Onderdompelingskoeling is naar voren gekomen als een snel evoluerende techniek om de efficiëntie van bitcoin-mijnbouwinstallaties te vergroten, met veel voor-, nadelen en details om te overwegen.
Scott's mijnbouwconferentie, georganiseerd in Round Rock, Texas op 7 en 8 februari, bevatte een panel getiteld "Immersion" met vijf panelleden: David Branscum (directeur bedrijfsontwikkeling bij Midas dompelkoeling), Justin Podhola (oprichter en CEO van Elite Mijnbouw Inc.), Scot Johnson (CEO van Digitale schop), Jonathan Yuan (eigenaar van Coin Verwarmd LLC) en Gary Testa (president en CEO van Technische vloeistoffen); en het werd gemodereerd door Tone Vays (gastheer van Niet-confisceerbare conferentie en gretig Bitcoiner).
De panelleden waren het er unaniem over eens dat immersiekoeling de toekomst is van Bitcoin-mijnbouw, en het volgende is een samenvatting van dat panel met een lichte inleiding tot mijnbouw voor niet-ingewijden.
Bitcoin-mijnbouw in één oogopslag
Mining op het Bitcoin-netwerk is het proces van zowel het toevoegen van transacties aan het open grootboek, bekend als de blockchain, als het beveiligen van de geschiedenis van die transacties op een zodanige manier dat het wijzigen van dat grootboek door een entiteit rekenkundig, energetisch en financieel onpraktisch is.
Bitcoin-mining wordt voornamelijk gedaan met een ASIC (toepassingsspecifiek geïntegreerd circuit), in de volksmond bekend als een "mining-rig" voor een enkel computersysteem, dat een rekenkundig moeilijk probleem probeert op te lossen dat het netwerk zal accepteren. Bitcoin-mijnwerkers concurreren met elkaar om het volgende blok in de blockchain te ontginnen en het protocol beloont de bloksubsidie aan de succesvolle mijnwerker, momenteel 6.25 bitcoin (dit concept wordt uitgebreid in het gedeelte "Aanvullende informatie" hieronder), evenals elk netwerk transactiekosten inbegrepen in dat blok.
Het proces van het berekenen van een SHA-256-hash die door het netwerk moet worden geaccepteerd, de rekenkundig moeilijke probleem die miners proberen op te lossen, is opzettelijk arbeidsintensief.
Hoewel dit proces werkt om het aantal blokken dat elke dag wordt gevonden te beperken, dwingt het mijnwerkers ook om te "bewijzen" dat hun rekenwerk eerlijk en correct is gedaan volgens de regels van het protocol voordat blokken aan het grootboek worden toegevoegd - in totaal bekend als bewijs van het werk. Mijnwerkers die het Bitcoin-netwerk beveiligen met ASIC's door middel van bewijs van werk, maken de eerlijke en willekeurige verspreiding van nieuwe munten op een gedecentraliseerde manier mogelijk, in tegenstelling tot andere protocolbeveiligingsmethoden zoals bewijs van inzet, die specifiek werken om de rijkste leden van het netwerk te belonen. In het Bitcoin-protocol ontvangen walvissen - grote bitcoin-houders - geen beloningen en dienen ze ook niet om het netwerk te beschermen, simpelweg vanwege hun bitcoin-accumulatie.
Hoewel deze uitleg van Bitcoin-mijnbouw ernstig is ingekort, is het kernconcept uiteengezet en kunnen we beginnen met het onderzoeken van luchtgekoelde en onderdompelingsgekoelde mijnbouwsystemen.
Opmerking: De term "ASIC" en "mijnbouwinstallatie" worden hieronder door elkaar gebruikt. De panelleden bespraken alleen de installatie en voordelen van "eenfasige" dompelkoeling.
Lucht- versus onderdompelingskoeling voor Bitcoin-mijnwerkers
Over het algemeen zijn mijnbouwplatforms ontworpen met ventilatoren met hoge snelheid die de luchtstroom over de interne componenten van de ASIC dwingen om de hashboards actief te koelen - de computerchips die dag en nacht hashen om het bovengenoemde rekenkundig moeilijke probleem op te lossen.
