تتر به سراغ ماینینگ ماژولار رفت؛ نسل جدید فارمها قابل ارتقا و هوشمندتر میشوند
صنعت استخراج بیتکوین ممکن است در آستانه تغییری مهم در طراحی سختافزار و زیرساخت فارمها قرار گرفته باشد.
Tether در اردیبهشت ۱۴۰۵ اعلام کرد در حال توسعه نسل جدیدی از سیستمهای ماژولار و پرچگالی استخراج بیتکوین است که بهجای اتکا به هزاران ماینر مستقل و کاملاً یکپارچه، از ماژولهای هشبرد در کنار معماری اختصاصی کنترل، مدیریت حرارتی و نرمافزار استفاده میکند.
این پروژه با همکاری Canaan، یکی از تولیدکنندگان قدیمی تجهیزات ASIC، و شرکت ACME Swisstech در حال توسعه است.
ماینر دیگر الزاماً یک جعبه غیرقابل تغییر نیست
در ساختار رایج فارمهای استخراج، هر ماینر تقریباً یک واحد مستقل محسوب میشود.
هر دستگاه معمولاً شامل:
- هشبردها
- کنترلبرد
- پاور
- سیستم خنککننده
- فریم و اتصالات
- نرمافزار داخلی
است.
اگر نسل جدیدی از ASIC وارد بازار شود، در بسیاری از موارد برای استفاده از فناوری جدید باید کل دستگاه تعویض شود.
اما ایده معماری ماژولار متفاوت است.
در سیستم در حال توسعه Tether، تمرکز بر استفاده از ماژولهای پردازشی مبتنی بر هشبرد و ادغام آنها با سیستمهای مشترک کنترل و مدیریت حرارت است. هدف این است که برخی اجزای زیرساخت برای مدت طولانیتری باقی بمانند و بخش پردازشی در صورت نیاز مستقلتر ارتقا پیدا کند.
تعمیر بهجای تعویض کامل
یکی از مزیتهای بالقوه معماری ماژولار، سادهتر شدن فرآیند تعمیر و ارتقا است.
فرض کنیم در یک سیستم یکپارچه، بخشی از سختافزار دچار مشکل شود. بسته به طراحی دستگاه، ممکن است کل ماینر از مدار خارج شود تا عیبیابی و تعمیر انجام شود.
در معماری ماژولار میتوان طراحی را به شکلی انجام داد که ماژول معیوب جدا شود و بخش دیگری جای آن قرار گیرد.
این مدل از مدتها قبل در سرورها، تجهیزات شبکه و دیتاسنترهای حرفهای استفاده میشود.
ورود چنین تفکری به صنعت استخراج میتواند فارمهای بزرگ را بیشتر به زیرساختهای دیتاسنتری واقعی شبیه کند.
کنترل هزاران ماینر مستقل یک چالش است
Tether در توضیح این پروژه به یکی از مشکلات ساختاری فارمهای بزرگ اشاره کرده است: بسیاری از مجموعههای استخراج از هزاران واحد مستقل تشکیل شدهاند که تعامل محدودی با یکدیگر دارند.
این موضوع در مقیاس بزرگ اهمیت زیادی پیدا میکند.
تصور کنید یک فارم ۵۰۰۰ دستگاه داشته باشد. در ساختار سنتی، هر دستگاه:
- سیستم کنترل خودش را دارد
- سنسورهای خودش را دارد
- تنظیمات خودش را اجرا میکند
- وضعیت حرارتی خودش را گزارش میدهد
- و ممکن است رفتار متفاوتی نسبت به دستگاه کناری داشته باشد
در چنین محیطی، مدیریت تجهیزات بدون یک لایه مانیتورینگ متمرکز بسیار دشوار خواهد شد.
فارم بهعنوان یک سیستم واحد
یکی از جذابترین مفاهیم معماری جدید، نگاه به کل فارم بهعنوان یک سیستم پردازشی بزرگ است.
بهجای اینکه اپراتور تنها هزاران دستگاه جدا از هم ببیند، میتوان زیرساخت را در سطوح مختلف مدیریت کرد:
سطح پردازش:
هشبردها و توان پردازشی واقعی
سطح انرژی:
توان مصرفی بخشهای مختلف
سطح خنکسازی:
دما، جریان سیال یا هوا و عملکرد تجهیزات دفع حرارت
سطح کنترل:
فرکانس، توان، وضعیت سختافزار و خطاها
سطح شبکه:
ارتباط تجهیزات و کیفیت اتصال
سطح نرمافزار:
جمعآوری داده، هشدار، گزارش و کنترل تجهیزات
این همان مسیری است که میتواند مانیتورینگ فارم را از «مشاهده ماینرها» به مدیریت کل زیرساخت پردازشی تبدیل کند.
مدیریت حرارت بخشی از طراحی اصلی شده است
Tether اعلام کرده مدیریت حرارتی یکی از اجزای اصلی معماری جدید است و سیستم قرار نیست صرفاً مجموعهای از هشبردهای کنار هم باشد.
این موضوع با روند فعلی صنعت استخراج نیز هماهنگ است.
