自 2013 年第一台 ASIC 矿机问世以来，比特币挖矿呈指数级增长，硬件效率从 1,200 J/TH 提高到仅 15 J/TH。虽然这些进步是由更先进的芯片技术推动的，但我们现在已经达到了硅基半导体的极限。随着效率进一步提高，重点必须转移到优化挖矿作业的其他方面——尤其是电源设置。
在比特币挖矿中，三相电源已成为单相电源的更佳替代品。随着越来越多的 ASIC 设计为三相电压输入，未来的挖矿基础设施应考虑采用统一的 480v 三相系统，尤其是考虑到它在北美的丰富性和可扩展性。
了解单相电和三相电
要理解三相电源在比特币挖矿中的重要性，首先必须了解单相和三相电力系统的基础知识。
单相电源是住宅环境中最常用的电源类型。它由两根电线组成：一根火线和一根零线。单相系统中的电压呈正弦振荡，提供的电力在每个周期内达到峰值然后下降到零两次。
想象一下，你正在推荡一个荡秋千的人。你每推一下，秋千就会向前摆动，然后向后摆动，达到最高点，然后下降到最低点，然后你再推一下。
就像波动一样，单相电力系统也有最大和零功率输出的时期。这可能会导致效率低下，尤其是在需要稳定电力的情况下，尽管这种效率低下在住宅应用中可以忽略不计。然而，在比特币挖矿等高需求、工业规模的运营中，它变得非常重要。
另一方面，三相电通常用于工业和商业环境。它由三根火线组成，提供更稳定、更可靠的电力。
同样的，以秋千为例，假设有三个人推秋千，但每个人推的时间间隔都不同。一个人在秋千刚从第一次推起开始减速时推秋千，另一个人推了三分之一，第三个人推了三分之二。结果是秋千移动得更加平稳和一致，因为它从不同角度不断被推，保持恒定的运动。
类似地，三相电力系统可确保恒定和平衡的电力流，从而提高效率和可靠性，这对于比特币挖矿等高需求应用尤其有利。
比特币挖矿电力需求的演变
自诞生以来，比特币挖矿已经取得了长足的进步，多年来电力需求发生了显著变化。
2013 年之前，矿工依靠 CPU 和 GPU 来挖掘比特币。随着比特币网络的发展和竞争的加剧，ASIC（专用集成电路）矿机的出现真正改变了游戏规则。这些设备专为挖掘比特币而设计，具有无与伦比的效率和性能。然而，这些机器对功率的要求越来越高，因此必须改进电源系统。
2016 年，顶级矿机的计算速度为 13 TH/s，功耗约为 1,300 瓦 (W)。虽然以今天的标准来看，这种矿机效率极低，但由于当时网络竞争较少，使用这种矿机挖矿还是很有利可图的。然而，为了在当今竞争激烈的环境中创造可观的利润，机构矿工现在依赖功耗约为 3,510 W 的矿机。
随着 ASIC 的电力需求和高性能挖矿作业的效率要求不断增长，单相电力系统的局限性凸显出来。过渡到三相电力成为支持行业日益增长的能源需求的合理步骤。
比特币挖矿中的 480v 三相
效率第一
480v 三相电源长期以来一直是北美、南美和其他地区工业环境的标准。它之所以被广泛采用，是因为它在效率、成本节约和可扩展性方面具有诸多优势。480v 三相电源的一致性和可靠性使其成为需要更长正常运行时间和车队效率的运营的理想选择，尤其是在减半后的世界。
三相电的主要优点之一是它能够提供更高的功率密度，从而减少能量损失并确保采矿设备以最佳性能水平运行。
此外，实施三相电力系统可以大大节省电力基础设施成本。更少的变压器、更小的布线以及对电压稳定设备的需求减少有助于降低安装和维护费用。
例如，在 208v 三相电压下，需要 17.3 千瓦功率的负载需要 48 安培的电流。但是，如果由 480v 电源为相同负载供电，则电流要求降至仅 24 安培。电流减半不仅可以减少功率损耗，还可以最大限度地减少对更粗、更昂贵的电线的需求。
可扩展性
随着挖矿业务的扩大，无需对电力基础设施进行大规模改造即可轻松增加容量的能力至关重要。专为 480v 三相电源设计的系统和组件具有高可用性，使矿工能够更轻松地高效扩展其业务。
随着比特币挖矿行业的发展，开发更多符合三相标准的 ASIC 的趋势很明显。采用 480v 三相配置设计挖矿设施不仅可以解决当前的低效率问题，还可以确保基础设施面向未来。这使矿工能够无缝集成可能在设计时考虑到三相电源兼容性的新技术。
如下表所示，浸没冷却和水冷技术在扩大比特币挖矿规模以实现更高哈希率输出方面是更优越的方法。但为了支持如此高的计算能力，必须配置三相电源以保持类似的电源效率水平。简而言之，这将在利润率百分比相同的情况下带来更高的运营利润。
在比特币挖矿业务中实施三相电源
过渡到三相电力系统需要仔细规划和执行。以下是在比特币挖矿操作中实施三相电力的关键步骤。
评估电力需求
实施三相电力系统的第一步是评估采矿作业的电力需求。这涉及计算所有采矿设备的总功耗并确定电力系统的适当容量。
升级电力基础设施
升级电力基础设施以支持三相电力系统可能涉及安装新的变压器、电线和断路器。与合格的电气工程师合作以确保安装符合安全和监管标准至关重要。
为三相电源配置 ASIC 矿机
许多现代 ASIC 矿机设计为使用三相电源运行。但是，较旧的型号可能需要修改或使用电源转换设备。将矿机配置为使用三相电源运行是最大限度提高效率的关键步骤。
实施冗余和备份系统
为了确保采矿作业不间断，实施冗余和备份系统至关重要。这包括安装备用发电机、不间断电源和冗余电路，以防止断电和设备故障。
监控和维护
三相电力系统投入运行后，持续监控和维护对于确保最佳性能至关重要。定期检查、负载平衡和主动维护有助于在潜在问题影响运营之前发现并解决这些问题。
结论
比特币挖矿的未来在于高效利用电力资源。随着芯片处理技术的进步达到极限，关注电源设置变得越来越重要。三相电源，特别是 480v 系统，具有许多优势，可以彻底改变比特币挖矿操作。
通过提供更高的功率密度、更高的效率、更低的基础设施成本和可扩展性，三相电力系统可以满足采矿业日益增长的需求。实施这样的系统需要仔细规划和执行，但其好处远远大于挑战。
随着比特币挖矿行业的不断发展，采用三相电源可以为更可持续、更有利可图的运营铺平道路。有了合适的基础设施，矿工可以充分利用设备的潜力，在竞争激烈的比特币挖矿世界中保持领先地位。
这是 Bitdeer 战略部 Christian Lucas 的客座文章。所表达的观点完全是他们自己的观点，并不一定反映BTC Inc 或 Bitcoin Magazine 的观点。