De berekening van de verbruikte energie per hash kan efficiënter worden gemaakt en de totale operationele kosten voor de miner verlagen als de opstelling de door de hashboards gegenereerde warmte effectief kan afvoeren. Het overkoepelende doel bij het koelen van mijnbouwinstallaties is om de meeste koeling te bieden tegen de laagst mogelijke kosten. "Luchtgekoelde" Bitcoin-mijnbouw is de traditionele en eenvoudige methode om de verwarming en koeling van iemands mijnbouwinstallaties te beheren met ventilatoren en gewone, atmosferische lucht.
"Onderdompelingsgekoelde" Bitcoin-mijnbouw werkt ook om de verwarming en koeling van mijnbouwplatforms te beheren, maar met circulatiepompen en speciale vloeistoffen die zijn ontworpen om met elektronica te werken in plaats van lucht.
Hieronder staan geïllustreerde voorbeelden van luchtgekoelde en onderdompelingsgekoelde systemen:
Onderdompeling is de praktijk van het volledig onderdompelen of onderdompelen van de mijnbouwinstallatie in een thermisch geleidende vloeistof met grotere isolerende eigenschappen dan gewone lucht. In het begin misschien contra-intuïtief, maar door je geactiveerde elektronische mijnbouwinstallatie in een speciaal ontworpen vloeistof te dompelen, wordt een grotere warmteafvoer mogelijk van de altijd hete en hasjende computerchips.
De ASIC kan efficiënter hashen bij constante, optimale temperaturen en langer bitcoin blijven minen met behulp van speciaal ontworpen, warmteafvoerende vloeistoffen. Stel je voor dat je na het joggen moet afkoelen - het zou sneller en effectiever zijn om jezelf onder te dompelen in een koele plas water dan gewoon buiten te blijven staan voor de lucht om je geleidelijk af te koelen.
Hetzelfde denkproces kan worden toegepast op de ASIC-computerchips die moeten afkoelen. Vloeistof heeft een grotere warmteoverdrachtscapaciteit dan lucht, waardoor het een ideaal koelmedium is. Mijnwerkers houden zich voornamelijk bezig met het bereiken van een optimale stroomsnelheid van de lucht of diëlektrische vloeistof over de hashboards. Het koelmedium reist over de warmteafvoerende heatsinks op de individuele chips en draagt thermische energie over van het warmere oppervlak (de koelplaat van de chip) naar de koelere substantie (de lucht of vloeistof) - waardoor de noodzakelijke temperaturen behouden blijven voor een goede werking van de chip. Vloeistoffen zijn veel effectiever in het transporteren van warmte weg van de warmtebron versus lucht op de schaal van: 1,200-tijden of betere prestaties.
Zoals met elke elektronische in de loop van de tijd, bezwijkt de ASIC uiteindelijk voor zijn constante hashing-dwang en faalt, toepasselijk aangeduid als het "sterftecijfer" of "mislukkingspercentage" van de mijnbouwplatforms. Symptomen van hoge, langdurige bedrijfstemperaturen die leiden tot permanente chipschade zijn onder meer: thermische op hol geslagen via verhoogde lekstromen, hogere kwantiseringsfout snelheid als gevolg van afnemende signaal-ruisverhouding, onomkeerbaar oververhitting van transistoren en extra verlies van transistorcontrole. Het verminderen van het sterftecijfer van iemands installaties door optimalisaties voor verwarming en koeling zal op zijn beurt extra winst opleveren. Dit is waar immersiekoeling kan helpen het sterftecijfer te verlagen om te profiteren van de levensduur van mijnbouwinstallaties en besparingen terug te brengen naar het budget van de mijnwerker.
De naam van het mijnspel is het effectief schalen van operaties met mini
mal extra kosten, zodat de vaardigheid van het opschalen van een Bitcoin-mijnbouwoperatie een vorm van kunst is, uitgedrukt in moordende kosten.
