после установки 5 и более ферм. До этого, как правило, достаточно открытых окон или вентилятора, установленного в форточку. Следует учесть, что в помещение нельзя подавать воздух с повышенной влажностью или температурой ниже 0 градусов. В противном случае на платах может появиться конденсат, который будет окислять контакты и может стать причиной замыкания.

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.

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.