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3상 전기 시스템이 ASIC 효율성이 감소하는 동안 채굴자에게 경쟁 우위를 제공할 수 있는 이유
2013년 최초의 ASIC 채굴기가 출시된 이후 비트코인 채굴은 기하급수적으로 성장했으며, 효율은 1,200J/TH에서 15J/TH로 향상되었습니다. 이러한 성장은 칩 기술의 발전에 힘입은 것이지만, 이제 실리콘 기반 반도체의 한계에 도달했습니다. 효율이 지속적으로 향상됨에 따라, 채굴의 다른 측면, 특히 전력 설정을 최적화하는 데 집중해야 합니다.
비트코인 채굴에서 3상 전원은 단상 전원보다 더 나은 대안으로 부상했습니다. 3상 입력 전압에 맞춰 설계되는 ASIC이 증가함에 따라, 향후 채굴 인프라는 특히 북미 지역에서 널리 사용되고 확장성이 뛰어난 통합 3상 480V 시스템 구축을 고려해야 합니다.
비트코인 채굴 시 3상 전원 공급의 중요성을 이해하려면 먼저 단상 및 3상 전력 시스템의 기본을 이해해야 합니다.
단상 전력은 가정용으로 가장 일반적으로 사용되는 전력 유형입니다. 단상 전력은 상선과 중성선, 두 개의 전선으로 구성됩니다. 단상 시스템의 전압은 사인파 형태로 변동하며, 공급되는 전력은 각 주기마다 최고점에 도달했다가 두 번 0으로 떨어집니다.
그네를 탄 사람을 밀어준다고 상상해 보세요. 밀어낼 때마다 그네는 앞으로, 뒤로 흔들리며 가장 높은 지점에 도달했다가 다시 가장 낮은 지점으로 떨어지고, 다시 밀어냅니다.
진동과 마찬가지로 단상 전력 시스템에도 최대 출력 전력과 출력 전력이 0인 기간이 있습니다. 이는 특히 안정적인 전력 공급이 필요한 경우 비효율로 이어질 수 있지만, 주거용 애플리케이션에서는 이러한 비효율이 미미합니다. 그러나 비트코인 채굴과 같은 까다로운 산업용 애플리케이션에서는 이러한 현상이 매우 중요합니다.
3상 전기는 산업 및 상업 환경에서 일반적으로 사용됩니다. 3상 전선으로 구성되어 더욱 안정적이고 신뢰할 수 있는 전력 공급을 제공합니다.
마찬가지로, 그네의 예를 들어, 세 사람이 그네를 밀고 있는데, 각 밀기 사이의 시간 간격이 다르다고 가정해 보겠습니다. 한 사람은 첫 번째 밀기 후 속도가 느려지기 시작할 때 그네를 밀고, 다른 사람은 3분의 1 지점까지 밀고, 세 번째 사람은 3분의 2 지점까지 밀었습니다. 결과적으로 그네는 서로 다른 각도로 끊임없이 밀리기 때문에 더 부드럽고 고르게 움직이며, 이는 지속적인 움직임을 보장합니다.
마찬가지로 3상 전력 시스템은 일정하고 균형 잡힌 전기 흐름을 제공하여 효율성과 안정성을 높여줍니다. 이는 비트코인 채굴과 같이 수요가 많은 분야에 특히 유용합니다.
비트코인 채굴은 처음 시작된 이래로 많은 발전을 이루었으며, 전력 요구 사항도 수년에 걸쳐 상당히 바뀌었습니다.
2013년 이전까지 채굴자들은 CPU와 GPU를 사용하여 비트코인을 채굴했습니다. 비트코인 네트워크가 성장하고 경쟁이 치열해짐에 따라 ASIC(주문형 반도체) 채굴기의 등장은 채굴 방식의 판도를 완전히 바꿔놓았습니다. 이러한 기기는 비트코인 채굴용으로 특별히 설계되었으며 탁월한 효율과 성능을 제공합니다. 그러나 이러한 기기는 점점 더 많은 전력을 소모하여 전원 공급 시스템의 개선이 필요합니다.
2016년 당시 가장 강력한 채굴 장비는 13TH/s의 컴퓨팅 속도와 약 1,300와트의 전력을 소모했습니다. 오늘날의 기준으로는 이 장비를 이용한 채굴은 매우 비효율적이었지만, 당시에는 네트워크 내 경쟁이 적었기 때문에 수익성이 있었습니다. 그러나 오늘날의 경쟁적인 환경에서 적정한 수익을 내기 위해 기관 채굴자들은 약 3,510와트의 전력을 소모하는 채굴 장비에 의존하고 있습니다.
고성능 채굴 작업에 필요한 ASIC 전력 및 효율 요건이 지속적으로 증가함에 따라 단상 전력 시스템의 한계가 명확해지고 있습니다. 3상 전력으로의 전환은 업계의 증가하는 에너지 수요를 충족하기 위한 당연한 수순으로 자리 잡고 있습니다.
3상 480V는 북미, 남미 및 기타 지역의 산업 현장에서 오랫동안 표준으로 자리매김해 왔습니다. 효율성, 비용 절감, 확장성 측면에서 많은 이점을 제공하여 널리 채택되고 있습니다. 3상 480V 전력의 안정성과 신뢰성은 특히 전 세계적으로 전력 소비량이 절반으로 줄어드는 상황에서 더 높은 가동 시간과 차량 효율이 요구되는 운영에 이상적입니다.
