O movimento em direção à energia limpa na mineração de Bitcoin: dissipação de calor refrigerada a ar para dissipação de calor refrigerada a água

Autor: DeMan

A outrora próspera indústria de mineração também teve problemas com a desaceleração do mercado de criptomoedas.

O "halving" está se aproximando, a expansão do poder de computação está estagnada, o preço do poder de computação está mostrando uma tendência geral de queda e toda a indústria está cheia de pessimismo e incerteza.

No entanto, no meio deste atoleiro aparentemente sem esperança, uma nova tecnologia de máquina de mineração surgiu silenciosamente, o que traz esperança e motivação. Esta tecnologia é refrigerada a água.

Em contraste, a tecnologia tradicional de refrigeração a ar tem sido incapaz de atender à crescente demanda por poder de computação. O overclocking pode melhorar a eficiência, mas os sistemas refrigerados a ar podem atingir rapidamente um ponto de inflexão. A tecnologia de arrefecimento a água resolve perfeitamente este problema com o seu excelente desempenho de dissipação de calor.

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O preço unitário da taxa de hash do Bitcoin de 2022 até o momento

O uso de máquinas de mineração refrigeradas a água pode aumentar o poder de computação em mais de 10%, enquanto reduz o ruído em 60%. Isso não só significa um aumento significativo na eficiência da máquina única, mas também torna mais fácil para os locais de mineração cumprir os requisitos regulatórios ambientais. Além disso, espera-se também que a tecnologia de arrefecimento a água reduza o investimento na investigação e desenvolvimento de novas máquinas e atrase o risco de incerteza causado pelo aumento da concentração da indústria.

Em suma, a tecnologia refrigerada a água é um tiro no braço para a indústria de mineração de Bitcoin em dificuldades. Com a remodelação da indústria iminente, espera-se que os fabricantes de máquinas de mineração que dominam as vantagens da tecnologia de refrigeração a água assumam a liderança na nova era.

Olhando para trás no sistema tradicional de dissipação de calor refrigerado a ar, a tecnologia refrigerada a água é mais adequada para a indústria de mineração de criptomoedas

Em 2009, Satoshi Nakamoto propôs a ideia de moeda digital descentralizada no white paper do Bitcoin, que abriu a história do desenvolvimento da criptomoeda e da tecnologia blockchain. Ao longo de mais de dez anos de desenvolvimento, um enorme ecossistema industrial foi formado em torno do Bitcoin, e as máquinas de mineração, como uma das infraestruturas importantes, passaram por muitas inovações tecnológicas.

O Bitcoin alcança um consenso descentralizado por meio de um mecanismo de prova de trabalho, e os mineradores mantêm a segurança da rede e a manutenção do livro-razão fornecendo poder de computação. Com o tempo, o Bitcoin reduz gradualmente as recompensas de mineração dos mineradores. Isso significa que os mineradores precisam aumentar continuamente seu poder de computação para manter seus ganhos. Portanto, máquinas de mineração especiais com desempenho mais forte surgiram.

Nos primeiros dias, as plataformas de mineração usavam principalmente GPUs para cálculos de algoritmo SHA-256. Em 2013, máquinas de mineração usando chips ASIC entraram no mercado, muito mais eficientes do que GPUs, desencadeando o primeiro aumento no poder de computação. Desde então, o avanço da tecnologia de processo promoveu a atualização de máquinas de mineração multi-round, e as máquinas de mineração mainstream atuais usam chips ASIC feitos de processos de 5nm ou 7nm.

À medida que o índice COEF continua a subir, os sistemas tradicionais de refrigeração refrigerados a ar não conseguem mais atender à demanda. O overclock pode aumentar o poder de computação, mas também traz maior pressão na dissipação de calor. Além disso, com a sustentabilidade ambiental em mente, a nova geração de plataformas de mineração precisa alcançar dissipação de calor eficiente e baixo ruído. Neste contexto, a tecnologia de refrigeração a água tornou-se uma forma importante para a iteração do produto devido às suas vantagens significativas de dissipação de calor.

Em comparação com a tecnologia tradicional refrigerada a ar, a tecnologia refrigerada a água tornou-se gradualmente uma nova tendência iterativa de produtos de máquinas de mineração de criptomoedas com seu excelente desempenho de dissipação de calor e múltiplas vantagens. O princípio básico de funcionamento desta tecnologia é circular a água de resfriamento para a superfície do chip da máquina de mineração através de um tubo de água selada, absorver o calor gerado pelo chip e, em seguida, trocar calor através de um radiador externo ou torre de resfriamento e, finalmente, descarregar o calor para fora do sistema.

