Làm mát không khí vs ASIC làm mát hydro — Cách phần cứng mining hiện đại giữ mát

Vì sao làm mát quyết định hiệu suất ASIC

Thông số nổi bật của một ASIC — con số in trên spec sheet "15 J/TH" hay "12 J/TH" — không phải là đặc tính riêng của con chip. Đó là hiệu suất chip đạt được khi được giữ ở nhiệt độ thiết kế. Đẩy die vượt quá khoảng 75–85°C, firmware sẽ bắt đầu giảm xung nhịp để bảo vệ silicon, khiến hashrate tụt trong khi công suất tiêu thụ gần như không đổi. Hiệu suất thực tế tệ đi dù nhãn trên thùng không hề thay đổi.

Hiệu năng bền vững đòi hỏi khả năng thoát nhiệt bền vững. Mỗi joule điện năng đầu vào biến thành xấp xỉ một joule nhiệt, nên một máy đào 3,500 W cũng đồng thời là một lò sưởi 3,500 W. Nhiệt đó phải thoát khỏi thùng đủ nhanh để giữ chip trong vùng vận hành — không chỉ vào buổi sáng mát, mà cả một buổi chiều hè 40°C sau nhiều tuần chạy liên tục.

Làm mát cũng đặt trần cho mật độ chip. Nhồi thêm hashboard vào cùng một chassis, hay ép thêm chip lên mỗi board, chỉ khả thi nếu bạn có thể rút thêm lượng nhiệt đó ra. Đó là lý do những máy có hashrate cao nhất, J/TH thấp nhất trên thị trường gần như luôn là loại làm mát bằng chất lỏng: ngân sách nhiệt mới là thứ mở khóa mật độ, không phải một quy trình silicon khác.

Làm mát bằng không khí hoạt động thế nào

Làm mát bằng không khí là mô hình quen thuộc. Mỗi hashboard nằm giữa các heatsink nhôm gắn vào chip ASIC bằng keo hoặc pad tản nhiệt. Một đầu chassis là dãy quạt axial áp suất tĩnh cao hút không khí mát qua stack board; đầu kia là dãy quạt tương đương đẩy không khí nóng ra ngoài. Một máy lớp S21 làm mát bằng không khí điển hình đẩy liên tục từ 1,500 đến 3,000 CFM không khí.

Nhiệt rời khỏi máy dưới dạng khí xả nóng, thường ở 40–50°C tùy nhiệt độ đầu vào và tải. Ở quy mô cơ sở, các dãy máy này đẩy vào hot aisle được thông gió hoặc hút cơ học ra ngoài. Những bức tường quạt bên ngoài mà bạn thấy ở mọi nhà kho mining lớn — bao gồm cả cơ sở của chúng tôi tại Kazakhstan — tồn tại để đẩy không khí nóng ra đủ nhanh, giữ nhiệt độ đầu vào thấp.

Làm mát bằng không khí là kỹ thuật trung thực: vật lý rõ ràng, kiểu hỏng hóc dễ thấy, và một kỹ thuật viên với chiếc tua vít có thể sửa gần như mọi thứ tại hiện trường. Đánh đổi là không khí là chất làm mát tầm thường. Nhiệt dung riêng theo thể tích của nó thấp hơn nước khoảng 4,000 lần, nên để hấp thụ cùng lượng nhiệt bạn cần lưu lượng khối lượng lớn hơn nhiều, đồng nghĩa quạt ồn hơn, áp suất tĩnh cao hơn, và cuối cùng là một bức tường mật độ mà bạn không thể vượt qua nếu không làm chảy thứ gì đó.

Làm mát bằng chất lỏng hoạt động thế nào

ASIC làm mát bằng chất lỏng thay stack heatsink-và-quạt bằng các cold plate bắt trực tiếp lên hashboard. Một vòng kín coolant nước-glycol — thường khoảng 30–50% glycol để chống đóng băng và chống ăn mòn — được bơm qua các tấm plate này, hấp thụ nhiệt từ chip, và mang ra khỏi máy qua các đường quick-connect cách nhiệt. Coolant nóng sau đó chạy tới radiator bên ngoài, dry cooler, hoặc chiller plant — nơi nhiệt được thải ra không khí, rồi chất lỏng đã nguội quay lại các máy đào. Bản thân máy chạy gần như im lặng vì không có quạt nội bộ đẩy luồng khí CFM cao — chỉ có vòng coolant.

Làm mát hydro không giống làm mát immersion. Immersion nhúng toàn bộ cụm hashboard vào bể chất lỏng điện môi (dầu khoáng một pha hoặc fluorocarbon hai pha). Hydro giữ coolant bên trong các tấm plate và ống kín; linh kiện điện tử vẫn khô. Cả hai giải cùng một bài toán nhưng là hai sản phẩm khác nhau, với capex khác nhau, profile dịch vụ khác nhau, và kiểu hỏng hóc khác nhau.

Tiếng ồn không biến mất — nó chỉ chuyển chỗ. Bên trong một hall làm mát hydro, bạn có thể trò chuyện bình thường ngay cạnh một rack hút hàng chục kilowatt. Quạt và compressor vốn nằm bên trong mỗi máy đào nay được gom về cooling plant bên ngoài, nơi chúng có thể đặt xa khu vực có người và tối ưu như một hệ thống duy nhất thay vì hàng trăm hệ thống nhỏ.

