比特幣礦機S19pro 110T 算力之王
2021-01-21 金色財經2020年2月末，比特大陸發布了S19pro礦機，其額定算力為110T±3%，牆上功耗為3250W±5%。截至五月底，19系列礦機已經陸續發貨到達各個礦場。在礦機穩定運行一段時間後，我方人員到達內蒙古中部某礦場，經歷四天，現場測量S19pro礦機的實際運行情況。
1.當地氣候與礦場進風溫度
根據網上歷史天氣數據，該地區2015-2019年6月到8月，每年的最高氣溫記錄是32℃、31℃、36℃、31℃、31℃。該礦場位於某產業園內，空氣流動為側進頂出方式，若夏季環境最高溫度按34℃計算，根據礦場熱源特性，廠房夏季進風最高溫度應不超過37℃，穿過水簾後的空氣溫度應不超過31℃，相對溼度在30-80%之間。
2.礦機介紹
S19pro礦機為機箱電源一體化設計，其裸機尺寸為370×195.5×290mm，可根據礦場貨架的層高空間選擇橫向放置或者豎向放置；質量為13.2kg。
礦機散熱為前後雙筒風扇設計，風扇外表面布置網罩，這保使礦場運維人員避免誤觸葉片導致受傷，保護了運維人員安全；風扇背面布有格柵，這有效阻止了外界顆粒進入高速轉動的風扇打到算力板上。
單個風扇電壓為12V，電流為1.65A，最大轉速為6150rpm，最大風量為197cfm。根據風扇串並聯特性變化，礦機單側的並聯風扇設計讓通風量顯著增加；礦機兩側的風扇串聯設計讓礦機對環境阻力的抵抗顯著增強，即礦機通風量不會隨著礦場環境的改變出現劇烈波動。
礦機內部算力板面使用了整塊的散熱片散熱，散熱片為流線形設計，雖然風阻未能有效減小很多，但此散熱片設計有效增大了晶片的熱擴散面積，使得晶片產生的熱量能均勻、快速傳遞至散熱片上，並被風及時帶走。
3.礦機運行實測數據
現場人員選擇貨架某位置下的礦機進行測試，得到以下數據。
S19pro礦機進風口溫度23.1℃，相對溼度70%，出風口溫度為38.8℃；出風口溼度為32%，平均風量為370cfm；電源出風口溫度為28.0℃。S19pro礦機的整機功耗為3320W，礦機控制頁面顯示平均算力為111.8TH/s，以此得出S19礦機功耗比為29.69W/T。
S19pro在礦池端有效算力亦表現驚人，微比特礦池（ViaBTC）後臺顯示有效算力平均約111Th/s，接入「火力機槍池」和並開啟「小時即兌」功能後，收益最高增幅較傳統PPS+模式可達23.99%，下圖為不同帳戶通過ViaBTC獲得的收益計算。
l 風量、風溫變化對礦機運行的影響
根據相關統計，45%的電子產品損壞是由於溫度過高。礦場發生的高溫問題主要是通風量不足引起礦機出風口溫度升高，為得到不同通風環境下的礦機運行狀態，現場人員通過改穿過礦機的空氣流量觀察礦機算力變化，得到的結果如下。
如圖所示，當礦機進風口溫度固定為31℃，將礦機風量從370cfm減小至190cfm過程中，礦機算力未出現明顯波動，仍然保持在111.4TH/s左右，繼續減小風量，礦機算力開始出現不穩定。進一步減小礦機通風量至170cfm，礦機發生高溫保護。因此對於此礦場，每臺S19pro礦機的實際通風量不應小於190cfm。
對應的不同風量下，運行礦機的溫度環境也不同。作為最典型數據指標，礦機出風口空氣溫度和算力關係如下圖，有圖可知，礦機在實際運行中出風口風溫不應超過61℃。
l 出風口溫度波動程度對礦機運行的影響
除了礦機可承受的出風口空氣溫度極限外，環境溫度變化的波動程度對礦機運行也有一定影響。現場人員通過在不同時間內，將礦機進風口溫度從22℃升高至40℃，觀察礦機算力變化，最終得到數據如下。
由曲線可知，礦機進風溫度波動度在0-3.6℃/s變化，礦機算力變化較小，這說明在夏季環境內，礦機算力幾乎不受溫度環境變化的影響。
l 環境溼度變化對礦機運行影響
現場人員通過控制礦機進風溼度來觀察礦機算力變化，最終得到礦機算力隨礦機進風口溼度變化曲線。
由曲線可知，當礦機進風相對溼度在30%-90%範圍內，運行算力為111.7-111.8TH/s，為正常運行算力。這說明短時間內廠房相對溼度的變化對礦機運行影響很小。
l 其他
礦場不同位置的礦機，空氣流場環境差異較大，礦機獲得的風量差異較大，這直接影響了礦機出風口溫度。為保證礦機出風口溫度保持在合適範圍內，礦場在設計過程中應計算好每個機位的空氣流場，並通過設計水簾或其他設備降低礦機夏季進風溫度。運行過程中，礦機與水簾距離應大於2米，避免水滴濺入礦機；廠房應保持清潔，廠房環境中直徑不低於0.5μm顆粒數應≤3250萬粒/m3。
對於此次礦機測評實驗的礦場，其通風布局合理，進風溫度較低，經計算礦機夏季的熱出風不超過47℃，運行礦機散熱環境良好，且相對溼度和粉塵顆粒濃度保持在合適範圍內。
4.總結
n S19pro整機一體化設計，結構更加緊湊合理。
n 礦機熱設計合理，風扇和散熱片的組合保證了礦機的良好散熱。
n 運行狀態下，礦機平均算力為111.8TH/s，功耗為3320W，實際風量為370cfm。
n 夏季天氣下，礦機出風口可承受風溫提高至61℃，相對溼度承受範圍為30-90%以上，這使得礦機對礦場的適應性大大提高。
聲明：本文由入駐金色財經的作者撰寫，觀點僅代表作者本人，絕不代表金色財經贊同其觀點或證實其描述。
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