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Perché i sistemi elettrici trifase possono offrire ai minatori un vantaggio competitivo mentre l'efficienza ASIC diminuisce
Dall'introduzione del primo miner ASIC nel 2013, il mining di Bitcoin è cresciuto esponenzialmente, con un'efficienza aumentata da 1.200 J/TH a soli 15 J/TH. Sebbene questi progressi siano stati trainati dal miglioramento della tecnologia dei chip, abbiamo ormai raggiunto i limiti dei semiconduttori al silicio. Con il continuo miglioramento dell'efficienza, l'attenzione deve spostarsi sull'ottimizzazione di altri aspetti del mining, in particolare delle impostazioni di consumo energetico.
Nel mining di Bitcoin, l'alimentazione trifase è diventata un'alternativa migliore a quella monofase. Poiché sempre più ASIC sono progettati per tensioni di ingresso trifase, le future infrastrutture di mining dovrebbero prendere in considerazione l'implementazione di un sistema trifase unificato a 480 V, soprattutto data la sua diffusione e scalabilità in Nord America.
Per comprendere l'importanza dell'alimentazione trifase quando si estrae Bitcoin, è necessario prima comprendere le basi dei sistemi di alimentazione monofase e trifase.
L'alimentazione monofase è il tipo di alimentazione più comune nelle applicazioni residenziali. È costituita da due fili: un filo di fase e un filo neutro. La tensione in un sistema monofase oscilla secondo un andamento sinusoidale, con la potenza erogata che raggiunge un picco e poi scende a zero due volte durante ogni ciclo.
Immagina di spingere una persona su un'altalena. A ogni spinta, l'altalena si muove in avanti, poi indietro, raggiunge il punto più alto, poi scende al punto più basso, e poi tu spingi di nuovo.
Come le oscillazioni, anche i sistemi di alimentazione monofase presentano periodi di massima e di potenza in uscita nulla. Questo può portare a inefficienze, soprattutto quando è richiesta una fornitura stabile, sebbene nelle applicazioni residenziali tali inefficienze siano trascurabili. Tuttavia, in applicazioni industriali impegnative come il mining di Bitcoin, questo diventa estremamente importante.
L'elettricità trifase è comunemente utilizzata in ambienti industriali e commerciali. È costituita da fili trifase, che forniscono un'alimentazione più stabile e affidabile.
Analogamente, usando l'esempio dell'altalena, supponiamo che tre persone la spingano, ma l'intervallo di tempo tra ogni spinta è diverso. Una persona spinge l'altalena quando inizia a rallentare dopo la prima spinta, un'altra la spinge per un terzo della sua corsa e la terza per due terzi. Di conseguenza, l'altalena si muove in modo più fluido e uniforme perché viene spinta costantemente con angolazioni diverse, il che garantisce un movimento costante.
Allo stesso modo, i sistemi di alimentazione trifase forniscono un flusso di elettricità costante ed equilibrato, aumentando così l'efficienza e l'affidabilità, il che è particolarmente utile per applicazioni ad alta richiesta come il mining di Bitcoin.
Il mining di Bitcoin ha fatto molta strada dai suoi esordi e nel corso degli anni il fabbisogno energetico è cambiato notevolmente.
Prima del 2013, i miner utilizzavano CPU e GPU per minare Bitcoin. Con la crescita della rete Bitcoin e l'aumento della concorrenza, l'avvento dei miner ASIC (circuiti integrati specifici per applicazione) ha davvero cambiato le regole del gioco. Questi dispositivi sono progettati specificamente per il mining di Bitcoin e offrono efficienza e prestazioni ineguagliabili. Tuttavia, queste macchine consumano sempre più energia, richiedendo miglioramenti nei sistemi di alimentazione.
Nel 2016, le macchine per il mining più potenti avevano una velocità di calcolo di 13 TH/s e consumavano circa 1.300 watt. Sebbene il mining con questo sistema fosse estremamente inefficiente per gli standard odierni, all'epoca era redditizio grazie alla scarsa concorrenza sulla rete. Tuttavia, per ottenere un profitto dignitoso nell'attuale contesto competitivo, i miner istituzionali si affidano ora ad apparecchiature di mining che consumano circa 3.510 watt di elettricità.
Con l'aumento dei requisiti di potenza ed efficienza degli ASIC per le attività minerarie ad alte prestazioni, i limiti dei sistemi di alimentazione monofase diventano evidenti. Il passaggio all'alimentazione trifase sta diventando un passo logico per soddisfare il crescente fabbisogno energetico del settore.
La corrente trifase a 480 V è da tempo lo standard negli ambienti industriali in Nord America, Sud America e altrove. È ampiamente adottata grazie ai suoi numerosi vantaggi in termini di efficienza, risparmio sui costi e scalabilità. La stabilità e l'affidabilità dell'alimentazione trifase a 480 V la rendono ideale per le attività che richiedono maggiore uptime ed efficienza della flotta, soprattutto in un mondo che sta subendo un dimezzamento.
Uno dei principali vantaggi dell'elettricità trifase è la sua capacità di fornire una maggiore densità di potenza, riducendo così le perdite di energia e garantendo che le attrezzature minerarie funzionino a prestazioni ottimali.