3상 전기의 주요 장점 중 하나는 더 높은 전력 밀도를 제공하여 에너지 손실을 줄이고 광산 장비가 최적의 성능으로 작동하도록 보장할 수 있다는 점입니다.
또한, 3상 전력 공급 시스템을 구축하면 전력 인프라 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 변압기 수와 배선이 줄어들고 전압 안정화 장비 필요성이 감소하여 설치 및 유지 보수 비용이 절감됩니다.
예를 들어, 208V 3상 전압에서 17.3kW 부하에는 48A의 전류가 필요합니다. 그러나 480V 전원으로 전원을 공급하면 전류 소모량이 24A로 줄어듭니다. 전류를 절반으로 줄이면 전력 손실이 줄어들 뿐만 아니라 더 두껍고 비싼 전선의 필요성도 최소화됩니다.
채굴 작업이 확장됨에 따라 전력 인프라를 크게 변경하지 않고도 용량을 쉽게 확장할 수 있는 역량이 매우 중요합니다. 480V 3상 전력용으로 설계된 시스템과 구성 요소는 높은 가용성을 제공하여 채굴자가 효율적으로 운영을 확장할 수 있도록 지원합니다.
비트코인 채굴 산업이 성장함에 따라 3상 표준을 준수하는 ASIC 개발이 증가하는 추세입니다. 3상 480V 구성으로 채굴 시설을 설계하면 현재의 비효율성 문제를 해결할 뿐만 아니라 미래 경쟁력을 갖춘 인프라를 구축할 수 있습니다. 이를 통해 채굴자들은 3상 전력 호환성을 고려하여 설계된 새로운 기술을 원활하게 통합할 수 있습니다.
아래 표에서 볼 수 있듯이, 침지 냉각과 수냉은 비트코인 채굴을 확장하여 더 높은 해싱 성능을 달성하는 데 매우 효과적인 방법입니다. 그러나 이러한 높은 컴퓨팅 파워를 지원하려면 3상 전원 공급 장치가 유사한 수준의 에너지 효율을 유지하도록 구성되어야 합니다. 즉, 동일한 마진율에서 더 높은 영업이익을 달성할 수 있습니다.
3상 전력 시스템으로 전환하려면 신중한 계획과 구현이 필요합니다. 비트코인 채굴 작업에 3상 전력을 구현하는 기본 단계는 다음과 같습니다.
3상 전력 시스템 구축의 첫 번째 단계는 광산 운영에 필요한 전력을 평가하는 것입니다. 여기에는 모든 광산 장비의 총 전력 소비량을 계산하고 적절한 전력 시스템 용량을 결정하는 과정이 포함됩니다.
3상 전력 시스템을 지원하기 위해 전기 인프라를 업그레이드하려면 새로운 변압기, 전선, 회로 차단기를 설치해야 할 수 있습니다. 설치가 안전 기준 및 규정을 충족하는지 확인하기 위해 자격을 갖춘 전기 기술자와 협력하는 것이 중요합니다.
많은 최신 ASIC 채굴기는 3상 전원으로 작동하도록 설계되었습니다. 그러나 구형 모델의 경우 개조 또는 전력 변환 장비 사용이 필요할 수 있습니다. 채굴 장비를 3상 전원으로 작동하도록 설정하는 것은 최대 효율을 보장하는 데 중요한 단계입니다.
광산 운영의 중단 없는 운영을 위해서는 백업 및 이중화 시스템을 구축하는 것이 필수적입니다. 여기에는 정전 및 장비 고장에 대비하여 백업 발전기, 무정전 전원 공급 장치, 그리고 백업 회로 설치가 포함됩니다.
3상 전력 시스템이 가동되면 최적의 성능을 보장하기 위해 지속적인 모니터링과 유지 관리가 필수적입니다. 정기적인 점검, 부하 분산, 그리고 예방적 유지 관리를 통해 잠재적인 문제가 운영에 영향을 미치기 전에 파악하고 해결할 수 있습니다.
비트코인 채굴의 미래는 전력 자원의 효율적인 사용에 달려 있습니다. 칩 처리 기술의 발전이 한계에 도달함에 따라 전력 설정에 대한 주의가 점점 더 중요해지고 있습니다. 3상 전력, 특히 480V 시스템은 비트코인 채굴 작업에 혁명을 일으킬 수 있는 많은 이점을 제공합니다.
3상 전력 시스템은 더 높은 전력 밀도, 향상된 효율, 낮은 인프라 비용, 그리고 확장성을 제공함으로써 광산업의 증가하는 수요를 충족할 수 있습니다. 이러한 시스템을 구현하려면 신중한 계획과 구현이 필요하지만, 그 이점은 어려움보다 훨씬 큽니다.
비트코인 채굴 산업이 지속적으로 성장함에 따라, 3상 전원 공급 장치 도입은 더욱 지속 가능하고 수익성 있는 운영을 위한 토대를 마련할 수 있습니다. 적절한 인프라를 구축하면 채굴자들은 장비의 잠재력을 최대한 활용하고 경쟁이 치열한 비트코인 채굴 업계에서 선두 자리를 유지할 수 있습니다.
이 글은 Bitdeer Strategy의 Christian Lucas가 기고한 글입니다. 게재된 의견은 전적으로 Lucas의 개인적인 견해이며, BTC Inc 또는 Bitcoin Magazine의 견해를 반영하는 것은 아닙니다.