การปรับปรุงประสิทธิภาพสำหรับการขุด Bitcoin ด้วยแหล่งพลังงานที่ไม่ต่อเนื่อง
แปลโดย : Gemini 2.5 Pro / credit : https://braiins.com/books/bitcoin-mining-economics
การปรับปรุงประสิทธิภาพสำหรับการขุด Bitcoin ด้วยแหล่งพลังงานที่ไม่ต่อเนื่อง (Optimizations for Bitcoin Mining with Intermittent Energy Sources)
การสำรวจวิธีการลดค่าใช้จ่ายในการลงทุน (CapEx) และค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน (OpEx) รวมถึงการปรับปรุงอายุการใช้งานฮาร์ดแวร์ ASIC สำหรับผู้ขุด Bitcoin ที่มีแหล่งจ่ายไฟไม่ต่อเนื่อง เนื้อหานี้เผยแพร่ครั้งแรกในเดือนกรกฎาคม 2021 และจำลอง Antminer S17s แต่การวิเคราะห์ทางเศรษฐกิจได้รับการอัปเดตในปี 2023 สำหรับ Antminer S19s และเศรษฐศาสตร์การขุดในปัจจุบัน (เช่น ที่ลดลง)
ตั้งแต่ Bitcoin เข้าสู่ยุคการขุด ASIC ในปี 2013 ความก้าวหน้าส่วนใหญ่เกิดขึ้นกับฮาร์ดแวร์ ASIC ตัวแรก—Avalon1 ที่เปิดตัวโดย Canaan ในปี 2013—มี hashrate 60 GH/s และการใช้พลังงาน 595 W ในแง่ของประสิทธิภาพปัจจุบัน นั่นคือต่ำกว่า 10,000 J/TH เล็กน้อย
ในอีกสี่ปีต่อมา ประสิทธิภาพดีขึ้นถึงสองเท่า เมื่อการเปิดตัว Antminer S9 ในปี 2016 ทำให้เราต่ำกว่า 100 J/TH อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นกำลังเริ่มชะลอตัวลงอย่างมีนัยสำคัญ ASIC ที่ดีที่สุดของปี 2021 มี hashrate ประมาณ 30 J/TH และมีประสิทธิภาพเพียง 10-20 J/TH มากกว่ารุ่นกลางก่อนหน้า
เมื่อสนามแข่งขันค่อยๆ เท่าเทียมกันสำหรับฮาร์ดแวร์ หนึ่งในวิธีที่ผู้ขุดกำลังค้นหาความได้เปรียบในการแข่งขันตอนนี้คือผ่าน Power Purchasing Agreements (PPAs) ที่ซับซ้อนมากขึ้น และโดยการตั้งค่าถัดจากแหล่งพลังงานที่ไม่ต่อเนื่องเพื่อใช้พลังงานส่วนเกิน ตัวอย่างเช่น ผู้ขุดหลายรายในเท็กซัสกำลังทำหน้าที่เป็น Controllable Load Resources ในระบบ ERCOT (Electric Reliability Council of Texas) ซึ่งหมายความว่าพวกเขายินยอมที่จะใช้พลังงานน้อยลงเมื่อมีความต้องการสูงจากโครงข่าย และแลกเปลี่ยนกับการที่พวกเขาจ่ายราคาที่ต่ำกว่ามาก (เช่น 1-3 ¢/kWh) สำหรับไฟฟ้าของพวกเขาในช่วงเวลาที่เหลือ
ด้วยแหล่งพลังงานที่ไม่สม่ำเสมอและไม่ต่อเนื่องเหล่านี้ ผู้ขุดจะต้องพัฒนากลยุทธ์ที่กำหนดเองเพื่อกำหนดปริมาณพลังงานที่พวกเขาใช้ในแต่ละช่วงเวลา
ในบทความนี้ เราจะกล่าวถึงการปรับปรุงประสิทธิภาพพื้นฐานบางอย่างที่ผู้ขุดเหล่านี้สามารถทำได้ในการวางแผนและดำเนินงานเพื่อเพิ่มความสามารถในการทำกำไรสูงสุด
การเพิ่มขึ้นของพลังงานที่ไม่ต่อเนื่อง (THE RISE OF INTERMITTENT ENERGY)
