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ASICの効率が低下する一方で、三相電気システムが鉱山会社に競争上の優位性をもたらす理由
2013年に最初のASICマイナーが導入されて以来、ビットコインマイニングは飛躍的に成長し、効率は1,200 J/THからわずか15 J/THへと向上しました。こうした向上はチップ技術の向上によるものでしたが、シリコンベースの半導体は限界に達しています。効率の向上が続くにつれ、マイニングの他の側面、特に電力設定の最適化に重点を移す必要があります。
ビットコインマイニングにおいて、三相電源は単相電源よりも優れた代替手段となっています。三相入力電圧向けに設計されるASICが増えるにつれ、特に北米における普及率と拡張性を考慮すると、将来のマイニングインフラでは統一された三相480Vシステムの導入を検討すべきです。
ビットコインのマイニングにおける三相電源の重要性を理解するには、まず単相および三相電力システムの基礎を理解する必要があります。
単相電力は、住宅用途で最も一般的に使用される電力です。単相電力は、相線と中性線の2本の電線で構成されています。単相システムの電圧は正弦波状に変動し、供給電力は1サイクル中に2回ピークに達し、その後ゼロまで低下します。
ブランコに乗っている人を押す場面を想像してみてください。押すたびにブランコは前に揺れ、後ろに揺れ、最高点に達し、そして最低点まで下がり、そしてまた押すのです。
単相電力システムにも、振動と同様に、最大出力とゼロ出力の期間があります。これは、特に安定した供給が求められる場合に非効率につながる可能性があります。ただし、家庭用アプリケーションではこのような非効率は無視できる程度です。しかし、ビットコインマイニングのような要求の厳しい産業用アプリケーションでは、これが極めて重要になります。
三相電力は、産業および商業の分野で広く使用されています。三相電線で構成されており、より安定した信頼性の高い電力供給を提供します。
同様に、ブランコの例で言えば、3人がブランコを押しているものの、押す間隔がそれぞれ異なるとします。1人は最初の押し込み後、ブランコが減速し始めた時に押し、もう1人は3分の1まで押し、さらに3分の2まで押します。その結果、ブランコは常に異なる角度で押されているため、より滑らかで均一な動きとなり、一定の動きが保たれます。
同様に、三相電力システムは一定かつバランスの取れた電気の流れを提供するため、効率と信頼性が向上し、ビットコインマイニングなどの需要の高いアプリケーションに特に役立ちます。
ビットコインのマイニングは開始以来長い道のりを歩んできましたが、電力要件も長年にわたって大きく変化してきました。
2013年以前は、マイナーはCPUとGPUを使用してビットコインをマイニングしていました。ビットコインネットワークが拡大し、競争が激化するにつれて、ASIC（特定用途向け集積回路）マイナーの登場が状況を一変させました。これらのデバイスはビットコインマイニング専用に設計されており、比類のない効率とパフォーマンスを提供します。しかし、これらのマシンは消費電力がますます増大しており、電源システムの改善が求められています。
2016年当時、最も高性能なマイニングマシンの計算速度は13TH/sで、消費電力は約1,300ワットでした。このマシンを使ったマイニングは、今日の基準からすると極めて非効率でしたが、当時はネットワーク上の競争が少なかったため、利益を上げることができました。しかし、今日の競争の激しい環境で十分な利益を上げるために、機関投資家は約3,510ワットの電力を消費するマイニング機器に依存しています。
高性能マイニングオペレーションにおけるASICの電力と効率に対する要件がますます高まるにつれ、単相電力システムの限界が明らかになりつつあります。三相電力への移行は、業界の増大するエネルギー需要を満たすための論理的なステップになりつつあります。
三相480Vは、北米、南米、そしてその他の地域の産業現場で長年標準となっています。効率性、コスト削減、拡張性といった多くのメリットから、広く採用されています。三相480V電力の安定性と信頼性は、特に世界経済の半減期が迫る中、高い稼働率と車両効率が求められる業務に最適です。
