Недавно знакомая экоблогер озадачила вопросом: «сколько тратится электроэнергии на майнинг...». Вопрос оказался масштабным, и я не смог дать на него ответ. Но подсчитал и написал статью «Сколько расходуется электричества на добычу 1 биткоина».
Поскольку добыча биткоина сейчас ведётся только на специальном ASIC оборудовании, то вопрос с майнингом на видеокартах (GPU) остался в стороне. Но несмотря на то, что ASICи вытесняют с рынка добычи видеокарты, всё же существует много криптовалют, которые можно майнить на GPU.
Самой популярной из таких валют является Эфириум (Ethereum, ETH). К тому же эфириум это вторая по капитализации криптовалюта после биткоина. Поэтому в продолжении темы расхода электроэнергии посчитаем сколько электричества тратится на добычу одного эфира.
Добываем один эфириум
Добыть один эфириум означает создать новый блок в блокчейне (сети) Ethereum. На сегодняшний день, создание новых блоков в сети Ethereum происходит по алгоритму PoW (Proof-of-Work). Этот процесс называется майнингом.
По-простому, майнинг – это решение сложной математической задачи по подбору хеша (уникального кода) с помощью которого будет создан новый блок в сети Ethereum. Созданием новых блоков занимаются майнеры. Блок – это список проверенных транзакций (переводов средств), собранных в одну группу.
Подробнее о том, что такое блокчейн, хеш, как создаются блоки можно прочитать в статье «Блокчейн», а информацию о блоках и транзакция в сети Ethereum можно смотреть на этих ресурсах: https://bitinfocharts.com/ru/ или https://etherscan.io.
Зачем его добывать
По выполняемому «полезному действию» эфириум давно превзошёл биткоин. Биткоин – это первая криптовалюта, средство платежа, лидер по капитализации и «золотой стандарт» крипторынка. Эфириум же, помимо того, что является средством платежа ещё и конструктор для других блокчейн проектов. Существует несколько сотен самостоятельных криптовалют, построенных на блокчейне Ethereum, используя так называемый протокол (стандарт) ERC-20.
То есть, все эти валюты являются частью экосистемы Ethereum и все операции по хранению, переводу средств этих валют записываются в блоки блокчейна Ethereum. Это делает эфириум самым популярным и востребованным блокчейн проектом на сегодняшний день.
Майнер, который первым подберёт хеш и создаст новый блок, получит вознаграждение. Оно состоит из награды от сети (2 ETH) и комиссий за транзакции, включённые в блок. Пока готовил статью, размер награды колебался от 2 до 7 ETH за новый блок.
Грубо возьмём среднее значение 4,5 ETH за блок. Время создания нового блока колеблется – в последние месяцы блок создаётся примерно раз в 12 секунд. На 18.09.2020 курс эфириума составляет 380 долларов за штуку. Получается, что сейчас каждую минуту сеть генерирует 8500 долларов (4,5 ETH * 380$ *5 блоков в минуту). Весьма заманчивый доход, который стимулирует майнеров со всего мира бороться за право создать новый блок. Для этого они объединяются в пулы, покупают мощное оборудование и регулярно обновляют его.
Эта тема скоро закончится. К концу 2020 года сеть Ethereum планирует перейти на версию Ethereum 2.0 (сменить алгоритм работы с PoW на PoS). Когда переход окончательно произойдёт майнеры более не будут подтверждать транзакции и создавать новые блоки, этим будут заниматься специальные узлы сети – валидаторы. Майнинг эфириума прекратится.
Но точных сроков, когда завершится переход нет, представители Ethereum говорят, что это может занять около года. Поэтому майнинг эфира остаётся актуальным на ближайшее будущее.
Оборудование для добычи
На сегодняшний день, Ethereum добывают как на ASIC оборудовании, так и на видеокартах (GPU), а точнее на «фермах», собранных из видеокарт. В конце статьи будет несколько слов об ASIC, а сейчас подробнее остановимся на GPU ферме. Но перед этим несколько понятий, которые помогут яснее представить процесс майнинга:
Сеть Ethereum устроена таким образом, что чем больше майнеров подключаются к сети, тем больше растёт сложность сети и тем труднее добыть блок.
Сложность сети показывает количество попыток майнера подобрать необходимый хеш и создать новый блок.
Хешрейт определяет производительность майнингового оборудования. Показывает сколько хешей может посчитать устройство за 1 секунду. Измеряется в хешах в секунду – H/s.
Хешрейт сети – это сумма мощностей всех майнинговых устройств, подключённых к сети.
Для майнинга в основном используют видеокарты, производимые компаниями AMD и Nvidia. Для добычи эфириума, актуальными на сентябрь 2020 года являются следующие видеокарты:
- RX 5700 XT c 8 Гб оперативной памяти от компании AMD. (Мощность = 250 ватт. Хешрейт = 51,5 MH/s).
