マイニング効率: 概要と測定方法

による HuangSenyan

Mining Efficiency: What It Is & How to Measure It ?

1. マイニング効率の定義

暗号通貨のマイニング効率とは、一般に、マイニングプロセスにおける入力単位当たりに得られる出力を指します。より簡単に言うと、一定量のリソース (電力や計算能力など) を消費することでどれだけの暗号通貨や利益を生み出すことができるかを測定します。この概念は、マイニングにおけるインプットとアウトプットの比率を評価します。インプットには電気代、ハードウェアの計算能力などが含まれますが、アウトプットはマイニングされたコインの量または価値です。マイニング効率が高いほど、より多くのコインをマイニングできるか、または同じ量のリソースで得られるリターンが大きくなり、マイニングの収益性が向上します。

2. 主要な指標

マイニングの効率には、マイニングデバイスのパフォーマンスと効率を決定するいくつかの技術的指標が含まれます。

ハッシュレート: ハッシュレートは、マイナーが 1 秒あたりに実行できるハッシュ計算 (パズルを解く試み) の回数を示し、通常は 1 秒あたりのハッシュ (H/s) で測定されます。ビットコインのマイニングでは、TH/s (1 秒あたり数兆のハッシュ) が一般的に使用されます。ハッシュレートが高いほど、一定時間内の試行回数が多くなり、有効なブロックが見つかる確率が高くなります。ただし、ハッシュレートが高くなると消費電力も高くなることが多いため、効率を評価するには電力使用量も考慮する必要があります。
消費電力: 消費電力とは、マイナーが実行中に使用する電力量 (ワット、W で測定) を指します。電力は主な支出の 1 つであるため、電力消費はマイニングコストに直接影響します。消費電力とハッシュレートは一緒に評価されます。2 つのマイナーのハッシュレートが同じ場合、消費電力が低い方がエネルギー効率が高く、収益性が高くなります。
エネルギー効率比 (J/TH): 多くの場合、テラハッシュあたりのジュールで表され、これはマイナーの効率を示す最も重要な指標の 1 つです。ハッシュレートの単位当たりに消費されるエネルギー量を反映します。これは、消費電力をマイナーのハッシュレートで割ることによって計算されます。たとえば、110 TH/秒で 3,250 W を消費するマイナーの効率は約 29.5 J/TH です。数値が小さいほど効率が高いことを示します (つまり、ハッシュごとに消費されるジュールが少ない)。 20 J/TH のマイナーは、40 J/TH のマイナーのエネルギー効率の 2 倍です。

近年、ビットコインマイニングにおけるハードウェア効率 (J/TH) は大幅に向上しました。効率は 2018 年の約 89 J/TH から、2023 年には約 33 J/TH まで着実に向上しました。これは、テラハッシュあたりのエネルギー使用量が約 60% 減少したことを意味します。これは、全体の効率を向上させるためのマイニングハードウェアの急速な技術進歩を浮き彫りにしています。