แผนภูมิด้านล่างแสดงถึงกำลังการผลิตที่เพิ่มขึ้นของพลังงานหมุนเวียนแปรผัน (Variable Renewable Energy - VRE) ในสหราชอาณาจักรและเยอรมนีตั้งแต่ปี 2007 ถึง 2016 และด้วยเหตุนี้ ปริมาณการจำกัดการผลิตที่เพิ่มขึ้น (กล่าวคือ การลดกำลังการผลิตไฟฟ้าให้ต่ำกว่าที่สามารถผลิตได้) เพื่อปรับสมดุลอุปทานและอุปสงค์พลังงาน แนวโน้มที่คล้ายกันกำลังเกิดขึ้นทั่วโลกที่พัฒนาแล้ว
ดังที่กล่าวไว้ในบท "เศรษฐศาสตร์ของการขุด Bitcoin ด้วยพลังงานแสงอาทิตย์" การเสียบปลั๊กเครื่องขุด Bitcoin เพื่อใช้พลังงานส่วนเกิน (เช่น การจำกัดการผลิตพลังงานหมุนเวียนในแผนภูมิด้านบน) ไม่ได้เป็นชัยชนะที่ตรงไปตรงมาเสมอไป ผู้ขุดจำเป็นต้องมีเวลาทำงานสูง มิฉะนั้น มีความเสี่ยงอย่างมีนัยสำคัญที่เครื่อง ASIC จะไม่สามารถสร้างผลตอบแทนจากการลงทุนที่เป็นบวกได้เลย แม้จะมีไฟฟ้าที่ราคาถูกมากหรือฟรีก็ตาม
จากช่วงเวลาที่พวกเขาซื้อฮาร์ดแวร์ ผู้ขุดก็อยู่ภายใต้ข้อจำกัดด้านเวลาในการเพิ่มปริมาณ BTC ที่ขุดได้ให้สูงสุด ไม่ว่าราคาไฟฟ้าของพวกเขาจะถูกแค่ไหนก็ตาม นี่เป็นเพราะว่า ยกเว้นเดือนที่ตามมาจากการแบนการขุดของจีน ความยากของเครือข่าย Bitcoin ได้เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยมีอัตราเพิ่มขึ้นประมาณ 8% ต่อเดือนในช่วงยุค ASIC สมัยใหม่ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ BTC ที่ขุดได้ต่อ terahash ของ hashrate ได้ลดลงประมาณ 8% ต่อเดือนในช่วงเวลานั้น
เมื่อความยากเพิ่มขึ้นและ hashvalue (BTC/TH/day) ลดลงตามไปด้วย ผลตอบแทนที่สร้างขึ้นจากการลงทุนเริ่มต้นในฮาร์ดแวร์ ASIC ก็ช้าลง ตัวอย่างเช่น แผนภูมิด้านล่างเปรียบเทียบผลตอบแทนในช่วง 24 เดือนสำหรับ ASIC ที่มีเวลาทำงาน 100% เทียบกับเวลาทำงาน 70% ในขณะที่รายได้จาก ASIC ที่มีเวลาทำงาน 100% เกินต้นทุนของ ASIC (ในรูปของ BTC) ในเดือนที่ 12 แต่สิ่งเดียวกันไม่เคยเกิดขึ้นสำหรับ ASIC ที่มีเวลาทำงาน 70% สิ่งนี้แสดงให้เห็นง่ายๆ ว่าไม่สำคัญว่าค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานของคุณจะต่ำแค่ไหน หากคุณต้องเสียรายได้มากเกินไป
หากรายได้จากการขุดทั้งหมดที่ผลิตโดย ASIC ไม่เคยเกินจำนวนเงินเริ่มต้นที่จ่ายไปสำหรับ ASIC และต้นทุนในการดำเนินการ (ในรูปของ BTC) ก็จะดีกว่าที่จะซื้อ BTC โดยตรงตั้งแต่ต้นและไม่ต้องขุด แน่นอนว่ามีเหตุผลมากมาย (ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการจัดหาเงินทุน) ที่ทำให้ฟาร์มขุดเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นอยู่ดี แต่ผู้เขียนจะขอไม่นอกเรื่องไปมากกว่านี้
แล้วจะทำอย่างไรเพื่อปรับปรุงเศรษฐศาสตร์ของการดำเนินงานการขุดรุ่นใหม่นี้ที่ใช้แหล่งพลังงานที่ไม่ต่อเนื่องและเข้าร่วมในโปรแกรมปรับสมดุลโหลดได้บ้าง?