De voordelen van dompelkoeling
Zoals vermeld, kan immersiekoeling het sterftecijfer van iemands mijnbouwinstallaties verminderen. Onderdompelingskoeling zorgt ook voor eenvoudiger overklokken van de ASIC, een praktijk waarbij de terahashes per seconde (TH/s) van de mijnbouwinstallatie worden verhoogd, maar op dezelfde manier het stroomverbruik en de warmteopwekking toenemen.
Zonder een middel om de extra warmtebelasting goed te verminderen, kan de ASIC onbetrouwbaar worden of volledig falen. Een vooraf geconfigureerde ASIC die is gespecificeerd voor 100 TH/s bij 3,000 watt kan bijvoorbeeld worden overklokt naar 140 TH/s, maar bij 5,000 watt, wat betekent dat uw totale hash-snelheid per ASIC is toegenomen, maar uw verbruikte energie per terahash per seconde is ook toegenomen. Fijnafstemming van het overklokmechanisme kan resulteren in een optimale efficiëntie van het hash-vermogen.
Door de hashing-kracht per ASIC te vergroten en tegelijkertijd extra stroomkosten op te offeren, kan geld worden bespaard door de totale voetafdruk van uw mijnbouwinstallatie te verkleinen. Zo kan 1 megawatt aan vermogen 333 luchtgekoelde mijnbouwplatforms leveren met de vooraf geconfigureerde 3,000 watt elk, terwijl, door onderdompeling gekoeld overklokken, die 1 megawatt aan vermogen kan dienen voor 200 of 250 mijnbouwinstallaties met elk 4,000 of 5 watt, kostenbesparingen genereren door minder mijnbouwinstallaties per megawatt te eisen. Bovendien vermindert het verminderen van het aantal mijnwerkers ook de vereisten voor de grootte van de faciliteit en vermindert het de personeelsbehoeften op locatie. Toenemende hashing-kracht zorgt voor meer mogelijkheden om meer bitcoin te verdienen en daarom door te gaan met het schalen van operaties.
Een ander voordeel van onderdompelingsgekoelde mijnbouw is de eliminatie van de opbouw van luchtdeeltjes op de mijnbouwchips, waardoor de prestaties van mijnbouwinstallaties na verloop van tijd afnemen als ze niet regelmatig worden schoongemaakt. Naarmate deeltjes zich ophopen op het oppervlak van de chip, is de chip in toenemende mate niet in staat om efficiënt warmte uit te stralen en in bedrijf te blijven. Deze luchtdeeltjes worden in luchtgekoelde systemen doorgaans tot op zekere hoogte uitgefilterd, maar niet volledig uitgefilterd. Luchtfilters kunnen deeltjes alleen elimineren tot een bepaalde grootte op basis van de filterclassificatie, en hogere filterclassificaties leiden tot grotere drukdalingen over de filters, waardoor de ASIC mogelijk de noodzakelijke luchtstroom voor een succesvolle werking krijgt zonder ook de inlaat- of uitlaatventilatormotoren te verhogen, en bijgevolg elektrische kosten voor de verhoogde motoren. Onderdompelingsgekoelde mijnbouw is een semi-gesloten proces dat ASIC's mooi, schoon en over het algemeen veiliger houdt, terwijl luchtgekoelde mijnbouw alles wat zich in de lucht bevindt opneemt en door de ASIC voert, zoals stofdeeltjes, pollen en smogresiduen.
Een bijkomend voordeel van het elimineren van de ophoping van deeltjes door middel van immersiekoeling kan het opzetten van een winkel in geografische omgevingen zijn met atmosferische lucht van lage kwaliteit die anders de computerchips sneller zou aantasten dan normaal in een luchtgekoelde opstelling. Plaatsen met extreme klimaten maar veelbelovende energiebronnen worden potentieel levensvatbaar gemaakt met de implementatie van onderdompelingsgekoelde mijnbouw waar luchtgekoelde mijnbouw onredelijk kan zijn vanwege slechte atmosferische omstandigheden. Immersiekoeling kan de grenzen van mijnbouw blijven verleggen naar afgelegen gebieden die voorheen ongunstig zouden zijn geweest voor luchtgekoelde systemen.