3. マイニング効率に影響を与える主な要因

マイナーが達成できる実際のマイニング効率には、いくつかの要因が影響します。

ハードウェアのパフォーマンスと種類: マイニングデバイス自体の設計とハードウェアによって、その効率が決まります。最新の ASIC マイナーは、古い CPU または GPU マイニングアプローチよりも桁違いに効率的です。新しいデバイスは、高度なチップ製造プロセスとアーキテクチャを使用して、より低いエネルギー消費でより強力なハッシュレートを提供します。一部の次世代デバイスは約 20 J/TH、またはそれ以下を達成できますが、わずか数年前の古いモデルでは 80 ～ 100 J/TH が必要だった可能性があります。したがって、ハードウェアの世代が主要な要素となります。より効率の高いデバイスにアップグレードすると、マイニングの効率と収益性の両方が大幅に向上します。
エネルギーコスト: 電力価格はマイニングの収益性に大きな影響を与えます。マイナーがハードウェアの面で非常に効率的であっても、電気料金が高いと利益が損なわれたり、利益がなくなったりする可能性があります。通常、電気料金はマイニングの運営費の最大の部分を占めます。その結果、マイナーは電気料金の安い地域を好むか、再生可能エネルギー源や余剰エネルギー源を使用することがよくあります。同じマイナーが電力料金 0.05 ドル/kWh の地域にある場合、電気料金 0.15 ドル/kWh の地域よりもはるかに収益性が高くなります。したがって、電力価格と供給の安定性は、実際のマイニング効率（出力単位あたりの費用対効果）に直接影響します。
ネットワークの困難さと競争：ブロックチェーンは、一定のブロック生成率を維持するためにマイニングの難易度を定期的に調整します。より多くのマイナーが参加し、ネットワークの合計ハッシュレートが増加すると、ネットワークの難易度が上昇し、1 人のマイナーが一定時間内に生成できるコインの量が減少します。マイナーの効率が一定のままであっても、難易度が上がるとハッシュレートの単位あたりの収量が低下します。このため、マイナーは競争力を維持するために機器を継続的にアップグレードする必要があります。さらに、ブロック報酬の減少（ビットコインの半減など）やコインの価格変動もマイニング収益に影響を与えます。したがって、全体的なネットワーク条件 (難易度、コイン価格、報酬率) は、マイニング効率における重要な外部要因となります。
その他の要因：経営環境や経営も効率に影響します。適切な冷却はマイナーの過熱やスロットルを防ぎ、ピーク効率を維持するのに役立ちます。プールの料金体系と安定性は最終収益 (提出されたハッシュの有効利用) に影響し、機器のメンテナンスと故障率は稼働時間に影響します。マイナーが頻繁にオフラインになったり、ハッシュレートの変動が発生したりすると、平均効率が低下します。

4. マイニング効率を向上させるための戦略

上記の要素を念頭に置いて、マイナーとマイニングファームは効率を高めるためにさまざまな措置を講じることができます。

高効率のマイニングハードウェアを使用する: エネルギー効率の高い最新世代のデバイスにアップグレードすることが、全体の効率を向上させる最も直接的な方法です。高度な ASIC マイナーは、消費電力を抑えながら、より高いハッシュレートを生成します。新しいハードウェアは高価になる可能性がありますが、J/TH が低いほど最終的に各コインのマイニングコストが削減されます。マイナーは新しいリリースに常に注目し、経済的に実行可能な場合は古いデバイスをより効率的なモデルに置き換える必要があります。
電気料金の最適化: 諸経費を削減するために、安定した低コストの電力源を追求します。大規模なマイナーは、電力が安い地域に拠点を置いたり、余剰エネルギーを利用するために発電所と提携したりすることがよくあります。たとえば、水力、風力、その他の再生可能エネルギーを使用すると、電気代を大幅に削減できます。オフピークで運用したり、廃熱を加熱に利用したりすると、全体的なエネルギー使用量が改善され、コインあたりの生産コストが削減されます。
冷却とエネルギー節約の強化: 効果的な冷却設計と環境制御により、マイナーの稼働が最高の状態に保たれます。高温はスロットル、効率の低下、またはハードウェアの損傷につながる可能性があります。マイニングファームでは、多くの場合、強制換気、水冷、または浸漬冷却を使用してリグを冷却し、ハッシュレートを安定させ、エネルギー効率を向上させます。一部の新しいマイナーは、熱放散を強化し、電力消費を削減するために、水冷を使用するか、ファンの数を減らします。長期的な効率を維持するには、定期的なメンテナンス、清掃、老朽化したファンや電源の交換も重要です。
最適化されたアルゴリズムとソフトウェアを採用: ソフトウェアレベルの最適化によっても効率が向上します。たとえば、高性能のマイニングソフトウェアまたはファームウェアと最適化されたアルゴリズムの実装を使用すると、ハッシュレートを高めたり、電力使用量を削減したりできます。特定のサードパーティファームウェアは、ASIC マイナーをアンダークロックして消費量を削減できます。 GPU マイニングの場合、クロック速度と電圧を調整するか、アルゴリズムパラメーターを調整することで、ワットあたりのハッシュレートを大幅に向上させることができます。安定したネットワーク接続を確保し、拒否された共有を最小限に抑えることで、総ハッシュパワーに対する有効なハッシュパワーの比率がさらに向上します。これらのハードウェアとソフトウェアの相乗効果は、既存の機器からより高い効率を引き出すのに役立ちます。
運用と保守の計画：インテリジェントな運用と管理により、全体の効率が最大化されます。マイナーのパフォーマンスをリアルタイムで監視することで、迅速なトラブルシューティングが可能になり、ダウンタイムが削減されます。電気料金の変動を利用して運用をスケジュールする。市場の低迷期に効率の悪い機械を廃止することはすべて、収益の向上に貢献します。継続的な反復と改善により、マイニングフリートを最適な構成に維持することで、長期にわたる持続的な高効率が保証されます。

