Как правильно подключить 2 или 3 блока питания к майнинг ферме: расчет мощности и синхронизация

Подключение больше одного блока питания к майнинг-ферме требует выполнения процедуры, которая называется «синхронизация». Так делают, чтобы запитать видеокарты, когда у одного блока не хватает мощности или разъемов. Рассказываем о синхронизации блоков питания — зачем нужна, что дает и как ее выполнить в домашних условиях.

Блоки питания синхронизируют, когда видеокартам не хватает мощности

Вообще, для фермы оптимально использовать серверный блок питания, но всегда есть место для АТХ-БП. Про то, [как правильно выбирать АТХ и серверные блоки питания мы рассказывали в отдельной статье]. Здесь мы немного глубже рассмотрим тему того, почему блоки питания синхронизируют и зачем.

Блок питания, каким бы он крутым ни был, ограничен по мощности и количеству коннекторов PCI-E. Постараемся разобраться, почему блокам не хватает мощности, но простым языком.

Один блок питания выдержит не больше четырех видеокарт. Грубо говоря, у БП есть предельный уровень нагрузки на каждую из линий питания. Исходя из целевого использования линии питания, она имеет ограничение по силе тока и токопроводимости.

У блоков питания есть отдельные лимиты на линиях питания. На фото у блока питания ограничение в 850 Ватт на 12В линию питания. По факту, эти 850 Ватт делятся между Molex-подключениями, процессором и видеокартами. Предел по 3.3В линии — 150 Вт, но это общий лимит совместно с 5В линией. Линии 3В и 5В это не силовые подключения, они не рассчитаны на запитывание видеокарт.

Блок питания не рассчитан больше, чем на 4 видеокарты. Например, в стойке крутится 8 видеокарт 1080 Ti. Одна карта потребляет 250 Вт. Несложным подсчетом получаем, что 8 карт будет потреблять 2000 Вт в час с одной только линии 12В. Для одного БП это много, АТХ-БП не производят в расчете на такие мощности.

Чем больше видеокарт, тем выше нагрузка на железо блока питания. На рынке есть много моделей, которые могут выдать 2000 Вт, это правда. Проблема в другом — домашние АТХ-блоки питания не приспособлены к запуску 8 видеокарт сразу. Максимум, на который рассчитан современный АТХ БП — 3-4 видеокарты. Это видно по количеству соединений PCI-E, ограничению по 12В линии.

Риск сгореть у БП повышается с каждой подключенной видеокартой. Они имеют одну или две линии 12В, которые распределяются между всеми коннекторами PCI-E. Чтобы обеспечить ферму питанием, используют спаренные Блоки Питания. Тогда, нагрузка распределяется между двумя БП, что снижает риск возгорания и дает видеокартам простор для действий.

Базовая безопасность БП: не подключать к одному кабелю две видеокарты

Перед тем, как начать соединять два блока питания в одной ферме, следует проверить — все ли подключено как нужно.

У нехватки мощности вполне осязаемые причины — нехватка кабелей питания.

Например, вот так выглядят разъемы PCI-E. Современные блоки питания идут в двух типах конструкции — модульные и монолитные, с заранее подключенными разъемами. PCI-e Коннекторы в них используются для подключения видеокарт. На одном блоке питания их может быть до шести штук.

Внешний вид PCI-e и MOLEX коннекторов у блока питания. У блоков питания есть 7 видов коннекторов, или соединяющих элементов. В майнинге нас интересует Molex-коннектор и PCIE на 6 (4+2 или 6+0) и 8 (4+4 или 8+0) пинов. Выделим их на схематическом рисунке.

Каждый блок питания имеет до 6 MOLEX-подключений и до 6 PCI-E коннекторов. Молексы относятся к высоконагруженным соединениям, которые комбинируют линии 12В и 5В. Их можно использовать для подключения видеокарт, например через Molex-PCIE переходник.

Например, вот так выглядит переходник MOLEX-PCIe, они занимают два Молекса за раз. Их используют, когда хотят запитать видеокарту, но не хватает свободных коннекторов. Но это не всегда разумно.

Использование Molex-коннекторов для подключения видеокарты рискованно. Молекс не рассчитан на видеокарту, больше 35 Вт он выдать вряд-ли сможет. Так, два Молекса дадут «безопасные» 70 Вт по PCI-E коннектору, и если видеокарте необходимо 250 Вт, то будут проблемы.

Представим ситуацию: у нас на руках 1080 Ti на 250 Вт. Монструозная карта. Мы подключили ее через 8 пиновый коннектор по настоящему PCI-E на 12В и через 8 пиновый по молексу, который сидит на условной 12В. Ограничение Молексов по проводимости — 11 Ампер на один пин, или 44 Ампера на соединение. Средней видеокарте необходимо от 100 Ампер.

Получаем: карта берет из одного разъема PCI-E питание и дополнительно нагружает линии молекс-коннекторов. В итоге, двойная нагрузка на линию 12В. Через одиночную PCI-Е карта получает ровно столько, сколько нужно.

На одну линию 12В больше двух карт не подключать. У блока питания есть кабели для каждого типа коннекторов.