افزایش توان پردازشی در فضای کمتر باعث میشود چگالی حرارتی تجهیزات افزایش پیدا کند. به همین دلیل روشهای سنتی تهویه با فن در برخی پروژههای بزرگ جای خود را به فناوریهایی مانند:
- Hydro Cooling
- Immersion Cooling
- مبدلهای حرارتی
- سیستمهای کنترل هوشمند دما
میدهند.
در نتیجه سیستم خنککننده دیگر یک بخش جانبی فارم نیست؛ بلکه بخشی از معماری اصلی آن محسوب میشود.
ارتقای نسل ASIC بدون بازسازی کل فارم
یکی از مهمترین اهداف اعلامشده برای این معماری، امکان ارتقای اجزای پردازشی بدون تعویض کامل کل سیستم است.
این موضوع در صنعتی که نسل تجهیزات بهسرعت تغییر میکند اهمیت زیادی دارد.
فرض کنیم زیرساختی شامل:
- توزیع برق
- کنترل مرکزی
- مدار خنککننده
- رک یا شاسی
- شبکه
- سیستم مانیتورینگ
برای چند سال قابل استفاده باشد.
اگر نسل جدید هشبرد با راندمان بهتر وارد بازار شود، از نظر تئوری میتوان تنها ماژول پردازشی را تعویض کرد و بخش بزرگی از زیرساخت موجود را حفظ کرد.
چنین مدلی میتواند هزینه و پیچیدگی نوسازی فارمهای بزرگ را کاهش دهد.
مانیتورینگ در معماری ماژولار اهمیت بیشتری پیدا میکند
هرچه تجهیزات یکپارچهتر و پرچگالیتر شوند، کیفیت مانیتورینگ نیز اهمیت بیشتری پیدا میکند.
در یک معماری ماژولار، اپراتور ممکن است لازم باشد علاوه بر وضعیت کلی مجموعه، عملکرد هر ماژول را مستقل بررسی کند.
اطلاعاتی مانند:
- هشریت هر ماژول
- توان مصرفی
- راندمان J/TH
- دمای ورودی و خروجی
- وضعیت کنترلر
- خطاهای ASIC
- وضعیت منبع تغذیه
- جریان سیستم خنککننده
- Uptime
- عملکرد در طول زمان
میتوانند به بخشی از سیستم مدیریت فارم تبدیل شوند.
در چنین محیطی، مانیتورینگ صرفاً برای نمایش یک نمودار هشریت نیست؛ بلکه به یکی از اجزای خود زیرساخت تبدیل میشود.
حرکت ماینینگ به سمت معماری دیتاسنتر
آنچه در این پروژه اهمیت دارد فقط نام Tether یا Canaan نیست.
موضوع اصلی تغییر نوع نگاه به استخراج در مقیاس صنعتی است.
نسل اولیه فارمها بیشتر مجموعهای از دستگاههای مستقل بودند که روی قفسه قرار گرفته و به برق و شبکه متصل میشدند.
اما نسل بعدی میتواند بیشتر شبیه دیتاسنتر باشد:
ماژول پردازشی + برق مرکزی + خنکسازی مرکزی + شبکه + نرمافزار مدیریت + مانیتورینگ
این تغییر میتواند طراحی فارم، نحوه تعمیر تجهیزات و حتی شیوه ارتقای نسلهای آینده را تحت تأثیر قرار دهد.
نرمافزار به اندازه ASIC اهمیت پیدا میکند
یکی دیگر از نکات پروژه Tether، قرار گرفتن Software Stack در کنار سختافزار و مدیریت حرارتی است.
با افزایش مقیاس، صرفاً داشتن ASIC سریعتر کافی نیست.
نرمافزار باید بتواند وضعیت تعداد زیادی ماژول را تحلیل کند، خطاها را تشخیص دهد و اطلاعات قابل استفاده در اختیار اپراتور قرار دهد.
در یک سیستم پیشرفته حتی میتوان بر اساس عواملی مانند:
- دما
- ظرفیت برق
- هزینه انرژی
- راندمان دستگاه
- وضعیت شبکه
عملکرد تجهیزات را بهصورت پویا مدیریت کرد.
به این ترتیب مرز میان ماینینگ، اتوماسیون صنعتی و مدیریت دیتاسنتر هر روز کمتر میشود.
آینده فارمها قابل تعویضتر و هوشمندتر میشود
پروژه جدید Tether هنوز نشاندهنده جایگزینی کامل ماینرهای متداول نیست و باید عملکرد عملی و اقتصادی این معماری در مقیاس واقعی بررسی شود.
اما جهت حرکت صنعت مشخص است.
فارمهای استخراج در حال تبدیل شدن از مجموعهای از ماینرهای مجزا به زیرساختهایی هستند که برق، پردازش، خنکسازی، کنترل و مانیتورینگ را بهصورت یک سیستم واحد مدیریت میکنند.
اگر معماری ماژولار بتواند هزینه تعمیر، زمان توقف و فرآیند ارتقای تجهیزات را کاهش دهد، احتمالاً در آینده شاهد استفاده گستردهتر از چنین طراحیهایی در پروژههای بزرگ استخراج خواهیم بود.