Hiệu suất và mật độ — đặt cạnh nhau

So sánh sạch nhất là dùng các máy cùng thế hệ để giữ silicon là biến cố định. Máy S21 Pro làm mát bằng không khí và S21 XP Hyd làm mát hydro đều thuộc thế hệ ASIC SHA-256 hiện tại của Bitmain. Chênh lệch dưới đây gần như hoàn toàn đến từ cách thoát nhiệt.

Khoảng cách 20% hiệu suất không phải là marketing — đó chính là lượng BTC đào được với 20% điện năng ít hơn. Qua vòng đời một máy, con số đó cộng dồn thành đường break-even khác biệt rõ rệt khi hash price giảm. Con số mật độ còn ấn tượng hơn: một chassis hydro xuất ra hơn gấp đôi hashrate so với phiên bản làm mát bằng không khí cùng họ, thay đổi lượng không gian rack, cáp, và diện tích sàn bạn cần cho cùng quy mô cơ sở.

Vì sao NoxHash chạy song song cả hai mô hình

Chúng tôi không coi air vs hydro là tôn giáo. Đội máy của chúng tôi trộn Antminer S21 Pro, WhatsMiner M60S, và M66S ở phía không khí với Antminer S21 XP Hyd và S21 Hyd ở phía hydro. Các gói thuê tầm trung ánh xạ tới đội máy làm mát bằng không khí; gói Enterprise đặt trên rack hydro. Có ba lý do để chạy chúng song song thay vì chuẩn hóa về một.

Khí hậu Kazakhstan là món quà cho cả hai. Nhiệt độ môi trường mùa đông duy trì từ -15°C đến -30°C suốt nhiều tháng. Máy làm mát bằng không khí có khí đầu vào mát gần như miễn phí quanh năm — không khí ngoài trời đã thấp hơn nhiệt độ vận hành an toàn của chip rất nhiều, nên quạt nội bộ gần như không phải làm việc. Máy hydro cũng hưởng lợi: chiller plant có thể chạy ở chế độ tải thấp hơn nhiều, đôi khi bỏ qua hoàn toàn chu trình refrigeration và chỉ dùng dry cooler. Cả hai kiến trúc nhiệt đều rơi vào điểm ngọt ở cùng một vĩ độ.

Đa dạng hóa bảo vệ uptime. Một hall làm mát hydro có một single point of failure mà hall làm mát bằng quạt không có: chiller plant. Nếu một bơm hỏng hay đường coolant rò rỉ, một khối lớn máy có thể phải offline đến khi cô lập và sửa xong. Trong khi đó các rack làm mát bằng không khí vẫn chạy trên hạ tầng xả độc lập. Ngược lại cũng đúng — nếu một dãy quạt xả hỏng, khu đó của hot aisle nóng lên, nhưng các máy hydro trên vòng khác không bị ảnh hưởng. Hai mô hình nhiệt đồng nghĩa với hai miền hỏng hóc độc lập.

Timing nguồn cung và thế hệ. Bitmain và MicroBT không ra mắt biến thể không khí và hydro của một thế hệ mới cùng giá hay cùng nhịp. Đôi khi phiên bản làm mát bằng không khí ship trước phiên bản hydro sáu tháng, hoặc ngược lại. Chạy đội máy hỗn hợp nghĩa là chúng tôi có thể chọn biến thể nào hợp lý trước cho một đợt mở rộng công suất, thay vì chờ một SKU cụ thể có hàng.

Bạn có chạy được hydro tại nhà không? Gần như chắc chắn là không

ASIC làm mát bằng không khí đôi khi phù hợp với một setup tại nhà quyết tâm. Một gara hoặc nhà kho riêng với đường thông gió phù hợp, mạch 240 V, và bịt tai cho người vận hành là đủ để chạy một hoặc hai máy lớp S21. Không dễ chịu, nhưng khả thi. Máy được ship với tất cả mọi thứ cần để hoạt động.

Hydro là một thể loại khác. Một máy hydro đứng một mình không làm gì cả — nó là nửa hệ thống. Bạn còn cần chiller hoặc dry cooler đủ kích cỡ cho tải nhiệt của máy (mỗi máy 5–6 kW), đường coolant cách nhiệt, manifold, coolant, cảm biến rò rỉ, và một chỗ đặt plant bên ngoài không phải là không gian sinh hoạt. Thiết bị làm mát bên ngoài bản thân cũng ồn, nên điểm bán "máy êm" bay hơi ngay khi bạn đặt plant trong khu dân cư. Đường ống cũng không thể retrofit: một S21 Pro làm mát bằng không khí không thể biến thành máy hydro bằng cách bắt thêm cold plate. Hashboard và chassis là sản phẩm khác nhau về vật lý.

Đây là lý do cấu trúc khiến cloud rental tồn tại. Hiệu suất hydro — lớp 12 J/TH — chỉ có thể đạt được về mặt kinh tế bên trong một cơ sở amortize chiller plant chung cho hàng trăm máy. Một người đào riêng lẻ không thể tiếp cận hiệu suất đó ở bất kỳ mức giá hợp lý nào. Thuê hashrate từ operator chạy cả hai mô hình là cách duy nhất để người tham gia quy mô nhỏ chạm tới J/TH lớp hydro.

Điều này có nghĩa gì với bạn với vai trò người thuê

Câu hỏi thường gặp

Đọc thêm: trang sản phẩm Bitmain công bố spec sheet đầy đủ cho biến thể air và hydro của mỗi thế hệ S21, và Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index công bố ước tính hiệu suất toàn mạng phản ánh cách lựa chọn làm mát của đội máy định hình tổng lượng điện tiêu thụ.