Mineradores de Criptomoeda recorrem a sistemas de resfriamento exóticos à medida que a competição esquenta

Em meio ao calor equatorial úmido de Cingapura, um grupo de pesquisadores e professores do principal instituto de educação técnica da ilha estão trabalhando em uma solução de resfriamento não convencional – para mineradores de Litecoin .

O instituto, mais conhecida por cursos profissionalizantes rígidos, fez parceria com a startup Litecoin CloudMining.sgpara desenvolver um sistema de resfriamento por imersão em líquido para os mineradores da empresa, em conjunto com a gigante da ciência dos materiais3M.

Neal Blackburn, que gerencia o desenvolvimento de negócios da startup, disse:

"[Outras universidades] que abordamos T estavam confortáveis ​​o suficiente para assumir isso como um projeto. Com o Institute of Technical Education, eles querem pesquisa comercializada, nós assinamos a papelada em 48 horas."

Não é de se espantar que o instituto tenha aderido ao projeto. Seu objetivo é construir um módulo do tamanho de um "refrigerador de praia" contendo um fluido de resfriamento exótico da 3M que dissipa calor rapidamente. Placas de circuito para mineração de Litecoin são submersas diretamente no líquido, resultando em economia de custos de energia de 96%, disse Blackburn.

O resfriamento exótico oferece uma vantagem

Os mineradores no mundo das Criptomoeda estão presos em um jogo de soma zero para descobrir novos blocos. À medida que a competição se intensifica, os mineradores devem encontrar uma vantagem cada vez mais elusiva para vencer seus rivais. Para fazer isso, eles agora estão se voltando para sistemas de resfriamento caros e especializados que antes eram domínio exclusivo de laboratórios de pesquisa de ponta e instalações militares.

Segundo Michael Bedford Taylor, diretor doCentro de Silício Escurona Universidade da Califórnia, em San Diego, o resfriamento por imersão em líquido é atualmente "extremamente RARE" em data centers de uso geral, mas pode se tornar uma visão comum em instalações de mineração de Bitcoin .

"T consigo citar nenhuma máquina atual que faça resfriamento por imersão [...] Acho que é uma grande possibilidade [para a indústria de mineração de Bitcoin ]", disse ele.

Empresas que fornecem Tecnologia e serviços de resfriamento por imersão em líquido relataram um aumento nas consultas de mineradores de Bitcoin .

A 3M, por exemplo, produz um líquido chamado Novec que é usado para resfriar placas de circuito diretamente. Isso significa que as placas são submersas no líquido, normalmente em um sistema de "banho aberto", onde ficam descobertas, para fácil acesso.

Michael Garceau, que vende Novec para data centers em nome da 3M, disse ao CoinDesk:

"As consultas cresceram exponencialmente, e as vendas também. Estamos vendo uma transição [da mineração de Bitcoin ] para uma escala industrial agora."

A ASICMiner em Hong Kong usa umfamosamente documentado Sistema Novec, enquanto CoinTerra disseque também está considerando um sistema baseado em imersão.

Diferentes sistemas de imersão

O líquido 3M funciona mudando de líquido para vapor em um ponto de ebulição muito baixo, tipicamente 49 graus Celsius. Conforme os componentes eletrônicos submersos geram calor, o líquido esquenta e evapora. O vapor sobe para um condensador, esfria e então retorna ao tanque como líquido.

O principal concorrente dos sistemas baseados em Novec é o resfriamento líquido usando óleo mineral.

Revolução Verde Resfriamento

(GRC), uma empresa sediada em Austin, Texas, configura sistemas baseados em óleo e conta com a Força Aérea dos Estados Unidos, o Departamento de Defesa e o Instituto de Tecnologia de Tóquio entre seus clientes. Ela chama sua Tecnologia de resfriamento por imersão de 'sistema CarnotJet' (veja a imagem no topo).

Embora semelhante em princípio, o resfriamento por imersão em óleo é um pouco mais complexo do que os sistemas preenchidos com Novec.

As placas de circuito são submersas em um refrigerante à base de óleo, como no Novec, mas o óleo precisa ser circulado com uma bomba para remover o calor. O óleo viaja para um trocador de calor, onde o calor é transferido para tubos cheios de água que, por fim, se conectam a uma torre de resfriamento, localizada em algum lugar fora do edifício. A torre de resfriamento então dissipa o calor para o ar.

Lei de Moore e mineiros

Bedford Taylor diz que os chips usados ​​na mineração de Bitcoin estão tão avançados que são atingindo os limites da fabricação de semicondutores, conforme estabelecido pelo famoso ditado, a Lei de Moore.

A Lei de Moore afirma que o número de transistores em um circuito integrado dobrará a cada dois anos. As contagens de transistores em um chip são determinadas pelo chipprocesso de fabricação. Como Tecnologia de processo melhora, ele reduz o tamanho dos elementos em um chip, permitindo que mais transistores sejam organizados em um chip.

O tamanho dos transistores em um chip é medido em nanômetros. De acordo com Bedford Taylor, da UCSD, os chips usados em mineradores agora estão usando os menores transistores que podem ser fabricados.

Ele disse:

"Os chips de mineração de Bitcoin estão agora nos nós de Tecnologia mais avançados da Lei de Moore: 20 nm e 20 nm. Os primeiros chips estavam em 130 nm, um processo relativamente antigo."

