自 2013 年第一臺 ASIC 礦機問世以來，比特幣挖礦呈指數級增長，硬件效率從 1,200 J/TH 提高到僅 15 J/TH。雖然這些進步是由更先進的芯片技術推動的，但我們現在已經達到了硅基半導體的極限。隨著效率進一步提高，重點必須轉移到優化挖礦作業的其他方面——尤其是電源設置。
在比特幣挖礦中，三相電源已成為單相電源的更佳替代品。隨著越來越多的 ASIC 設計為三相電壓輸入，未來的挖礦基礎設施應考慮採用統一的 480v 三相系統，尤其是考慮到它在北美的豐富性和可擴展性。
瞭解單相電和三相電
要理解三相電源在比特幣挖礦中的重要性，首先必須瞭解單相和三相電力系統的基礎知識。
單相電源是住宅環境中最常用的電源類型。它由兩根電線組成：一根火線和一根零線。單相系統中的電壓呈正弦振盪，提供的電力在每個週期內達到峰值然後下降到零兩次。
想象一下，你正在推蕩一個盪鞦韆的人。你每推一下，鞦韆就會向前擺動，然後向後擺動，達到最高點，然後下降到最低點，然後你再推一下。
就像波動一樣，單相電力系統也有最大和零功率輸出的時期。這可能會導致效率低下，尤其是在需要穩定電力的情況下，儘管這種效率低下在住宅應用中可以忽略不計。然而，在比特幣挖礦等高需求、工業規模的運營中，它變得非常重要。
另一方面，三相電通常用於工業和商業環境。它由三根火線組成，提供更穩定、更可靠的電力。
同樣的，以鞦韆為例，假設有三個人推鞦韆，但每個人推的時間間隔都不同。一個人在鞦韆剛從第一次推起開始減速時推鞦韆，另一個人推了三分之一，第三個人推了三分之二。結果是鞦韆移動得更加平穩和一致，因為它從不同角度不斷被推，保持恆定的運動。
類似地，三相電力系統可確保恆定和平衡的電力流，從而提高效率和可靠性，這對於比特幣挖礦等高需求應用尤其有利。
比特幣挖礦電力需求的演變
自誕生以來，比特幣挖礦已經取得了長足的進步，多年來電力需求發生了顯著變化。
2013 年之前，礦工依靠 CPU 和 GPU 來挖掘比特幣。隨著比特幣網絡的發展和競爭的加劇，ASIC（專用集成電路）礦機的出現真正改變了遊戲規則。這些設備專為挖掘比特幣而設計，具有無與倫比的效率和性能。然而，這些機器對功率的要求越來越高，因此必須改進電源系統。
2016 年，頂級礦機的計算速度為 13 TH/s，功耗約為 1,300 瓦 (W)。雖然以今天的標準來看，這種礦機效率極低，但由於當時網絡競爭較少，使用這種礦機挖礦還是很有利可圖的。然而，為了在當今競爭激烈的環境中創造可觀的利潤，機構礦工現在依賴功耗約為 3,510 W 的礦機。
隨著 ASIC 的電力需求和高性能挖礦作業的效率要求不斷增長，單相電力系統的侷限性凸顯出來。過渡到三相電力成為支持行業日益增長的能源需求的合理步驟。
比特幣挖礦中的 480v 三相
效率第一
480v 三相電源長期以來一直是北美、南美和其他地區工業環境的標準。它之所以被廣泛採用，是因為它在效率、成本節約和可擴展性方面具有諸多優勢。480v 三相電源的一致性和可靠性使其成為需要更長正常運行時間和車隊效率的運營的理想選擇，尤其是在減半後的世界。
三相電的主要優點之一是它能夠提供更高的功率密度，從而減少能量損失並確保採礦設備以最佳性能水平運行。
此外，實施三相電力系統可以大大節省電力基礎設施成本。更少的變壓器、更小的佈線以及對電壓穩定設備的需求減少有助於降低安裝和維護費用。
例如，在 208v 三相電壓下，需要 17.3 千瓦功率的負載需要 48 安培的電流。但是，如果由 480v 電源為相同負載供電，則電流要求降至僅 24 安培。電流減半不僅可以減少功率損耗，還可以最大限度地減少對更粗、更昂貴的電線的需求。
可擴展性
隨著挖礦業務的擴大，無需對電力基礎設施進行大規模改造即可輕鬆增加容量的能力至關重要。專為 480v 三相電源設計的系統和組件具有高可用性，使礦工能夠更輕鬆地高效擴展其業務。
隨著比特幣挖礦行業的發展，開發更多符合三相標準的 ASIC 的趨勢很明顯。採用 480v 三相配置設計挖礦設施不僅可以解決當前的低效率問題，還可以確保基礎設施面向未來。這使礦工能夠無縫集成可能在設計時考慮到三相電源兼容性的新技術。
如下表所示，浸沒冷卻和水冷技術在擴大比特幣挖礦規模以實現更高哈希率輸出方面是更優越的方法。但為了支持如此高的計算能力，必須配置三相電源以保持類似的電源效率水平。簡而言之，這將在利潤率百分比相同的情況下帶來更高的運營利潤。
在比特幣挖礦業務中實施三相電源
過渡到三相電力系統需要仔細規劃和執行。以下是在比特幣挖礦操作中實施三相電力的關鍵步驟。
評估電力需求
實施三相電力系統的第一步是評估採礦作業的電力需求。這涉及計算所有采礦設備的總功耗並確定電力系統的適當容量。
升級電力基礎設施
升級電力基礎設施以支持三相電力系統可能涉及安裝新的變壓器、電線和斷路器。與合格的電氣工程師合作以確保安裝符合安全和監管標準至關重要。
為三相電源配置 ASIC 礦機
許多現代 ASIC 礦機設計為使用三相電源運行。但是，較舊的型號可能需要修改或使用電源轉換設備。將礦機配置為使用三相電源運行是最大限度提高效率的關鍵步驟。
實施冗餘和備份系統
為了確保採礦作業不間斷，實施冗餘和備份系統至關重要。這包括安裝備用發電機、不間斷電源和冗餘電路，以防止斷電和設備故障。
監控和維護
三相電力系統投入運行後，持續監控和維護對於確保最佳性能至關重要。定期檢查、負載平衡和主動維護有助於在潛在問題影響運營之前發現並解決這些問題。
結論
比特幣挖礦的未來在於高效利用電力資源。隨著芯片處理技術的進步達到極限，關注電源設置變得越來越重要。三相電源，特別是 480v 系統，具有許多優勢，可以徹底改變比特幣挖礦操作。
通過提供更高的功率密度、更高的效率、更低的基礎設施成本和可擴展性，三相電力系統可以滿足採礦業日益增長的需求。實施這樣的系統需要仔細規劃和執行，但其好處遠遠大於挑戰。
隨著比特幣挖礦行業的不斷發展，採用三相電源可以為更可持續、更有利可圖的運營鋪平道路。有了合適的基礎設施，礦工可以充分利用設備的潛力，在競爭激烈的比特幣挖礦世界中保持領先地位。
這是 Bitdeer 戰略部 Christian Lucas 的客座文章。所表達的觀點完全是他們自己的觀點，並不一定反映BTC Inc 或 Bitcoin Magazine 的觀點。