5. 一般的な高効率マイナーとパフォーマンスの比較

現在、いくつかの高効率 ASIC マイナーが市場で入手可能です。以下は、比較のために、ハッシュレートや効率 (エネルギー使用量) などのパラメーターを含む代表的なモデルの例です。

ビットメインアントマイナー S21：約200TH/s、消費電力約3,500W、約17.5J/TH。 2023 年後半に発売され、前世代の S19 と比べて効率が大幅に向上しました。
ビットメインアントマイナー S21 プロ：最大234 TH/s、電力効率約15.0 J/TH。これは S21 からのアップグレードであり、同等の電力レベルでより高いハッシュレートを提供し、エネルギー効率において最高のパフォーマンスを発揮します。
ビットメインアントマイナー S21 XP: 最大 270 TH/s、効率はさらに約 13.5 J/TH に低下します。これにより、空冷式マイニングリグの新たなベンチマークが確立されました。比較すると、古い Antminer S19 XP は約 21.5 J/TH で 140 TH/s を実現しており、新しいモデルの効率が 30% 以上優れていることがわかります。
Bitdeer SEALMINER A2 プロ：空冷式と水冷式をラインアップした高効率のラインナップです。空冷モデルは約 255 ～ 270 TH/s を発生し、約 3,790 ～ 4,050 W (約 14.9 J/TH) を消費します。水冷バージョンは、7,450 ～ 7,900 W で 500 TH/s を超える可能性があり、これも約 14.9 J/TH です。これらは、新興メーカーとの競争力のある効率性を示しています。
MicroBT Whatsminer M60S+: 約 212 TH/s、約 3,600 W、および ~17 J/TH。 5 nm チップ技術を使用した M60 シリーズのフラッグシップとして、前世代の M50 (約 29 J/TH) を大きく上回る 20 J/TH 未満を達成しています。
カナンアヴァロンマイナー A1566: およそ 3,420 W で約 185 TH/s、約 18.5 J/TH が得られます。 2024 年にリリースされたこのモデルは、これまでのところ Canaan の最も効率的なモデルであり、以前のバージョンから顕著な進歩を示しています。

今日の主要なマイナーは通常、約 15 J/TH、またはそれ以下に達します。マイナーを選択する際、事業者はハッシュレート、電力消費量、全体的なエネルギー効率とともに、予算、電気料金、運用規模を考慮する必要があります。高効率のマイニングハードウェアと上記の最適化戦略を組み合わせることで、マイナーはリソースの収益を最大化し、仮想通貨マイニングのダイナミックな世界で競争力を維持できます。

参考文献

D-Central：《ビットコインマイニングにおけるエネルギー対ハッシュレートのダイナミクスを理解する》d-central.tech d-central.tech
Bitdeer：《1 つのビットコインをマイニングするのにどれくらい時間がかかりますか?》bitdeer.com
コンパスマイニング：《エネルギーコストとマイニングフリートの効率がビットコインマイナーにとって重要な理由》education.compassmining.io education.compassmining.io
CoinDesk：《ビットコインマイニングマシンの効率が5年間で2倍》コインデスク.com
EZブロックチェーン：《2024年のビットコインマイニング設備の選び方》ezblockchain.net ezblockchain.net
Investing.com 財務ニュース：《Bitdeer、ビットコインマイナーの新しい SEALMINER A2 Pro シリーズを発売》cn.investing.com