พลังงานที่แพงกว่า (ค่อนข้าง) ดีกว่าไม่มีพลังงาน (RELATIVELY) MORE EXPENSIVE ENERGY IS BETTER THAN NO ENERGY)
วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำให้การดำเนินงานการขุดมีความเป็นไปได้ด้วยแหล่งพลังงานที่ไม่ต่อเนื่องอย่างมากคือการใช้แหล่งพลังงานอื่นในช่วงเวลาที่เหลือ เช่น ก๊าซธรรมชาติ พลังงานโครงข่าย หรือพลังงานบางส่วนที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่จากแหล่งพลังงานที่ไม่ต่อเนื่อง (เช่น พลังงานแสงอาทิตย์หรือลม)
ในสถานการณ์เช่นนั้น ไม่น่าเป็นไปได้ที่แหล่งพลังงานสำรองจะมีราคาถูกเมื่อเทียบกับแหล่งพลังงานหลัก ก๊าซธรรมชาติ แม้จะถูกทิ้ง ก็อาจมี CapEx ที่สูงกว่าในการติดตั้งโครงสร้างพื้นฐานที่จำเป็น ในขณะที่พลังงานโครงข่ายและพลังงานแบตเตอรี่จะมีความต้องการจากแหล่งอื่น ๆ ที่ผลักดันราคา ณ จุดนั้นให้สูงขึ้น
สำหรับการวิเคราะห์นี้ สมมติว่าผู้ขุดได้รับไฟฟ้า "ฟรี" เฉลี่ย 8 ชั่วโมงต่อวันจากแผงโซลาร์เซลล์ในช่วงที่การผลิตสูงสุด แต่พวกเขาต้องจ่ายราคาเดียวกับผู้บริโภคอุตสาหกรรมทั่วไป เช่น 8 ¢/kWh สำหรับพลังงานของพวกเขาในช่วง 16 ชั่วโมงที่เหลือต่อวัน
ด้วยราคา BTC ที่ 30,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ และความยากของเครือข่ายใกล้ 50T ณ เวลาที่ (เขียนใหม่) ฮาร์ดแวร์ที่มีประสิทธิภาพดีกว่า 35 J/TH เท่านั้นจึงจะเพียงพอ ดังนั้น เราจะเริ่มต้นด้วยการดู Antminer S19j Pro ที่มีไฟฟ้าฟรี 8 ชั่วโมงต่อวัน และ 8 ¢/kWh ในช่วง 16 ชั่วโมงที่เหลือ
และเมื่อคงข้อมูลป้อนเข้าทั้งหมดไว้เหมือนเดิม ยกเว้นการจ่าย 0.08 ดอลลาร์สหรัฐฯ/kWh สำหรับไฟฟ้า
ซึ่งหมายความว่าคุณจะทำกำไรได้ 2.61 ดอลลาร์สหรัฐฯ (1/3 * 7.84 ดอลลาร์สหรัฐฯ) ต่อวันในช่วง 8 ชั่วโมงที่มีไฟฟ้าฟรี และ 1.30 ดอลลาร์สหรัฐฯ (2/3 * 1.93 ดอลลาร์สหรัฐฯ) ในช่วง 16 ชั่วโมงที่เหลือ รวมเป็น 3.90 ดอลลาร์สหรัฐฯ กล่าวอีกนัยหนึ่ง คุณเพิ่มกำไรรายวันของคุณเกือบ 50% ด้วยการเดินเครื่องขุดด้วยไฟฟ้าที่แพงกว่า แทนที่จะปิดเครื่องไปในช่วง 16 ชั่วโมงนั้น
แต่เราอย่าหยุดเพียงแค่นั้น ในสถานการณ์อนาคตที่การขุดมีการแข่งขันสูงอีกครั้ง ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นและความยืดหยุ่นเพิ่มเติมของเฟิร์มแวร์ปรับแต่งอัตโนมัติสามารถสร้างความแตกต่างอย่างมาก เชิญพบกับ Braiins OS+
ในช่วง 8 ชั่วโมงต่อวันที่มีไฟฟ้าฟรี การรัน Braiins OS+ และปรับปรุงประสิทธิภาพ 2 J/TH ในขณะที่ยังคงใช้กำลังไฟฟ้ามาตรฐาน (3080 W) จะเพิ่มความสามารถในการทำกำไรจาก 7.84 ดอลลาร์สหรัฐฯ เป็น 8.23 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อ 24 ชั่วโมง หลังจากหักค่าธรรมเนียมเฟิร์มแวร์ 2.5% จากรายได้