Por que o sistema de resfriamento a água é altamente antecipado, essas vantagens principais são insubstituíveis

Em comparação com os sistemas tradicionais refrigerados a ar, os sistemas de refrigeração refrigerados a água oferecem vantagens significativas, conforme descrito abaixo:

  1. Alta eficiência de dissipação de calor: a capacidade térmica específica da água é 4000 vezes a do ar, e a condutividade térmica é 25 vezes a do ar. Isso significa que a tecnologia de resfriamento de água pode reduzir a temperatura da superfície do chip de forma mais eficaz e ter um melhor desempenho de dissipação de calor na mesma taxa de fluxo.

  2. Reduza a distribuição irregular de temperatura: Em comparação com o sistema refrigerado a ar, a tecnologia de resfriamento a água pode cobrir uniformemente toda a superfície do chip, reduzindo efetivamente a diferença de temperatura, melhorando assim a estabilidade do sistema.

  3. Melhor espaço de overclocking: Com o mesmo consumo de energia, os mineradores refrigerados a água podem alcançar taxas de overclocking mais altas, o que pode aumentar o hashrate em mais de 10% e trazer melhorias significativas para o desempenho dos mineradores.

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Fotografia aérea de equipamentos de sistemas de arrefecimento de água

  1. Baixo ruído: O sistema de refrigeração a água só precisa de uma velocidade menor do ventilador para manter o efeito de dissipação de calor, de modo que o ruído é significativamente reduzido durante a operação, que é mais de 60% menor do que o do sistema de resfriamento a ar.

  2. Alta confiabilidade: O sistema de resfriamento a água não contém peças propensas ao desgaste, como pás do ventilador, por isso tem uma vida útil mais longa e menores custos de operação e manutenção.

  3. Boa adaptabilidade: A tecnologia de refrigeração a água adota um design modular, que pode ser combinado e implantado de acordo com as necessidades de diferentes ambientes, para que seja mais fácil alcançar um layout global. Especialmente em áreas de alta temperatura e alta umidade, a tecnologia de resfriamento de água mostra suas vantagens e fornece uma solução confiável para a operação de máquinas de mineração.

No Oriente Médio, Texas e outras áreas com locais de mineração densos, as vantagens da tecnologia de resfriamento de água estão se tornando cada vez mais significativas. A região do Oriente Médio enfrenta altas temperaturas e altas condições de umidade, o que representa desafios para a operação de plataformas de mineração. No entanto, a tecnologia de refrigeração a água resolve esses problemas.

O CEO da Exahertz, uma empresa com sede em Omã, disse: "O excelente desempenho de dissipação de calor da tecnologia de resfriamento de água nos fornece ampla proteção para a mineração em áreas desérticas, o que era quase impossível no passado. Os mineiros refrigerados a água estão funcionando muito bem em Omã, não experimentamos nenhum tempo de inatividade e mantivemos quase 100% de tempo de atividade. Este exemplo ilustra vividamente a excelência da tecnologia de refrigeração a água em ambientes extremos.

O resfriamento de água e a dissipação de calor têm excelente desempenho em termos de relação de eficiência energética, o que é bom para a renda de mineração de Bitcoin

No contexto da emissão contínua de bitcoin, mas da redução gradual pela metade das recompensas em bloco, o índice de eficiência energética tornou-se um indicador-chave para medir a competitividade dos produtos de máquinas de mineração. A taxa de eficiência energética é a quantidade de eletricidade necessária para que a máquina de mineração produza 1T de poder de computação, e quanto menor o valor, melhor o desempenho da máquina de mineração.

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O índice de eficiência energética da mineração de criptomoedas continua a diminuir

Com os preços globais da energia a aumentarem constantemente, o custo da eletricidade está a representar uma proporção crescente dos custos operacionais das minas. Por outro lado, a dificuldade da mineração continua a aumentar, tornando urgente aumentar o poder de computação de uma única máquina. Neste contexto, a importância do rácio de eficiência energética está a tornar-se cada vez mais proeminente.

Para os mineiros, escolher uma máquina de mineração com uma alta relação de eficiência energética pode não apenas obter maior potência de computação com a mesma potência, mas também ajudar a reduzir o consumo de energia e reduzir a pressão sobre os custos operacionais. Além disso, o projeto de eficiência energética torna mais fácil para as plataformas de mineração atender aos requisitos regulatórios ambientais.

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A Bitmain revelou seu mais recente minerador refrigerado a água ANMINER, o S21 Hyd, durante o World Digital Mining Summit 2023 (WDMS 2023).

