Почему счёт за электричество больше, чем сумма мощностей ваших асиков: PUE, охлаждение и двухставочный тариф

Самая распространённая ошибка в расчёте окупаемости майнинга выглядит безобидно. Человек берёт паспортную мощность машины, умножает на количество машин, на 720 часов в месяце и на тариф. Получает сумму расходов на электроэнергию. Дальше вся модель строится на этой цифре, и вся модель оказывается оптимистичнее реальности - иногда на несколько процентов, иногда на четверть.

Разберём по слоям, откуда берётся разница, и как посчитать правильно.

Слой первый: паспорт машины и её фактическое потребление

Паспортная мощность в спецификации производителя - это потребление при заводской прошивке, заводских настройках и температуре воздуха в пределах нормы. На реальной площадке ни одно из трёх условий не выполняется постоянно.

Что двигает потребление вверх. Высокая температура на входе: вентиляторы машины выходят на максимальные обороты, и их доля в потреблении растёт. Разгон: прирост хешрейта при разгоне почти всегда меньше прироста потребления, поэтому разогнанная машина хуже по джоулям на терахеш, чем паспортная. Запылённость радиаторов: хуже теплоотвод - выше обороты вентиляторов.

Что двигает вниз. Андервольт: снижение напряжения на платах даёт минус к потреблению при меньшей потере хешрейта, это основной инструмент оптимизации под дорогой тариф. Холодный сезон: вентиляторы работают тише.

Практический диапазон отклонения от паспорта на воздушной площадке - в пределах 3-7% в обе стороны. Для расчёта окупаемости это не главная статья, но игнорировать её не стоит: закладывайте паспортную мощность как нижнюю границу, а не как точную величину. Как прошивки влияют на эту связку, подробно разобрано в отдельном материале о разгоне и андервольте.

Слой второй: всё, что на площадке не является майнером

Это основная часть расхождения между расчётом и счётом.

Помимо самих устройств электричество на объекте потребляют:

• приточные и вытяжные вентиляторы воздушной системы охлаждения;
• насосы и драйкулеры внешнего контура в гидросистемах;
• насосы и теплообменники в иммерсионных решениях;
• источники бесперебойного питания и их собственные потери;
• автоматика, датчики, контроллеры, сеть и видеонаблюдение;
• освещение, обогрев бытовых помещений, вентиляция операторской.

В инженерной практике дата-центров всё это сворачивают в один коэффициент - PUE, Power Usage Effectiveness. Это отношение полного потребления объекта к потреблению полезной ИТ-нагрузки. PUE равный единице означал бы, что вся электроэнергия объекта уходит в чипы и ни один ватт не тратится на то, чтобы эти чипы не перегрелись. Такого объекта не существует.

Ориентиры для майнинговой инфраструктуры. Воздушный майнинг-контейнер в умеренном климате обычно работает в диапазоне PUE 1,05-1,15: на каждый киловатт в чипе тратится дополнительно от 50 до 150 ватт. Это лучше, чем у классического корпоративного дата-центра, и причина понятна - в майнинге нет требований к точному поддержанию температуры и влажности, воздух прогоняется насквозь.

У гидроохлаждения структура затрат другая. Вентиляторов в самой машине почти нет, их потребление уходит из полезной нагрузки, зато появляются насосы и наружный контур. У иммерсии картина похожая. Сравнивать эти решения по одному коэффициенту без привязки к климату площадки бессмысленно: в жарком регионе воздушная схема будет дороже в эксплуатации, чем в холодном, а гидро и иммерсия менее чувствительны к температуре наружного воздуха. Детальный разбор устройства иммерсионных ванн и выбора жидкости есть в отдельном материале.

Важная деталь для расчёта: PUE применяется к фактическому потреблению машин, а не к паспортному. Сначала поправка на слой первый, потом коэффициент.

Слой третий: потери в электрике объекта

Трансформаторная подстанция, кабельные линии, распределительные щиты - на каждом участке есть свои потери. По отдельности это единицы процентов, но считаются они от полного объёма потребления, и в месячной сумме на площадке в несколько мегаватт превращаются в заметные деньги.

Отдельно стоит проверять, на какой стороне стоит расчётный прибор учёта. Если счётчик стоит на высокой стороне трансформатора, потери самого трансформатора оплачиваете вы. Если на низкой - нет. Это вопрос одной строки в договоре, который меняет месячный счёт.