แต่สิ่งที่วิเศษจริงๆ อยู่ในช่วง 16 ชั่วโมงที่เหลือ เมื่อประสิทธิภาพของ ASIC มีความสำคัญมากขึ้นเนื่องจากค่าไฟฟ้าที่สูงขึ้นมาก ด้วย Autotuning และโปรไฟล์ประสิทธิภาพสูง (การใช้พลังงาน 2200 W) S19j Pro สามารถผลิต hashrate ได้ประมาณ 88 TH/s ที่ 25 J/TH เพื่อทำกำไรได้ 2.25 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อ 24 ชั่วโมงของการดำเนินงานด้วยไฟฟ้า 0.08 ดอลลาร์สหรัฐฯ/kWh
เมื่อรวมสองช่วงเวลาของเราเข้าด้วยกันอีกครั้ง เราจะได้กำไร 2.74 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อวันสำหรับ 8 ชั่วโมงฟรี และกำไร 1.53 ดอลลาร์สหรัฐฯ สำหรับ 16 ชั่วโมงที่เหลือ รวมเป็น 4.27 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อวัน — เพิ่มความสามารถในการทำกำไร 12% เมื่อเทียบกับเฟิร์มแวร์มาตรฐาน และเพิ่มความสามารถในการทำกำไร 62% เมื่อเทียบกับเฟิร์มแวร์มาตรฐานที่ไม่มีแหล่งพลังงานสำรอง ยังไม่นับ Satoshis ที่ขุดได้เพิ่มอีก 800 Satoshis ต่อเครื่องในแต่ละวัน
เป็นที่น่าสังเกตว่าการใช้โหมดประสิทธิภาพสูงนี้ไม่เพียงแต่ลดค่าไฟฟ้าต่อเดือนโดยรวมสำหรับพลังงานโครงข่ายที่ใช้เท่านั้น แต่ในบางกรณีอาจลดราคาไฟฟ้าเองได้ด้วยซ้ำ นี่เป็นเพราะเป็นเรื่องปกติที่จะถูกเรียกเก็บเงินในอัตราที่มีสององค์ประกอบ: ค่าบริการพื้นฐานและค่าบริการตามความต้องการโดยอิงจากการใช้พลังงานสูงสุดของคุณในช่วงเวลาสั้นๆ สำหรับทั้งเดือนหรือรอบบิล ด้วยการใช้พลังงานต่อเครื่องขุดน้อยลง การใช้พลังงานสูงสุดก็จะลดลง ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ของค่าบริการตามความต้องการที่ต่ำลง และดังนั้นราคาไฟฟ้าต่อ kWh โดยรวมก็ลดลง ไม่ต้องพูดถึงว่าคุณขุด BTC ได้มากขึ้นต่อวัตต์ของไฟฟ้าที่ใช้ไป ด้วยประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์ที่เพิ่มขึ้น
ข้อเสียคือการขุด BTC ได้น้อยลงเมื่อเทียบกับการใช้พลังงานที่สูงขึ้น แต่หลังจากหัก BTC ที่ขายเพื่อชำระค่าไฟฟ้าแล้ว ก็ยังเป็นผลบวกสุทธิ
สรุป:
การขุดด้วยแหล่งพลังงานที่ไม่ต่อเนื่องจะสมเหตุสมผลมากขึ้นหากสามารถเสริมด้วยแหล่งพลังงานอื่นเพื่อรักษาเวลาทำงาน
เฟิร์มแวร์ปรับแต่งอัตโนมัติสามารถเพิ่มความยืดหยุ่น ทำให้ลดการใช้พลังงานได้อย่างมากเมื่อค่าไฟฟ้าสูงขึ้น และปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวม
ประเด็นที่สองนี้ควรเจาะลึกมากขึ้น เนื่องจากสามารถนำไปใช้กับผู้ขุดที่เข้าร่วมโครงการปรับสมดุลโหลดด้วยเหตุผลอื่นนอกเหนือจากการลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานทันที
ผลกระทบของความร้อนต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของฮาร์ดแวร์ ASIC (EFFECTS OF HEAT ON ASIC HARDWARE EFFICIENCY AND LIFESPAN)
อีกปัจจัยหนึ่งที่ควรทราบคือ ไม่ใช่แค่เวลาที่เปิดและปิดเท่านั้นที่สำคัญต่อความสามารถในการทำกำไรของ ASIC ในระยะยาว แต่ยังรวมถึงจำนวนครั้งที่คุณเปลี่ยนระหว่างสองสถานะด้วย ชิป hashing ในเครื่องขุด ASIC ทำจากซิลิกอน และวัสดุนี้ทำงานที่อุณหภูมิค่อนข้างสูงระหว่างการขุด (เหมาะสมที่สุดที่ 70-85°C หรือ 158-185°F) จากนั้น เมื่อ ASIC ปิดเครื่องเป็นระยะเวลาหนึ่ง ชิปจะกลับสู่อุณหภูมิแวดล้อม กระบวนการให้ความร้อนและทำให้วัสดุเย็นลงเรียกว่า thermal cycling และอาจส่งผลให้คุณภาพของชิปซิลิกอนเสื่อมสภาพเร็วขึ้น
ยังไม่มีข้อมูลสาธารณะ (ในขณะนี้) ที่จะช่วยหาปริมาณผลกระทบของการ thermal cycling บ่อยครั้งต่อรุ่น ASIC ยอดนิยมใดๆ ดังนั้นเราจะไม่อ้างอิงถึงจำนวนเดือนที่อาจทำให้อายุการใช้งานของ ASIC สั้นลง หรือการสูญเสียประสิทธิภาพที่อาจเกิดขึ้นตลอดอายุการใช้งาน อย่างไรก็ตาม เป็นที่ปลอดภัยที่จะสมมติว่า thermal cycling ที่ไม่บ่อยครั้งดีกว่า thermal cycling ที่บ่อยครั้งสำหรับอายุการใช้งานของฮาร์ดแวร์ โดยปัจจัยอื่นๆ ทั้งหมดเท่ากัน
นอกจากนี้ การวิจัยโดย Braiins ที่เผยแพร่ในปี 2022 แสดงให้เห็นว่า เมื่อปัจจัยอื่นๆ ทั้งหมด (แรงดันไฟฟ้าและความถี่) เท่ากัน ประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์สำหรับเครื่องขุด Antminer S19 ลดลงอย่างมีนัยสำคัญที่อุณหภูมิสูงขึ้น
กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ คุณใช้พลังงานมากขึ้นเพื่อผลิต hashrate เท่าเดิม เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมในการขุดของคุณเพิ่มขึ้น ความสัมพันธ์นี้อาจมีความสำคัญน้อยกว่าสำหรับฮาร์ดแวร์จาก MicroBT แต่ก็ยังคงใช้ได้
ลองจินตนาการถึงการดำเนินงานการขุดที่ทำงานด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงที่มีแสงแดด และปิดเครื่องในเวลาที่เหลือ วันที่ดีที่สุดสำหรับการผลิตพลังงานอาจเป็นวันที่แย่ที่สุดสำหรับประสิทธิภาพการขุดเนื่องจากความร้อน และชิป ASIC จะเสื่อมสภาพเร็วขึ้นอย่างมีนัยสำคัญกว่ามาตรฐานอุตสาหกรรมต่อ hash ที่คำนวณได้ เนื่องจากจะทำงานในอุณหภูมิสูงในเวลากลางวัน จากนั้นจะเย็นลงอย่างสมบูรณ์หลังจากพระอาทิตย์ตกดิน เพียงเพื่อจะทำซ้ำกระบวนการทั้งหมดในวันถัดไป
หากมีวิธีที่จะทำให้มันทำงานได้ซึ่งเราจะพูดถึงในบทถัดไป...
Last updated