三相電力の主な利点の 1 つは、より高い電力密度を提供できるため、エネルギー損失が削減され、採掘設備が最適なパフォーマンスで稼働することを保証できることです。
さらに、三相電力供給システムの導入は、電力インフラコストの大幅な削減につながります。変圧器や配線の削減、電圧安定化装置の必要性の低減により、設置コストと保守コストの削減につながります。
例えば、208V三相電圧の場合、17.3kWの負荷には48アンペアの電流が必要です。しかし、480V電源を使用すると、消費電流はわずか24アンペアに低下します。電流を半分に減らすことで、電力損失が低減されるだけでなく、より太く高価な電線の必要性も最小限に抑えられます。
採掘事業の拡大に伴い、電力インフラに大きな変更を加えることなく容易に容量を拡張できる能力が重要になります。480V三相電力向けに設計されたシステムとコンポーネントは高い可用性を提供し、採掘事業者が事業を効率的に拡張することを可能にします。
ビットコインマイニング業界の成長に伴い、三相電力規格に準拠したASICの開発が進むという明確な傾向が見られます。マイニング施設を三相480V構成で設計することで、現在の非効率性の問題を解決するだけでなく、インフラの将来性を確保できます。これにより、マイナーは三相電力の互換性を考慮して設計された新しい技術をシームレスに統合できるようになります。
下の表に示すように、液浸冷却と水冷は、ビットコインマイニングのスケーリングに優れており、ハッシュ性能の向上を実現します。しかし、このような高い計算能力を支えるには、三相電源を同等のエネルギー効率を維持するように構成する必要があります。つまり、同じマージン率でより高い営業利益が得られるということです。
三相電力システムへの移行には、慎重な計画と実装が必要です。以下は、ビットコインマイニング事業に三相電力を導入するための基本的な手順です。
三相電力システムを導入する最初のステップは、採掘作業における電力要件を評価することです。これには、すべての採掘機器の総消費電力を計算し、適切な電力システム容量を決定することが含まれます。
三相電力システムに対応するために電気設備をアップグレードする場合、新しい変圧器、電線、回路ブレーカーの設置が必要になる場合があります。設置が安全基準と規制を満たしていることを確認するために、資格のある電気技師と協力することが重要です。
最新のASICマイナーの多くは三相電源で動作するように設計されています。ただし、古いモデルでは改造や電力変換装置の使用が必要になる場合があります。マイニングリグを三相電源で動作するように設定することは、最大の効率を確保するための重要なステップです。
鉱山事業の継続的な運営を確保するには、バックアップおよび冗長システムの導入が不可欠です。これには、停電や機器の故障から保護するためのバックアップ発電機、無停電電源装置、バックアップ回路の設置が含まれます。
三相電力システムの運用開始後は、最適なパフォーマンスを確保するために継続的な監視とメンテナンスが不可欠です。定期的な点検、負荷分散、予防保守により、潜在的な問題が運用に影響を与える前に特定し、解決することができます。
ビットコインマイニングの未来は、電力資源の効率的な利用にかかっています。チップ処理技術の進歩が限界に達するにつれ、電力設定への注意がますます重要になっています。三相電力、特に480Vシステムは、ビットコインマイニング業務に革命をもたらす多くの利点をもたらします。
三相電力システムは、高い電力密度、効率性の向上、インフラコストの削減、そして拡張性を提供することで、鉱業の増大するニーズを満たすことができます。このようなシステムの導入には慎重な計画と実装が必要ですが、そのメリットは課題をはるかに上回ります。
ビットコインマイニング業界が成長を続ける中、三相電源の導入は、より持続可能で収益性の高い事業運営への道を開く可能性があります。適切なインフラを整備することで、マイナーは設備の潜在能力を最大限に活用し、競争の激しいビットコインマイニングの世界でリーダーであり続けることができます。
これはBitdeer Strategyのクリスチャン・ルーカス氏によるゲスト投稿です。ここで述べられている意見はルーカス氏自身のものであり、必ずしもBTC Inc.またはBitcoin Magazineの見解を反映するものではありません。