Inoltre, l'implementazione di un sistema di alimentazione trifase può portare a risparmi significativi sui costi delle infrastrutture elettriche. Meno trasformatori, meno cablaggi e una minore necessità di apparecchiature di stabilizzazione della tensione contribuiscono a ridurre i costi di installazione e manutenzione.
Ad esempio, a 208 V trifase, un carico da 17,3 kW richiederebbe 48 ampere di corrente. Tuttavia, se alimentato da una sorgente a 480 V, l'assorbimento di corrente scende a soli 24 ampere. Dimezzando la corrente non solo si riduce la perdita di potenza, ma si riduce anche al minimo la necessità di cavi più spessi e costosi.
Con l'espansione delle attività minerarie, la capacità di aumentare facilmente la capacità senza modifiche significative all'infrastruttura energetica è fondamentale. Sistemi e componenti progettati per l'alimentazione trifase a 480 V offrono un'elevata disponibilità, consentendo ai miner di scalare le proprie attività in modo efficiente.
Con la crescita del settore del mining di Bitcoin, si sta delineando una chiara tendenza verso lo sviluppo di un maggior numero di ASIC conformi allo standard trifase. Progettare impianti di mining con una configurazione trifase a 480 V non solo risolve l'attuale problema di inefficienza, ma garantisce anche che l'infrastruttura sia a prova di futuro. Ciò consente ai miner di integrare perfettamente nuove tecnologie, che potrebbero essere state progettate tenendo conto della compatibilità con l'alimentazione trifase.
Come mostrato nella tabella sottostante, il raffreddamento a immersione e il raffreddamento ad acqua sono metodi eccellenti per scalare il mining di Bitcoin e ottenere prestazioni di hashing più elevate. Tuttavia, per supportare una potenza di calcolo così elevata, l'alimentatore trifase deve essere configurato per mantenere un livello di efficienza energetica simile. In breve, ciò si tradurrà in maggiori profitti operativi a parità di margine percentuale.
Il passaggio a un sistema di alimentazione trifase richiede un'attenta pianificazione e implementazione. Di seguito sono riportati i passaggi fondamentali per implementare l'alimentazione trifase nella tua attività di mining di Bitcoin.
Il primo passo per implementare un sistema di alimentazione trifase è valutare il fabbisogno energetico della vostra attività mineraria. Ciò comporta il calcolo del consumo energetico totale di tutte le attrezzature minerarie e la determinazione della capacità adeguata del sistema di alimentazione.
L'aggiornamento dell'infrastruttura elettrica per supportare un sistema di alimentazione trifase potrebbe richiedere l'installazione di nuovi trasformatori, cavi e interruttori automatici. È fondamentale rivolgersi a un elettricista qualificato per garantire che l'installazione sia conforme agli standard e alle normative di sicurezza.
Molti miner ASIC moderni sono progettati per funzionare con alimentazione trifase. Tuttavia, i modelli più vecchi potrebbero richiedere modifiche o l'utilizzo di apparecchiature di conversione di potenza. Configurare il proprio impianto di mining per funzionare con alimentazione trifase è un passaggio fondamentale per garantire la massima efficienza.
Per garantire la continuità operativa delle attività minerarie, è essenziale implementare sistemi di backup e ridondanza. Ciò include l'installazione di generatori di backup, gruppi di continuità (UPS) e circuiti di backup per proteggere da interruzioni di corrente e guasti alle apparecchiature.
Una volta che un sistema elettrico trifase è operativo, il monitoraggio e la manutenzione costanti sono fondamentali per garantirne prestazioni ottimali. Ispezioni regolari, bilanciamento del carico e manutenzione preventiva possono aiutare a identificare e risolvere potenziali problemi prima che influiscano negativamente sul funzionamento.
Il futuro del mining di Bitcoin risiede nell'uso efficiente delle risorse elettriche. Con l'avanzare della tecnologia di elaborazione dei chip che raggiunge i propri limiti, prestare attenzione alle impostazioni di alimentazione sta diventando sempre più importante. L'alimentazione trifase, in particolare i sistemi a 480 V, offre numerosi vantaggi che possono rivoluzionare le operazioni di mining di Bitcoin.
I sistemi di alimentazione trifase possono soddisfare le crescenti esigenze dell'industria mineraria offrendo maggiore densità di potenza, maggiore efficienza, minori costi infrastrutturali e scalabilità. L'implementazione di un sistema di questo tipo richiede un'attenta pianificazione e implementazione, ma i vantaggi superano di gran lunga le sfide.
Con la continua crescita del settore del mining di Bitcoin, l'adozione dell'alimentazione trifase potrebbe aprire la strada a un'attività più sostenibile e redditizia. Con la giusta infrastruttura, i miner possono sfruttare appieno il potenziale delle loro attrezzature e rimanere leader nel competitivo mondo del mining di Bitcoin.
Questo è un guest post di Christian Lucas di Bitdeer Strategy. Le opinioni espresse sono esclusivamente sue e non riflettono necessariamente le opinioni di BTC Inc o di Bitcoin Magazine.