Новости

Почему трёхфазные электрические системы могут дать майнерам конкурентное преимущество, в то время как эффективность ASIC снижается
С момента появления первого ASIC-майнера в 2013 году объёмы добычи биткоинов росли экспоненциально, а эффективность увеличилась с 1200 Дж/ТхЭ до всего лишь 15 Дж/ТхЭ. Хотя этот рост был обусловлен усовершенствованием технологии микросхем, к настоящему моменту мы достигли предела возможностей кремниевых полупроводников. По мере повышения эффективности необходимо сместить акцент на оптимизацию других аспектов майнинга, особенно настроек энергопотребления.
В майнинге биткоинов трёхфазное питание стало более выгодной альтернативой однофазному. Поскольку всё больше ASIC-чипов рассчитаны на трёхфазное входное напряжение, будущая инфраструктура майнинга должна рассмотреть возможность внедрения унифицированной трёхфазной системы 480 В, особенно учитывая её распространённость и масштабируемость в Северной Америке.
Чтобы понять важность трехфазного электропитания при майнинге биткоинов, необходимо сначала понять основы работы однофазных и трехфазных систем электропитания.
Однофазное питание — наиболее распространённый тип питания в жилых домах. Оно состоит из двух проводов: фазы и нейтрали. Напряжение в однофазной системе колеблется по синусоидальному закону, при этом мощность дважды достигает пика и затем падает до нуля за каждый период.
Представьте, что вы раскачиваете человека на качелях. С каждым толчком качели качаются вперёд, затем назад, достигают высшей точки, затем опускаются до самой низкой, и вы снова толкаете.
Как и колебания, однофазные системы электропитания также имеют периоды максимальной и нулевой выходной мощности. Это может привести к снижению эффективности, особенно когда требуется стабильное электроснабжение, хотя в жилых зданиях такой неэффективностью можно пренебречь. Однако в требовательных промышленных приложениях, таких как майнинг биткоинов, это становится чрезвычайно важным.
Трёхфазное электричество широко используется в промышленных и коммерческих помещениях. Оно состоит из трёхфазных проводов, что обеспечивает более стабильное и надёжное электроснабжение.
Аналогично, используя пример с качелями, предположим, что три человека толкают качели, но интервалы между каждым толчком различны. Один толкает качели, когда они начинают замедляться после первого толчка, другой толкает их на треть пути, а третий — на две трети. В результате качели двигаются более плавно и равномерно, поскольку их постоянно толкают под разными углами, что обеспечивает непрерывность движения.
Аналогично, трехфазные системы электропитания обеспечивают постоянный и сбалансированный поток электроэнергии, тем самым повышая эффективность и надежность, что особенно полезно для приложений с высокими требованиями, таких как майнинг биткоинов.
Майнинг биткоинов прошел долгий путь с момента своего зарождения, и требования к электроэнергии за эти годы существенно изменились.
До 2013 года майнеры использовали центральные и графические процессоры для добычи биткоинов. По мере роста сети биткоинов и усиления конкуренции, появление ASIC-майнеров (специализированных интегральных схем) действительно изменило правила игры. Эти устройства разработаны специально для добычи биткоинов и обеспечивают непревзойденную эффективность и производительность. Однако эти устройства потребляют всё больше энергии, что требует усовершенствования систем электропитания.
В 2016 году самые мощные майнинговые машины имели вычислительную скорость 13 терахеш/с и потребляли около 1300 Вт. Хотя майнинг на таком оборудовании был крайне неэффективен по сегодняшним меркам, в то время он был прибыльным благодаря низкой конкуренции в сети. Однако, чтобы получать достойную прибыль в современных условиях конкуренции, институциональные майнеры теперь используют майнинговое оборудование, потребляющее около 3510 Вт электроэнергии.
По мере роста требований к мощности и эффективности ASIC для высокопроизводительных горнодобывающих предприятий ограничения однофазных систем электропитания становятся очевидными. Переход на трёхфазное электропитание становится логичным шагом для удовлетворения растущих потребностей отрасли в энергии.
Трёхфазное напряжение 480 В уже давно является стандартом в промышленности Северной и Южной Америки, а также других регионов. Оно получило широкое распространение благодаря многочисленным преимуществам, таким как эффективность, экономия средств и масштабируемость. Стабильность и надёжность трёхфазного напряжения 480 В делают его идеальным решением для задач, требующих повышенной бесперебойности работы и эффективности парка оборудования, особенно в условиях сокращения производства в два раза.