Para os fabricantes de máquinas de mineração, melhorar a taxa de eficiência energética no desenvolvimento e design de produtos é a única maneira de manter a competitividade do mercado. Dominar a tecnologia líder de refrigeração a água e desenvolver produtos com a mais alta relação de eficiência energética da indústria ajudará os fabricantes a obter uma vantagem de pioneiro no mercado.

Em suma, o rácio de eficiência energética tornou-se um indicador importante para avaliar a qualidade dos produtos das máquinas de mineração e determinar a competitividade do mercado. Os fabricantes de máquinas de mineração devem atribuir grande importância à inovação tecnológica de eficiência energética para melhorar a relação de eficiência energética de seus produtos e fazê-los se destacar na feroz concorrência do mercado.

Por trás do alto rendimento e alto desempenho está um custo de implantação mais alto: leia os principais componentes do minerador refrigerado a água

Apesar das vantagens dos sistemas de mineração refrigerados a líquido, eles não são adequados para todas as operações de mineração. Tal deve-se ao facto de as despesas de investimento inicial de capital serem demasiado elevadas e de os conhecimentos especializados necessários serem demasiado elevados em comparação com a operação refrigerada a ar.

A operação bem-sucedida de um mineiro refrigerado a água é inseparável de uma série de componentes-chave que desempenham um papel importante na resposta às demandas de diferentes ambientes de trabalho. Os principais componentes da máquina de mineração refrigerada a água incluem placas de resfriamento, tubos de água, bombas de água, radiadores e ventiladores, etc., e podem ser configurados como um sistema de circulação de água aberto ou fechado de acordo com os requisitos especiais do ambiente de trabalho.

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Peças de mineração refrigeradas a água

1. Placa de refrigeração:

A placa de resfriamento é um componente que está em contato direto com o chip, e tem uma grande área de canais de fluxo microfinos que garante que o refrigerante absorva o calor uniformemente. Materiais de cobre ou liga de cobre são geralmente usados para melhorar a condutividade térmica. Este componente crítico transfere efetivamente calor para o líquido de arrefecimento, garantindo assim o funcionamento estável da plataforma de mineração.

2. Cano de água:

O tubo de água é usado para conectar a placa de resfriamento ao radiador e completar a circulação do refrigerante. A fim de atender aos requisitos de resistência mecânica e resistência à corrosão, materiais de alta qualidade, como tubos de aço, plástico ou borracha são frequentemente usados. Estes tubos desempenham um papel fundamental na ligação dos componentes individuais e na garantia de um fluxo suave de líquido de arrefecimento.

3. Bomba de água:

A bomba de água é a fonte de energia do sistema de resfriamento de água, e é responsável por bombear o refrigerante do radiador e alimentá-lo para a placa de resfriamento. O desempenho da bomba de água precisa corresponder à demanda de fluxo da linha de água e fornecer cabeças de pressão suficientes para garantir que o refrigerante possa circular suavemente.

4. Radiador:

O radiador é um componente importante que possui uma grande área de radiador para a troca de calor entre o líquido de arrefecimento e o ar circundante, de modo que o calor gerado pelo sistema é efetivamente descarregado. Por meio de convecção de ar forçada, os ventiladores são frequentemente usados para melhorar a eficiência do radiador.

5. Torcedor:

O ventilador é um componente chave do sistema de refrigeração, fornecendo fluxo de ar forçado para o radiador e acelerando a dissipação de calor. Os ventiladores em sistemas refrigerados a líquido normalmente podem operar em velocidades mais baixas do que os sistemas tradicionais refrigerados a ar, reduzindo o consumo de energia e o ruído.

Dependendo do cenário de aplicação, você pode escolher entre circulação de água aberta ou fechada. O sistema aberto troca calor diretamente com o ar circundante a um baixo custo. Os sistemas fechados, por outro lado, envolvem o líquido de arrefecimento e o radiador no chassi e são adequados para locais de mineração ao ar livre em ambientes agressivos para proteger o sistema de interferência externa e corrosão. Juntos, esses componentes formam o núcleo da tecnologia de resfriamento de água e fornecem suporte confiável para o desempenho da máquina de mineração.

A aplicação da tecnologia de resfriamento de água tem amplas perspetivas, trazendo uma série de oportunidades para toda a indústria cripto

A tecnologia de resfriamento de água está atualmente mostrando amplas perspetivas de aplicação, cobrindo muitos aspetos, como melhorar o poder de computação de uma única máquina, reduzir o custo de iteração de P&D e adaptar-se a ambientes agressivos, trazendo um enorme potencial e oportunidades para a mineração de criptomoedas.

