比特币矿机S19 Pro 110T
摘要：2020年2月末 ， 比特大陆发布了S19Pro矿机 ， 其额定算力为110T±3% ， 墙上功耗为3250W±5% 。 截至五月底 ， 19系列矿机已经陆续发货到达各个矿场 。 在矿机稳定运行一段时间后 ， 经历四天 ， 现场测量S19Pro矿机的实际运行情况 。
2020年2月末 ， 比特大陆发布了S19Pro矿机 ， 其额定算力为110T±3% ， 墙上功耗为3250W±5% 。 截至五月底 ， 19系列矿机已经陆续发货到达各个矿场 。 在矿机稳定运行一段时间后 ， 我方人员到达内蒙古中部某矿场 ， 经历四天 ， 现场测量S19Pro矿机的实际运行情况 。
1.当地气候与矿场进风温度
根据历史天气数据 ， 该地区2015-2019年6月到8月 ， 每年的最高气温记录是32℃、31℃、36℃、31℃、31℃ 。 该矿场位于某产业园内 ， 空气流动为侧进顶出方式 ， 若夏季环境最高温度按34℃计算 ， 根据矿场热源特性 ， 厂房夏季进风最高温度应不超过37℃ ， 穿过水帘后的空气温度应不超过31℃ ， 相对湿度在30-80%之间 。
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2.矿机介绍
S19Pro矿机为机箱电源一体化设计 ， 其裸机尺寸为370×195.5×290mm ， 可根据矿场货架的层高空间选择横向放置或者竖向放置；质量为13.2kg 。
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矿机散热为前后双筒风扇设计 ， 风扇外表面布置网罩 ， 这保使矿场运维人员避免误触叶片导致受伤 ， 保护了运维人员安全；风扇背面布有格栅 ， 这有效阻止了外界颗粒进入高速转动的风扇打到算力板上 。
单个风扇电压为12V ， 电流为1.65A ， 最大转速为6150rpm ， 最大风量为197cfm 。 根据风扇串并联特性变化 ， 矿机单侧的并联风扇设计让通风量显著增加；矿机两侧的风扇串联设计让矿机对环境阻力的抵抗显著增强 ， 即矿机通风量不会随着矿场环境的改变出现剧烈波动 。
矿机内部算力板面使用了整块的散热片散热 ， 散热片为流线形设计 ， 虽然风阻未能有效减小很多 ， 但此散热片设计有效增大了芯片的热扩散面积 ， 使得芯片产生的热量能均匀、快速传递至散热片上 ， 并被风及时带走 。
3.矿机运行实测数据
现场人员选择货架某位置下的矿机进行测试 ， 通过监控后台得到以下数据 。
S19Pro矿机进风口温度23.1℃ ， 相对湿度70% ， 出风口温度为38.8℃；相对湿度为32% ， 平均风量为370cfm；电源出风风温度为28.0℃ 。 S19pro矿机的整机功耗为3320W ， 矿机控制页面显示平均算力为111.8TH/s ， 以此得出S19矿机功耗比为29.69W/T 。
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S19Pro在矿池端有效算力亦表现惊人 ， 微比特矿池（ViaBTC）后台显示有效算力平均约111Th/s ， 接入“火力机枪池”和并开启“小时即兑”功能后 ， 收益最高增幅较传统PPS+模式可达23.99% ， 下图为不同账户通过ViaBTC获得的收益计算 。
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风量、风温变化对矿机运行的影响
根据相关统计 ， 45%的电子产品损坏是由于温度过高 。 矿场发生的高温问题主要是通风量不足引起矿机出风口温度升高 ， 为得到不同通风环境下的矿机运行状态 ， 现场人员通过改穿过矿机的空气流量观察矿机算力变化 ， 得到的结果如下 。
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如图所示 ， 当矿机进风口温度固定为31℃ ， 将矿机风量从370cfm减小至190cfm过程中 ， 矿机算力未出现明显波动 ， 仍然保持在111.4TH/s左右 ， 继续减小风量 ， 矿机算力开始出现不稳定 。 进一步减小矿机通风量至170cfm ， 矿机发生高温保护 。 因此对于此矿场 ， 每台S19pro矿机的实际通风量不应小于190cfm 。
对应的不同风量下 ， 运行矿机的温度环境也不同 。 作为最典型数据指标 ， 矿机出风口空气温度和算力关系如下图 ， 有图可知 ， 矿机在实际运行中出风口风温不应超过61℃ 。
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出风口温度波动程度对矿机运行的影响
除了矿机可承受的出风口空气温度极限外 ， 环境温度变化的波动程度对矿机运行也有一定影响 。 现场人员通过在不同时间内 ， 将矿机进风口温度从22℃升高至40℃ ， 观察矿机算力变化 ， 最终得到数据如下 。
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由曲线可知 ， 矿机进风温度波动度在0-3.6℃/s变化 ， 矿机算力变化较小 ， 这说明在夏季环境内 ， 矿机算力几乎不受温度环境变化的影响 。
环境湿度变化对矿机运行影响
现场人员通过控制矿机进风湿度来观察矿机算力变化 ， 最终得到矿机算力随矿机进风口湿度变化曲线 。
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由曲线可知 ， 当矿机进风相对湿度在30%-90%范围内 ， 运行算力为111.7-111.8TH/s ， 为正常运行算力 。 这说明短时间内厂房相对湿度的变化对矿机运行影响很小 。
其他
矿场不同位置的矿机 ， 空气流场环境差异较大 ， 矿机获得的风量差异较大 ， 这直接影响了矿机出风口温度 。 为保证矿机出风口温度保持在合适范围内 ， 矿场在设计过程中应计算好每个机位的空气流场 ， 并通过设计水帘或其他设备降低矿机夏季进风温度 。 运行过程中 ， 矿机与水帘距离应大于2米 ， 避免水滴溅入矿机；厂房应保持清洁 ， 厂房环境中直径不低于0.5μm颗粒数应≤3250万粒/m3 。
对于此次矿机测评实验的矿场 ， 其通风布局合理 ， 进风温度较低 ， 经计算矿机夏季的热出风不超过47℃ ， 运行矿机散热环境良好 ， 且相对湿度和粉尘颗粒浓度保持在合适范围内 。
4.总结
S19pro整机一体化设计 ， 结构更加紧凑合理 。
矿机热设计合理 ， 风扇和散热片的组合保证了矿机的良好散热 。
运行状态下 ， 矿机平均算力为111.8TH/s ， 功耗为3320W ， 实际风量为370cfm 。
【比特币矿机S19 Pro 110T】夏季天气下 ， 矿机出风口可承受风温提高至61℃ ， 相对湿度承受范围为30-90%以上 ， 这使得矿机对矿场的适应性大大提高 。
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