Один блок питания, в идеальных условиях, может подключить целых 12 видеокарт. Правда, только физически — подключений хоть и хватит на целую дюжину видеокарт, но технически БП не сможет их вытянуть. Ранее мы писали, [как определить, столько линий питания у БП].

На плате БП, для одного кабеля стоит один набор транзисторов, не два. Они имеют свою расчетную мощность, после которой уйдут в защиту. Обратимся к здравому смыслу — на один кабель повесили две видеокарты по 250 Вт и приказали им работать «на пределе». У блока предел по 12В линии питания на уровне 500 Вт. Дальше запах плавленной проводки, перегорания блока и отправка оборудования в Вальгаллу.

Чтобы избежать перегрузки БП, следует соблюдать простое правило: один кабель — одна видеокарта. На один кабель с двумя PCI-e коннекторами только одна видеокарта. Если коннекторов на шлейфе два, то на них не следует подключать две видеокарты — БП не рассчитан на такой сценарий. То же правило верно и для Molex-соединений.

Видеокарты через Molex-порт следует подключать осторожно. Предел таких портов — 35 Вт на одно соединение. Подключать следует через «безопасный» переходник, с двумя коннекторами Molex на один PCI-e. Но подключение через переходник не должно быть основным, чтобы БП не зажарился с корочкой.

Как рассчитать мощность блока питания для фермы?

Рекомендованное количество видеокарт для одного блока питания — 5. Это предельное значение. Так, на 5 видеокарт уровня 1080 Ti понадобится блок питания на полторы тысячи ватт — нужно брать с запасом в 20% от расчетной мощности.

Чтобы подобрать мощность для блока питания, следует указать точные требования по мощности каждого компонента.

• Охлаждение. По 5 Ватт на кулер-вертушку и 30 для СВО.
• Видеокарта. Потребление равно заявленному TDP.
• Процессор. Потребление равно заявленному TDP.
• Материнская плата. Стандартно, в пределах 15 Вт.

Рассчитать мощность блока питания можно [на сайте Coolermaster] или вручную, при помощи Эксель-таблицы. Например, вот [калькулятор, который даст совет, сколько БП понадобится для вашей сборки]. Скопируйте его и используйте себе во благо.

Синхронизация блоков питания как вид управления рисками при майнинге

Использовать два блока питания банально дешевле, чем один, но мощный. В 2021 году, фермы на 6 видеокарт чаще строят с использованием двух блоков питания, синхронизированных через адаптер. Использование двух блоков питания позволяет получить 2 или 3 кВт мощности по цене значительно ниже, чем требуется на цельный блок в несколько кВт.

Например, два блока ChiefTec на 750Вт позволят запитать 8 видеокарт суммарной мощностью в 1500 Ватт. Суммарно, это 1500 Ватт за 170 долларов с БП от именитой фирмы. Тогда как один Seasonic SSR на 1300 Ватт обойдется в целых 500 долларов за единицу.

При синхронизации БП риски, связанные с питанием, уменьшаются на 50%. Сгорел один блок питания — второй продолжит работу. Ферма будет не на пиковой производительности, но жива и продолжит добычу.

Как синхронизировать работу блоков питания?

Первое — не делать это самостоятельно при помощи скрепок, спаек и подобного без наличия звания электрика третьего разряда. По причине технической безопасности рассматривать вариант со спайкой скрепки не будем — огнеопасно в конечном итоге, высок риск не собрать блоки нормально.

Самый простой и проверенный майнерами метод — использование наружного синхронизатора.

Наружный Синхронизатор БП это такая микросхема, которая самостоятельно заставляет один блок, Ведомый, работать по правилам Ведущего. Блоки могут быть любые, но если вы возьмете 2 одинаковых, то ничего страшного не произойдет.

Рассмотрим принцип синхронизации на примере вот этой небольшой платы. Называется наше подопытное устройство — наружный синхронизатор с защитным реле. Чтобы БП не пригорел, например.

Принцип его работы исключительно прост:

1. Берете два блока питания. Один, который вам нравится больше, будет Ведущим. Отметьте его крестиком или отложите.
2. Второй блок — Ведомый, его отмечайте ноликом, если он такой же, как и первый.
3. Берете у второго блока самый большой провод — это 24-пиновый коннектор.
4. Подключаете 24-пиновый коннектор Ведомого блока в разъем на микросхеме.
5. Подключаете видеокарты по PCI-e коннекторам.
6. Вставляете коннектор Ведущего БП в материнскую плату.
7. Нажимаете кнопку запуска, если она подключена.
8. БП номер 2 синхронизирован с БП номер 1.

Процесс синхронизации двух блоков питания показал YouTube-пользователь Esset Smart.

Купить [наружный синхронизатор с защитным реле пока реально только на Алиэкспресс]. Альтернативой Наружному Синхронизатору служит Транзисторный Синхронизатор, на котором есть рубильник. Если рубильник включить, то Ведомый блок продолжит работу после отключения Ведущего.

Не используйте АТХ-кабели для синхронизации БП. Если верить самим майнерам, это недостаточно надежный способ сведения двух блоков питания. При поломках в первом, следует ожидать аномального поведения и у второго блока питания.