1. Melhore o poder de computação de uma única máquina:

A introdução da tecnologia refrigerada a água pode aumentar significativamente o espaço de overclocking das máquinas de mineração, de modo que o hashrate pode ser aumentado em mais de 10% em comparação com métodos refrigerados a ar com o mesmo consumo de energia. Esta vantagem irá efetivamente lidar com o aumento contínuo na dificuldade de poder de computação e fornecer mais espaço para melhoria no desempenho das máquinas de mineração.

2. Reduza os custos de iteração de I&D:

Atualmente, o custo de P&D de chips ASIC em processos avançados está aumentando, e a relação entre chips ASIC e melhoria de desempenho está diminuindo gradualmente. No entanto, a aplicação de overclocking da tecnologia refrigerada a água pode melhorar continuamente a eficiência de chips mais antigos, reduzindo assim o custo de investimento de uma nova rodada de iterações de P&D e economizando recursos importantes para o setor de mineração.

3. Adapte-se a ambientes agressivos:

A tecnologia refrigerada a água é modular e conteinerizada, permitindo uma implantação rápida dependendo das condições da mina. Tem excelente resistência a perturbações e corrosão, o que reduz significativamente os custos de manutenção. Isso torna a tecnologia refrigerada a água ideal para uma operação confiável em ambientes agressivos.

4. Promova a atualização da indústria:

À medida que a concentração de mineração de criptomoedas continua a aumentar, grandes mineradores têm a capacidade de adotar novas tecnologias e equipamentos. Espera-se que a tecnologia de refrigeração de água se torne uma tecnologia-chave para promover a modernização de toda a indústria, levando a indústria a se desenvolver em uma direção mais eficiente e sustentável.

5. Responder à supervisão ambiental:

Numa era de crescente preocupação com a proteção ambiental, a tecnologia de arrefecimento de água tem as características para reduzir o consumo de energia e o ruído, ajudar a melhorar a sustentabilidade das minas e responder melhor à opinião pública ambiental e aos requisitos regulamentares. Tal ajudará a indústria no seu conjunto a operar de forma mais responsável.

De acordo com as previsões da indústria, a taxa de penetração da tecnologia de resfriamento de água em máquinas de mineração recém-implantadas continuará a aumentar no futuro. Os analistas do JPMorgan acreditam mesmo que, até 2025, espera-se que as máquinas de mineração refrigeradas a água representem mais de 25% do total de máquinas de mineração do mundo, destacando ainda mais o futuro brilhante da tecnologia refrigerada a água na mineração de criptomoedas. Essa tendência ajudará a melhorar a eficiência, sustentabilidade e competitividade do setor como um todo, abrindo mais oportunidades para mineradores e investidores.

A mudança para energia limpa na mineração de Bitcoin é a tendência dos tempos, e estamos ansiosos para mais oportunidades de investimento surgindo

Sob pressão regulatória, a mineração de Bitcoin deve melhorar sua imagem verde e sustentável para prosperar.

Em primeiro lugar, no contexto da neutralidade global de carbono, a proteção ambiental verde tornou-se um caminho de desenvolvimento necessário para todas as esferas da vida. A mineração de Bitcoin precisa ser proativa ainda mais, caso contrário será insustentável. As principais empresas de mineração listadas do setor formaram organizações para divulgar publicamente dados de emissões de carbono e consumo de energia, e estão continuamente otimizando a estrutura de energia e aumentando a proporção de uso de energia renovável. Este é um passo importante para comunicar o seu compromisso de sustentabilidade aos reguladores e ao público.

Além disso, as empresas de mineração também estão implantando ativamente energia barata e limpa. Para além dos Estados Unidos, os abundantes recursos hidroelétricos no Norte da Europa são uma direção importante. A cooperação aprofundada com as empresas de energia verde tornar-se-á também a tendência geral.

Por fim, o ESG (Environmental, Social and Governance) será um núcleo essencial para a indústria mineira. Também é imperativo estabelecer uma organização semelhante à Green Foundation, que realiza esforços regulares de advocacia e lobby para obter apoio do governo e reconhecimento público.

Em suma, o desenvolvimento verde e de baixo carbono e a gestão das relações governamentais tornaram-se as principais prioridades da indústria de mineração de bitcoin. Somente economizando energia e reduzindo emissões, cumprindo leis e regulamentos e comunicando com o governo e o público, esta indústria pode ocupar uma posição favorável na nova era e alcançar o desenvolvimento sustentável.

Ao mesmo tempo, também vemos que a tecnologia de resfriamento a água fornece um caminho técnico importante para melhorar a eficiência, reduzir custos e se adaptar a ambientes complexos. Não só colmata o fosso entre máquinas antigas e novas, como também reduz o investimento em I&D. No contexto da modernização industrial, espera-se que a tecnologia de refrigeração a água se torne uma força motriz importante para o desenvolvimento de produtos de máquinas de mineração.

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