Одним из основных преимуществ трехфазного электричества является его способность обеспечивать более высокую плотность мощности, тем самым снижая потери энергии и гарантируя оптимальную производительность горнодобывающего оборудования.
Кроме того, внедрение трёхфазной системы электроснабжения может привести к значительной экономии затрат на энергетическую инфраструктуру. Уменьшение количества трансформаторов, электропроводки и снижение потребности в оборудовании для стабилизации напряжения способствуют снижению затрат на установку и обслуживание.
Например, при трёхфазном напряжении 208 В нагрузка мощностью 17,3 кВт потребует ток силой 48 А. Однако при питании от источника 480 В потребляемый ток снижается до всего 24 А. Уменьшение тока вдвое не только снижает потери мощности, но и минимизирует потребность в более толстых и дорогих проводах.
По мере расширения горнодобывающей промышленности критически важна возможность легкого наращивания мощностей без существенных изменений в энергетической инфраструктуре. Системы и компоненты, рассчитанные на трёхфазное напряжение 480 В, обеспечивают высокую доступность, позволяя майнерам эффективно масштабировать свою деятельность.
По мере роста индустрии майнинга биткоинов наблюдается явная тенденция к разработке большего количества ASIC-микросхем, соответствующих трёхфазному стандарту. Проектирование майнинговых установок с трёхфазной конфигурацией 480 В не только решает текущую проблему неэффективности, но и обеспечивает перспективность инфраструктуры. Это позволяет майнерам легко интегрировать новые технологии, которые могли быть разработаны с учётом совместимости с трёхфазным питанием.
Как показано в таблице ниже, иммерсионное и водяное охлаждение — отличные методы масштабирования майнинга биткоинов для достижения более высокой производительности хеширования. Однако для поддержки такой высокой вычислительной мощности трёхфазный источник питания должен быть настроен на аналогичный уровень энергоэффективности. Другими словами, это обеспечит более высокую операционную прибыль при той же марже.
Переход на трёхфазную систему электропитания требует тщательного планирования и реализации. Ниже приведены основные шаги по внедрению трёхфазного питания для майнинга биткоинов.
Первым шагом при внедрении трёхфазной системы электропитания является оценка потребностей вашего горнодобывающего предприятия в электроэнергии. Это включает в себя расчёт общей потребляемой мощности всего горнодобывающего оборудования и определение необходимой мощности системы.
Модернизация вашей электросети для поддержки трёхфазной системы электропитания может потребовать установки новых трансформаторов, проводов и автоматических выключателей. Крайне важно обратиться к квалифицированному электрику, чтобы убедиться, что установка соответствует стандартам и нормам безопасности.
Многие современные ASIC-майнеры рассчитаны на работу от трёхфазного питания. Однако для более старых моделей может потребоваться модификация или использование оборудования для преобразования энергии. Настройка майнинг-фермы для работы от трёхфазного питания — критически важный шаг для обеспечения максимальной эффективности.
Для обеспечения бесперебойной работы горнодобывающих предприятий необходимо внедрять системы резервного копирования и резервирования. Это включает установку резервных генераторов, источников бесперебойного питания и резервных цепей для защиты от перебоев электроснабжения и отказов оборудования.
После ввода в эксплуатацию трёхфазной энергосистемы постоянный мониторинг и техническое обслуживание имеют решающее значение для обеспечения её оптимальной производительности. Регулярные проверки, балансировка нагрузки и профилактическое обслуживание помогут выявить и устранить потенциальные проблемы до того, как они повлияют на работу.
Будущее майнинга биткоинов — в эффективном использовании электроэнергии. По мере того, как технологии обработки микросхем достигают своего предела, всё более важным становится внимание к настройкам электропитания. Трёхфазное питание, особенно 480 В, обладает множеством преимуществ, способных кардинально изменить процесс майнинга биткоинов.
Трёхфазные системы электроснабжения могут удовлетворить растущие потребности горнодобывающей промышленности, обеспечивая более высокую плотность мощности, повышенную эффективность, снижение затрат на инфраструктуру и масштабируемость. Внедрение такой системы требует тщательного планирования и реализации, но преимущества значительно перевешивают сложности.
По мере роста индустрии майнинга биткоинов внедрение трёхфазного электропитания может проложить путь к более устойчивой и прибыльной работе. При наличии правильной инфраструктуры майнеры смогут использовать весь потенциал своего оборудования и оставаться лидерами в конкурентном мире майнинга биткоинов.
Это гостевой пост Кристиана Лукаса из Bitdeer Strategy. Выраженные мнения принадлежат исключительно ему и не обязательно отражают точку зрения BTC Inc или Bitcoin Magazine.