Слой четвёртый: счёт приходит не только за киловатт-часы

Это самая частая слепая зона у тех, кто впервые считает промышленную площадку, а не домашнюю ферму.

На одноставочном тарифе вы платите за фактически потреблённые киловатт-часы, и логика «мощность × часы × тариф» хотя бы структурно верна. На двухставочном тарифе, по которому работает большинство промышленных потребителей, счёт состоит из двух частей: ставки за электроэнергию и отдельной ставки за заявленную мощность. Вторая платится независимо от того, выбрали вы эту мощность или парк стоял.

Что это значит на практике. Если площадка простояла неделю из-за аварии или планового отключения, киловатт-часы уменьшатся пропорционально, а ставка за мощность останется полной. Простой на двухставочном тарифе дороже, чем на одноставочном, и именно поэтому аптайм на площадке имеет прямую денежную цену, а не только репутационную.

Сюда же относится сетевая составляющая и уровень напряжения подключения: чем ниже напряжение, на котором подключён объект, тем выше конечный тариф, потому что в цену входит больше ступеней передачи. Подробнее о структуре конечной цены киловатт-часа и о том, почему тарифы пересчитываются дважды в год, - в материале про октябрьский пересчёт.

Как посчитать правильно: порядок действий

1. Возьмите паспортную мощность одной машины и умножьте на количество машин. Это полезная нагрузка.
2. Добавьте поправку на фактический режим: если планируете разгон, увеличьте; если андервольт, уменьшите. Без планов по прошивке оставьте паспорт.
3. Умножьте на коэффициент PUE вашего типа охлаждения и климата. Для воздушного контейнера в умеренном климате разумно взять 1,10 как рабочую оценку и 1,15 как консервативную.
4. Умножьте на число часов в месяце с учётом планируемого аптайма, а не на полные 720.
5. Умножьте на ставку за электроэнергию.
6. Прибавьте ставку за заявленную мощность, если тариф двухставочный.
7. Прибавьте прочий OPEX площадки: аренда, персонал, охрана, интернет, обслуживание. Разбор структуры CAPEX и OPEX проекта есть в отдельном материале.

Пример на круглых числах. Сто машин по 3,4 кВт - это 340 кВт полезной нагрузки. С PUE 1,10 полное потребление объекта 374 кВт. При аптайме 97% это около 261 тысячи киловатт-часов в месяц. По тарифу 5 рублей за киловатт-час - примерно 1,3 млн рублей в месяц только за электроэнергию. Расчёт «по паспорту без PUE и с 720 часами» дал бы около 1,22 млн - разница почти 90 тысяч рублей в месяц, или больше миллиона за год на сотне машин.

Почему тариф хостинга нельзя сравнивать с ценой электричества на объекте

Вывод, к которому сводится весь разбор выше.

Когда владелец площадки говорит «у нас электричество по 3 рубля», он почти всегда называет ставку за киловатт-час по договору энергоснабжения. В этой цифре нет ни PUE, ни потерь, ни ставки за мощность, ни персонала, ни амортизации инфраструктуры.

Когда хостинг называет клиенту тариф - например 5,3 рубля за киловатт-час в Волгограде, - в эту цену уже вложено всё: охлаждение, потери, ставка за мощность, обслуживание, замена вентиляторов и блоков питания. Клиент платит за киловатт-час, доехавший до его машины, а не за киловатт-час на входе в объект.

Поэтому разница между этими двумя числами - это не наценка площадки, это стоимость самой инфраструктуры. Считать разницу прибылью хостинга и на этом основании решать, что своя площадка выгоднее, - типичная ошибка на входе в собственный объект. Экономика своей площадки начинает выигрывать только на объёме, при котором накладные размазываются на достаточное количество машин, и при условии, что вы готовы взять на себя техприсоединение, монтаж и эксплуатацию.

Что делать с этим прямо сейчас. Проверить свой расчёт на конкретной модели можно в калькуляторе окупаемости - он считает по полному потреблению, а не по паспорту. Посмотреть условия размещения, если вести объект самостоятельно не хочется, - на странице Майнинг-отеля; порядок размещения, договор и контроль оборудования разобраны отдельно. Подобрать модель под ваш тариф - в каталоге ASIC.