Автоматика иммерсионного охлаждения ASIC

Иммерсионное охлаждение — погружение ASIC/GPU в диэлектрическую жидкость, не проводящую электричество. Жидкость отводит тепло в 1500 раз эффективнее воздуха.

Типы иммерсии

Однофазная (single-phase, SPIC)

• Жидкость: минеральное масло, синтетические углеводороды, Shell S5 X
• Температура 35-50°C, жидкость циркулирует насосом через теплообменник
• Проще, дешевле, широко применяется для майнинга
• ASIC погружается полностью, вентиляторы снимаются или не работают

Двухфазная (two-phase, 2PIC)

• Жидкость: 3M Novec 7100/649 с низкой температурой кипения (56-61°C)
• Жидкость кипит на горячих компонентах, пар конденсируется на радиаторе крышки
• Эффективнее на 20-30%, но жидкость в 10 раз дороже (300-500 $/литр)
• Применяется для топовых ИИ-кластеров, крайне редко в майнинге

Автоматика однофазной иммерсии

Контролируемые параметры

• Температура жидкости на входе и выходе ванны (должна быть 35-50°C)
• Температура ASIC-чипов (через API ASIC, норма 60-75°C)
• Расход жидкости через насосы (0,5-2 м³/час на ASIC)
• Давление в контуре (защита от протечек)
• Уровень жидкости в ванне (защита от перелива/осушения)
• Утечка жидкости в поддон (датчики провода-зонда)
• Температура теплоносителя внешнего контура (вода/гликоль)
• Качество жидкости (мутность, проводимость — раз в месяц)

Исполнительные устройства

• Циркуляционные насосы с ПЧ (регулирование расхода)
• Трёхходовые клапаны на теплообменнике (регулирование температуры)
• Вентиляторы драйкулера или компрессоры чиллера внешнего контура
• Клапаны долива/слива жидкости

Алгоритм управления

1. При t_жидкости > 45°C — увеличить расход насоса
2. При t_жидкости > 50°C — открыть байпас на драйкулер / включить чиллер
3. При t_чипа > 80°C — локальный alarm, снизить частоту ASIC
4. При t_чипа > 90°C — аварийный останов ASIC
5. При утечке в поддоне — закрыть насос, тревога
6. При падении уровня — долив из бака
7. Фрикулинг круглый год при t_нар < 35°C (в России почти 365 дней)

Контроллеры

• Siemens Climatix POL687 — для крупных иммерсионных ферм
• Segnetics Pixel 2511 — средние фермы
• ОВЕН ПЛК210 — малые установки

Производители готовых систем

• Submer (Испания) — лидер, SmartPod модули 50-500 кВт
• GRC (США) — ICEraQ Quad
• Immersion4 (Франция)
• Bitmain Hydro — иммерсионные ванны Bitmain
• Российские: Promminer, 3Logic, GALEX ENERGY — локальные решения

Преимущества иммерсии

• PUE 1,02-1,08 (против 1,3-1,5 для воздушной)
• Разгон ASIC на 10-20% без риска
• Удвоение срока службы ASIC
• Отсутствие шума
• Плотность до 500 кВт на стойку (против 15-30 воздушной)

РУБИКОН проектирует автоматику для иммерсионных ферм 100 кВт — 10 МВт.