Een aspect dat soms over het hoofd wordt gezien in de mijnbouw is het pure geluid dat wordt gegenereerd door een enkele ASIC, meestal in het rijk van 70 tot 80 decibel (dB), of vergelijkbaar met het geluid van een stofzuiger ... 24 uur per dag, zeven dagen per week, allemaal hele jaar. Luchtgekoelde mijnbouwplatforms kunnen worden omsloten met geluiddempend materiaal om het geluid met ongeveer 10 tot 20 dB te verminderen, mits goed uitgevoerd. Onderdompelingskoeling elimineert echter praktisch het ondraaglijke bedrijfsgeluid van ASIC's tot een niet-detecteerbaar achtergrondgeluid. Dit kan een bijzonder handig voordeel zijn als thuis mijnbouw met huisgenoten of een significante andere persoon is en geluidsvoortplanting van belang is.
Bovendien is immersiekoeling een groenere benadering van Bitcoin-mijnbouw, omdat de warmte-afwijzing van de ASIC's volledig kan worden heroverd en opnieuw kan worden gebruikt voor het verwarmen van uw huishoudelijk water, zwembad en vloerverwarming als enkele voorbeelden. Een aantal bedrijven speelt al in op deze warmteafstoting door middel van complementaire primaire verwarmingssystemen, zoals: Verstandige mijnbouw, Hotmijn en Ming Energie (de auteur kan de kwaliteit of geldigheid van de genoemde bedrijven en producten niet verifiëren).
Hoewel het zeker niet nodig is om Bitcoin-mijnbouw te integreren met deze buitenschoolse systemen, kan de verspilde warmte van de mijnbouwinstallaties inderdaad worden gebruikt om de uitgaven aan verwarmingssystemen voor thuis te verminderen - en men kan net zo goed wat geld terug verdienen aan de energie die naar huis wordt besteed verwarming.
Hoewel niet expliciet besproken in het panel, impliceert de implementatie van immersiekoeling minder e-waste als gevolg van een lager uitvalpercentage van mijnbouwinstallaties. Op basis van een algemeen ongegronde bezorgdheid, is het minimaliseren van e-waste direct gecorreleerd met meer besparingen voor de mijnwerker. Zoals eerder vermeld, is het verlagen van kosten en het negeren van onnodige uitgaven cruciaal bij het opschalen van operaties en het vergroten van de winst. Bezorgdheid dat de stortplaatsen van de aarde zullen overstromen met e-waste van mijnbouwinstallaties zou een directe schending zijn van de doelen die diezelfde mijnwerkers proberen te bereiken: elke laatste satoshi die wordt besteed aan het behouden van de uptime van de operatie, knijpen en uitrekken.
Om samen te vatten, onderdompelingskoeling elimineert de opbouw van corrosieve luchtdeeltjes en kan, indien correct overklokt, zelfs de levensduur van de mijnbouwinstallatie verlengen en extra terahashes per seconde wegpompen - effectief geld besparen op de hoeveelheid installaties die nodig zijn om een gelijkwaardige hash-snelheid te bereiken van luchtgekoelde mijnbouwplatforms. Desgewenst kan het warmteafval ook worden hergebruikt om extra besparingen terug te geven aan de portemonnee van de mijnwerker in de vorm van lagere energierekeningen.
Natuurlijk zijn er ook "nadelen" aan het werken met immersiekoeling die grondig moeten worden overwogen voordat u beslist welk koelsysteem het beste is voor uw opstelling.
Nadelen van dompelkoeling
Hoewel niet grondig besproken door de panelleden, misschien zelfs verdoezeld, zijn er nadelen aan onderdompelingskoeling die nieuwe mijnwerkers die in de industrie willen stappen, kunnen intimideren of gewoon frustreren.