Chips personalizados e silício escuro

Em um artigo estudando o progresso dos chips usados ​​na mineração de Bitcoin , Bedford Taylor conclui que o avanço tecnológico na área tem sido "incrivelmente rápido" diante da dificuldade crescente. Ele descreve quatro gerações de chips de mineração de Bitcoin , começando com CPUs regulares e terminando com os ASICs (circuitos integrados específicos de aplicação) que os mineradores usam atualmente.

A geração atual de chips de mineração representa os primeiros exemplos de uma nova era de "silício sob medida"–chips personalizados produzidos em lotes relativamente pequenos para uma finalidade específica–Bedford Taylor argumenta em umArtigo de 2013.

"A última rodada de hardware – ASICs dedicados – foi financiada, desenvolvida e implantada por usuários de Bitcoin , o que talvez seja um evento sem precedentes na história recente. Uma questão é se esse modelo pode ser escalado para outras áreas de aplicação e inaugurar uma nova era de silício sob medida", ele escreveu.

Bedford Taylor foi um dos autores de um papelque descreveu um fenômeno conhecido como "silício escuro".

O problema do silício escuro diz que, à medida que a contagem de transistores nos chips aumenta, a porção do chip que é realmente utilizada, dadas as restrições de energia do chip, cai exponencialmente. Como resultado, uma porção do chip permanece sem energia–o silício escuro–e não é utilizado.

O pesquisador disse que alguns mineradores de Bitcoin estão avançando tão rapidamente que o silício escuro já é um problema e o desempenho foi reduzido como resultado.

Quando o resfriamento por imersão faz sentido

Então, se a imersão líquida é tão eficaz no resfriamento desses chips que estão sendo levados aos limites da Tecnologia atual, por que T todos os mineradores a estão usando? Acontece que os sistemas de resfriamento por imersão só fazem sentido quando os mineradores enfrentam certas restrições.

Como observa Brandon Moore, da GRC, três fatores impulsionam a adoção de sistemas de resfriamento por imersão: eletricidade cara, imóveis caros e a ausência de um sistema de resfriamento antigo.

"Se eles têm energia cara, espaço limitado e ainda T têm uma infraestrutura de resfriamento pronta, então eu posso entrar. Conectar uma torre de resfriamento e pronto", disse ele.

Garceau, da 3M, concorda com a avaliação de Moore, embora observe que os mineradores de Bitcoin com quem ele conversou estão cada vez mais interessados ​​em otimizar suas instalações, mesmo sem restrições físicas ou monetárias.

Ele disse:

"Se você tem restrições imobiliárias, se você tem alto custo de energia, então a economia melhora. Mas os mineradores de Bitcoin estão procurando a melhor economia que eles podem obter em todos os aspectos."

Custos e benefícios

O resfriamento por imersão pode reduzir os custos de operação. Allied Control–uma empresa sediada em Hong Kong que montou a tão comentada instalação de mineração da ASICMiner naquela cidade,–reivindicaçõesque seu sistema de resfriamento baseado em Novec economizou ao minerador mais de 90% de seu consumo de eletricidade. Enquanto isso, a Green Revolution Cooling,reivindicaçõespara reduzir os custos operacionais pela metade com seu sistema de resfriamento à base de óleo.

Mesmo com a economia potencial, o resfriamento por imersão continua caro. Para um data center convencional, a 3M estima que o custo de uso de seu produto Novec pode aumentar para 25% do custo do hardware que ele está resfriando. A empresa alega que os mineradores de Bitcoin , no entanto, operam servidores de alta densidade que os custos de fluidos de 2%–5% do hardware é possível.

A empresa de pesquisa IHS descobriu que fluidos de resfriamento especiais são cerca de cinco vezes mais caros do que um sistema tradicional de água gelada.

O futuro é conteinerizado?

À medida que o resfriamento por imersão ganha força, as fazendas de mineração podem assumir formas ainda mais extravagantes. Tanto a GRC quanto a Allied Control estão oferecendo soluções "contêineres" para mineradores que podem querer tirar vantagem de, digamos, uma localização privilegiada NEAR de uma represa hidrelétrica.

A Green Revolution Cooling pode construir seu sistema CarnoJet dentro de um contêiner de transporte de 40 pés, que promete ser 'plug and play'. A Allied Control, por sua vez, apregoa seuTanque de dadosmódulos, que oferecem câmeras de segurança remotas de alta definição como opção.

Moore, do GRC, disse:

"Nem todo mundo pode minerar no Ártico, então se você T tem esse luxo, uma solução como a nossa faz sentido. Você pode ser eficiente em qualquer lugar do mundo, esteja você na Amazônia ou no Canadá."

O resfriamento a ar continua dominante

Empresas de mineração de Bitcoin podem estar comprando fluidos de resfriamento por litro agora, mas eles continuam sendo uma raridade para a grande maioria dos data centers. Quase todos os data centers existentes dependem de sistemas de resfriamento a ar, pois eles continuam sendo mais baratos de operar, menos complexos de gerenciar e mais amplamente disponíveis.

De acordo comempresa de pesquisa IHS, o resfriamento líquido responde por menos de 1% do mercado de resfriamento de data center. No entanto, a empresa também descobriu que a demanda por sistemas de resfriamento líquido está crescendo, impulsionada pelo aumento dos custos de energia e pelo surgimento de data centers de alto desempenho. Para empresas como 3M e GRC, essa é uma tendência a KEEP .

Como diz Moore do GRC:

"Os mineradores de Bitcoin são quase como crianças com uma lupa sobre um ANT : eles estão queimando hardware e levando-o ao limite o mais rápido que podem. Quando você está resfriando seu equipamento em prateleiras com ventiladores de caixa, há apenas um limite para o que você pode fazer."