FPGA Mining:  perché le soluzioni di raffreddamento sono importanti
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FPGA Mining:  perché le soluzioni di raffreddamento sono importanti

By Stefano Reboldi - 5 Mag 2019

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Nel 2018 le aziende di mining hanno iniziato ad osservare che le schede FPGA sono di nuovo in gioco per quanto riguarda il mining.

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Inizialmente le uniche soluzioni disponibili sul mercato erano state la Xilinx VCU 1525 (prodotta su bassa scala), seguiti dalla BCU 1525, prodotta invece su media scala.

Oltre a questi due tipi di FPGA, molti altri produttori come HUAWEI, INTEL e persino XILINX hanno annunciato il rilascio di una linea dedicata.

In generale, le schede FPGA non sono state progettate esplicitamente per il settore del mining, ma se programmate correttamente, possono raggiungere una potenza di calcolo molto elevata su molti algoritmi. Di solito, l’uso intensivo e prolungato della scheda produce un calore che deve essere dissipato in modo efficiente per garantire buone prestazioni e una maggiore durata dell’hardware stesso (durata e prestazioni nel tempo).

Xilinx VCU 1525
Xilinx BCU 1525
Xilinx Alveo U200

Proprio per questo motivo, ci sono tre diverse soluzioni di dissipazione che potrebbero essere applicabili già da oggi:

  1. Soluzione di raffreddamento ad aria;
  2. Soluzione di raffreddamento Water Block;
  3. Soluzioni di raffreddamento ad immersione.

Soluzione di raffreddamento ad aria

Al fine di massimizzare e ottimizzare le prestazioni delle schede, molti miner propongono diverse soluzioni che aiutano con il raffreddamento ad aria. Alcuni noti tester della comunità internazionale hanno sviluppato e testato diversi meccanismi per migliorare le prestazioni. Qui è possibile trovare alcuni dei test.

Dissipatore di calore di serie, ventilatore assiale
Dissipatore di calore e piastra posteriore modificati, dispositivo 3d flow embedding, ventilatore

 


Queste sono ottime soluzioni, ma le modifiche da apportare alla scheda e le prestazioni che si possono ottenere non sono molto buone. Inoltre, è necessario spendere circa 250-300$ per tutti i componenti (dissipatore, piastra posteriore, parte stampata in 3d, ventola).

La temperatura del nucleo e dei regolatori rimane più alta ed è molto pericolosa per la scheda. Potrebbe essere una soluzione ottimale per il miner che possiede uno o due FPGA visto che non è scalabile.

Soluzione di raffreddamento Water Block

Un altro sistema molto apprezzato dai minatori è il cosiddetto Water Block (WB).

Con il WB è possibile mantenere la temperatura del chip molto bassa (circa 40°C), ma i regolatori di potenza funzionano ad una temperatura limitata (da 80 a 90°C).

DimasTech Waterblock su BCU 1525
DimasTech WaterBlock

Rispetto al raffreddamento ad aria, il WB è chiaramente una soluzione migliore, tenuto conto delle eccellenti prestazioni che si possono ottenere con la scheda. Un altro punto positivo è che il metodo WB è anche più sicuro. Tuttavia, il WB presenta due limitazioni:

  1. Per ogni scheda deve essere costruito un modello WB appositamente progettato (tempo tecnico per il suo sviluppo);
  2. Difficoltà nell’assemblaggio dei componenti hardware, quindi c’è un potenziale rischio di perdite nel sistema;
  3. Costo elevato del sistema – per una scheda è di circa 300 dollari.

Soluzione di raffreddamento ad immersione

Per molte ragioni, la soluzione migliore della categoria sembra essere il sistema di raffreddamento ad immersione. Con il raffreddamento ad immersione, la stabilità della temperatura può essere garantita su tutte le parti della scheda (nucleo, regolatore, pcb).

 

Soluzione di raffreddamento ad immersione all-in-one

I principali aspetti positivi sono:

  1. Facile installazione;
  2. Vantaggi garantiti (la temperatura interna e i regolatori sono sicuri anche con OverClock alto;
  3. Durabilità (maggiore durata dell’hardware);
  4. Il sistema è adatto a diversi tipi di schede;
  5. Il sistema di raffreddamento ad immersione per 8 schede costa circa 4000 dollari.

Considerazioni finali

Per poter utilizzare le schede raffreddate ad aria, le persone sono solitamente costrette a farle funzionare diminuendo il voltaggio e la frequenza del circuito centrale per mantenere temperature accettabili.Poiché il raffreddamento ad immersione riduce il consumo energetico del 20-30%, i ricavi giornalieri del mining sono ovviamente più elevati.

Con l’utilizzo del WB è possibile ottenere risultati migliori, ma non si possono ignorare le due complicazioni (1. WB per ogni tipo di scheda e 2. rischio di perdite).

Sulla base di tutti gli esperimenti e controlli di qualità, forse la migliore soluzione di raffreddamento è la soluzione ad immersione per i seguenti motivi:

  1. Compatta e scalabile;
  2. 100% di affidabilità e sicurezza;
  3. Possibilità di riutilizzarla per altre carte o ASIC;
  4. Temperatura ottimale dei chip e dei regolatori;
  5. Controllo totale del sistema a distanza.
Stefano Reboldi
Stefano Reboldi

Chief Mining Operations della Mining farm bulgara 0301

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