Historisch gezien waren de kosten voor het opzetten van mijnbouwinstallaties economisch onbetaalbaar, maar ze zijn lucratiever geworden dan vijf of zes jaar geleden het geval was. Toch vormt het vereiste kapitaal vooraf een uitdaging voor diegenen die hun tenen willen onderdompelen in onderdompelingsgekoelde mijnbouw. Het andere perspectief hiervan is echter dat componenten zoals de diëlektrische vloeistof misschien duur zijn, maar kunnen worden gezien als een vorm van "verzekering" om ervoor te zorgen dat de mijnbouwinstallatie werkt volgens de maximale potentiële levensduurverwachting.
Het aanpassen van hardware voor immersiekoeling vereist inzicht in zowel de vloeistof die wordt gebruikt als de mijnbouwinstallaties die worden gebruikt, aangezien sommige vloeistoffen bij sommige installaties beter werken dan andere vloeistoffen, en vice versa. In de praktijk zal het ontwerp afhangen van de toepassing. Het is ook verstandig om ervoor te zorgen dat niet alleen de vloeistof compatibel is met de voorgestelde hardware, maar ook dat de firmware waarop die hardware wordt uitgevoerd, geschikt is. Zonder eerst de compatibiliteit van de vloeistof, firmware en hardware te onderzoeken, werkt de ASIC mogelijk niet meer als deze eenmaal is ondergedompeld. Hoewel dit technisch gezien geen nadeel is, kan deze onderzoeks- en ontwikkelingsstap mijnwerkers afschrikken die gewoon de mijnbouwinstallatie willen aansluiten en ermee ophouden.
Het dimensioneren, selecteren en ontwerpen van de onderdelen van het dompelgekoelde systeem, zoals de leidingen, tanks en pompen, vereist extra onderzoek en insteltijd. Het koelmedium moet worden gerecirculeerd tussen de tank en de warmtewisselaar bij
een precieze snelheid, anders kan de mijnbouwinstallatie oververhit raken. Als de vloeistofstroom te langzaam is, wordt de warmte niet voldoende verwijderd uit de koellichamen van de chip en als de vloeistofstroom te snel is, zal de warmte-uitwisseling tussen de chips en de vloeistof niet goed plaatsvinden en raakt de ASIC oververhit. Om nog maar te zwijgen over het feit dat als de tank, de pomp en het onderling verbonden leidingsysteem niet luchtdicht zijn afgesloten, er dure diëlektrische vloeistof zal lekken en mogelijk de efficiëntiewinsten teniet worden gedaan.
Luchtgekoelde opstellingen hebben op dezelfde manier technische voorzorg nodig bij het dimensioneren, selecteren en ontwerpen van ventilatiesystemen en eventuele geluidsreducerende behuizingen, maar immersiekoeling is relatief complexer in de uitvoering voor de beginnende Bitcoin-mijnwerker.
Op een gegeven moment zal het nodig zijn om de ASIC te repareren, te onderhouden of eenvoudigweg te verplaatsen. Vanwege de olieachtige eigenschappen van de niet-geleidende vloeistof die wordt gebruikt in toepassingen voor onderdompeling, zou het nodig zijn de stof vóór onderhoud van de apparatuur te verwijderen - een nogal rommelige stap in het algemeen die wordt vermeden met luchtgekoelde mijnbouwplatforms. Dit lijkt misschien meer op een "kies je gif"-scenario tussen het verwijderen van vervelende olie in onderdompelingskoelingopstellingen of het verwijderen van corrosieve, fijne deeltjes in luchtkoelingsopstellingen.
Sluiting Gedachten
Samengevat, luchtgekoelde mijnbouwinstallaties zijn snel en gemakkelijk te starten, maar ze komen met compromissen die moeten worden beoordeeld door iedereen die serieus in de mijnbouw wil stappen. De panelleden moedigden iedereen die de installatie-aanbevelingen van de mijnbouwinstallatie kan ondersteunen sterk aan om thuismijnbouw eens te proberen. Als je niet minen omwille van schaalvergroting, probeer dan te minen voor een diepere, praktische kennis van het Bitcoin-netwerk achter de schermen terwijl je niet-KYC bitcoin tegen een premie.