- Geforce GTX 2080 ti c 11 Гб GDDR5X оперативной памяти от компании Nvidia. (Мощность = 270 ватт. Хешрейт = 42 MH/s).
Прочитал в нескольких статьях, что видеокарты от AMD традиционно лучше подходят для расшифровки алгоритма Ethash, лежащего в основе сети Ethereum. Поэтому для сборки нашей теоретической фермы используем RX 5700 XT.
Подсчитаем часовое электропотребление фермы из 6 видеокарт. Берём усреднённые данные, а часовое потребление означает, что устройство потребляет за час беспрерывной работы количество ватт указанной мощности (за исключением блока питания – там иной расчёт). Итак, классическая ферма:
Видеокарты = 250 ватт * 6 шт = 1500 ватт/час
Материнская плата = 40 ватт/час
Процессор = 70 ватт/час
Оперативная память = 5 ватт/час
Жёсткий диск (SSD) = 40 ватт/час
Система охлаждения (вентиляторы) = 20 Ватт/час
Блок питания = 150 ватт/час
Итого, общий расход фермы из 6 видеокарт составляет 1885 ватт/час.
Расход электроэнергии GPU фермой
Рассчитаем сколько электроэнергии необходимо, чтобы добыть один эфириум. Это можно сделать с помощью специальных ресурсов-калькуляторов рентабельности ASIC и GPU оборудования, например:
- https://whattomine.com – англоязычный, на нескольких сайтах назван как самый точный калькулятор для расчёта рентабельности добычи на ASIC и GPU;
- https://cryptorival.com – тоже точный сайт с возможностью задавать финансовые показатели оборудования.
Проверим на обоих сайтах. Хешрейт фермы составляет 51,5 MH/s*6 шт = 309 MH/s. Общая мощность фермы = 1885 ватт. Подставляем данные и получаем результат.
В получившихся значениях нас интересует 0,03984953 – количество ETH, которые сможет добыть ферма за день беспрерывной работы. Теперь проверим это значение на втором ресурсе.
Здесь получаем 0,0354 (среднее значение между 0,0312 и 0,0396) эфириумов может добыть ферма в день.
Оба ресурса делают расчёт, используя определённый алгоритм и учитывая текущую сложность сети. Не вдаваясь в подробности и строгую точность подсчёта, усредним данные с обоих сайтов и получим, что наша ферма добывает 0,0376 ETH в день.
Нехитрым подбором получаем, что для добычи 1 целого Эфириума ферме нужно беспрерывно работать 27 дней (0,0376*27=1,015 ETH. Не совсем корректно так считать, но для нашей цели допустимо).
И теперь рассчитаем количество потребляемой для этого электроэнергии. Мощность фермы = 1885 ватт, то есть за час беспрерывной работы она потребляет 1885 ватт электричества.
1885 ватт * 24 часа * 27 день = 1 221 480 ватт.
1 221 480 ватт / 1000 = 1221 кВт.
Таким образом, для добычи 1 эфириума моя теоретическая ферма израсходует 1221 кВт за 27 дней.
Следует помнить, что при работе видеокарты будут греться. Несмотря на то, что каждая карта оборудована встроенной системой охлаждения, возможно понадобится дополнительное охлаждение комнаты.
Сравнение добычи на ASIC и GPU
Несколько слов о добычи эфириума на ASIC. Даже без перехода сети к PoS алгоритму, эра добычи эфириума на видеокартах подошла бы к концу. В мае 2020 выпустили ASIC-устройство для добычи эфира Innosilicon A10 Pro ETH Miner с хешрейтом 500 Mh/s и мощностью 750 ватт.
Кому интересно, есть ресурс https://www.asicminervalue.com с информацией по новинкам и рентабельности ASIC оборудования для добычи криптовалют.
Подставив данные в вышеуказанный алгоритм, получим, что для добычи 1 эфириума ASICу понадобится 18 дней и будет израсходовано 324 кВт электроэнергии.
Добыча эфира на ASICах происходит быстрее и энерго экономичнее. С точки зрения инвестиций в оборудование как в активы, у GPU есть некоторые преимущества перед ASICами, но это отдельная большая тема.
В заключение
В прошлой статье было подсчитано, что для добычи 1го биткоина расходуется 82 000 кВт. При добыче 1го эфира мы видим расход в 324 кВт и 1121 кВт, то есть минимум в 73 раза меньше. Но сравнивать эти цифры нельзя – скорость добычи и стоимость этих криптовалют несопоставимы.
Ответа на вопрос «сколько тратится электроэнергии на майнинг...» в глобальном масштабе у меня нет, и он по-прежнему открыт. Возможно, когда-нить удастся приблизиться к его разгадке 😅 А пока продолжаю изучать криптовалюты и понемногу инвестировать.
19.09.2020
У нас появился Телеграм-канал, где будем публиковать анонсы новых статей выходящих на Дзен-канале и наблюдения, которые показались интересными, но вышли за тему еженедельной статьи.
Подписывайтесь на каналы и читайте про криптовалюты.