Luchtgekoelde Bitcoin-mining is misschien niet voldoende voor de steeds evoluerende, energieverslindende computers, veronderstelden sommige panelleden. Het steeds geavanceerdere chipontwerp kan uiteindelijk onderdompelingskoeling vereisen als lucht de warmtebelasting van de installatie niet aankan. Aangezien enkele Bitcoin-mijnbouwplatforms en hele mijnbouwactiviteiten de grenzen van de hash-efficiëntie blijven verleggen, kan immersiekoeling de meest zinvolle methode worden voor mijnwerkers om hun totale hash-snelheden te verhogen en de totale kosten te verlagen. Bovendien, naarmate de hardwarekosten stijgen, wordt de waardepropositie van immersiekoeling aantrekkelijker door de levensduur van mijnbouwinstallaties te maximaliseren, wat in wezen voor altijd waar zou blijven.
Als u zich bezighoudt met Bitcoin-mijnbouw en vervolgens deelneemt aan relevante evenementen, chatgroepen en lokaal ontmoetingen zijn essentiële hulpmiddelen bij het leren van tips en trucs van de branche. Rome is niet op een dag gebouwd en vrijwel alle grootschalige Bitcoin-mijnwerkers van vandaag zijn ook ooit vanaf nul begonnen. Socialiseren en netwerken met collega-mijnwerkers kunnen ook potentiële zakenpartners vormen, zoals de landeigenaar met goedkope elektriciteit maar zonder kapitaal, of de ervaren mijnwerker met installaties in de aanslag die goedkope elektriciteit en fysieke infrastructuur nodig heeft, of de durfkapitalist met de financiële knowhow, maar een gebrek aan technische oriëntatie. Deze meetups gaan over het vinden van de yin naar je yang, het ontbrekende stuk van je Bitcoin-mijnpuzzel.
Een laatste opmerking voor nieuwe mijnwerkers die onzeker zijn over Bitcoin-mijnbouw als een levensvatbaar beroep: Chad Everett Harris, CEO van Whinstone, had positief advies voor mijnwerkers die geïntrigeerd waren in het starten van hun eigen mijnbouw, toen hij onze reisgroep verwelkomde in de mijnbouwfaciliteit van Whinstone in Rockdale. Iedereen kan het.
Whinstone ontstond pas vier jaar geleden uit een discussie in Chipotle over een paar burrito's, volgens Harris, waar hij en drie anderen (Jason Les, Ashton Harris en David Schatz) hun volledige aandacht richtten op Bitcoin-mining, ondanks dat geen van hen eerdere ervaring had met grootschalige mijnbouwactiviteiten. Het was een reis en een leerproces - Harris schrijft hun succes toe aan het verweven van hun uitgebreide activiteiten met de lokale gemeenschap, het omarmen van de bevolking en het betrokken raken bij het verbeteren van de levensstandaard van zowel hun werknemers als de gemeenschap van Rockdale.
Extra informatie
De blokbeloning is momenteel 6.25 bitcoin en wordt elke 50 blokken met 210,000% verlaagd. Elk blok wordt gemiddeld elke 10 minuten aan het grootboek toegevoegd, wat overeenkomt met ongeveer vier jaar voordat de blokbeloning wordt verlaagd. Dit is de beruchte 21,000,000 bitcoin gecontroleerde voorraadlimiet die het totale aantal bitcoins dat ooit circuleert, beperkt. Geschat wordt dat tegen het jaar 2140 alle bitcoin zal zijn gedolven en de blokbeloning alleen zal bestaan uit transactiekosten die in theorie voldoende zullen zijn om de mijnwerkers te betalen voor hun werk bij het beveiligen van het netwerk.
Dit is een gastpost van Okada. De geuite meningen zijn geheel van henzelf en komen niet noodzakelijk overeen met die van BTC, Inc. of Bitcoin Magazine.
