Эффективность использования энергии (Power Usage Effectiveness, PUE) — это показатель уровня объекта, который показывает, сколько всего электроэнергии потребляет площадка на каждую единицу электроэнергии, доставленную до вычислительного оборудования. На майнинг-ферме Bitcoin вычислительной нагрузкой является парк ASIC-устройств, и поскольку ASIC обычно работают практически непрерывно, любые накладные расходы, отражённые в PUE, со временем накапливаются в ощутимые затраты на электроэнергию. В этой статье объясняется, что измеряет PUE, чем он отличается от эффективности ASIC и хешрейта на стороне пула, а также как перевести показатель PUE в сравнение затрат на электроэнергию.

Что такое PUE на майнинг-ферме Bitcoin?

PUE происходит из инженерной практики дата-центров и в настоящее время определён в стандарте ISO/IEC 30134-2 как ключевой показатель эффективности объекта, сравнивающий общее энергопотребление объекта с энергопотреблением ИТ-оборудования (ISO). В контексте майнинга «ИТ-оборудование» в первую очередь означает парк ASIC, а также вспомогательное ИТ-оборудование, например сетевые устройства. Внешние системы охлаждения и потери при распределении электроэнергии относятся к накладным расходам объекта, а не к ИТ-нагрузке. PUE не описывает хешрейт, доход от майнинга или качество оборудования. Он описывает, сколько дополнительной электроэнергии требуется площадке для поддержания работы этого хешрейта — за счёт охлаждения, вентиляции, распределения электроэнергии и связанной с этим инфраструктуры.

Площадка может использовать высокоэффективные ASIC и при этом тратить на электроэнергию существенно больше, чем сопоставимая площадка, если её система охлаждения и электрическая инфраструктура потребляют значительную долю дополнительной энергии. PUE выделяет эти накладные расходы, чтобы их можно было измерять, сравнивать и контролировать отдельно от самого оборудования.

Формула PUE: общая энергия объекта против энергии ASIC

Стандартная формула выглядит так:

PUE = Общая энергия объекта ÷ Энергия ИТ-оборудования

При перестановке получаем, что общая энергия объекта равна энергии ИТ-оборудования, умноженной на PUE. PUE — безразмерная величина, и значение, более близкое к 1,0, означает, что для поддержания той же вычислительной нагрузки требуется меньше энергии, не связанной с ИТ.

Накладные расходы, отражаемые PUE, можно выразить как:

Энергия объекта, не связанная с ИТ, относительно энергии ИТ = PUE − 1

Например, PUE 1,10 означает, что энергия объекта, не связанная с ИТ, равна 10% от энергии ИТ-оборудования; PUE 1,25 означает, что она равна 25%. Эти накладные расходы не ограничиваются охлаждением. В зависимости от того, как определены границы площадки и как организован учёт, сюда могут входить вентиляторы, насосы, трансформаторы, потери при распределении электроэнергии, источники бесперебойного питания (если они есть), освещение и другие нагрузки объекта.

Почему охлаждение повышает затраты на электроэнергию

Если электроэнергия оплачивается по показаниям счётчика объекта или выше по цепочке, оператор платит за общую энергию объекта, а не только за энергию, доставленную до ASIC. Для фиксированного тарифа на электроэнергию общий расчёт выглядит так: Энергия ИТ-оборудования в кВт·ч × PUE × Тариф на электроэнергию за кВт·ч. Приведённая ниже версия, основанная на ASIC, предполагает, что парк ASIC составляет всю ИТ-нагрузку. Используйте среднюю мощность ASIC за моделируемые часы работы и PUE за тот же период и ту же область измерения. Если другие ИТ-нагрузки существенны, вместо этого используйте полную энергию ИТ-оборудования:

Затраты на электроэнергию = (Нагрузка ASIC в кВт × PUE × Часы работы) × Тариф на электроэнергию

Поскольку парки ASIC обычно работают непрерывно, даже скромное увеличение PUE накапливается в существенную разницу в суточных и годовых затратах. Это основная причина, по которой PUE важен для экономики майнинга: это не абстрактное инженерное соотношение, а прямой множитель для выставляемых счетов за электроэнергию.

PUE 1,10 против 1,25: пример расчёта затрат для 10 МВт

Следующий пример носит исключительно иллюстративный характер и использует предполагаемые цифры, а не рыночные котировки. Предположим нагрузку ASIC в 10 МВт, представляющую всю ИТ-нагрузку, непрерывную круглосуточную работу и тариф на электроэнергию $0,06/кВт·ч.

При той же нагрузке ASIC в 10 МВт и том же тарифе на электроэнергию переход с PUE 1,10 на 1,25 увеличивает общие затраты на электроэнергию примерно на 13,64% в день, или примерно на $788 400 за 365 дней непрерывной работы при неизменном тарифе. Фактические результаты будут отличаться в зависимости от времени безотказной работы, графиков ограничения нагрузки (curtailment), структуры тарифа, платы за потребляемую мощность (demand charges) и точной точки учёта электроэнергии. Этот пример призван показать масштаб влияния, а не представлять типичный PUE майнинг-фермы или тариф на электроэнергию.

PUE — это не J/TH ASIC и не хешрейт на стороне пула

PUE часто обсуждается наряду с эффективностью ASIC и хешрейтом на стороне пула, но эти три показателя измеряют разные вещи, и их не следует подменять друг другом.

Эффективность ASIC, выраженная в Дж/ТХ (J/TH), измеряет энергию, потребляемую майнером или парком майнеров относительно производимого ими хешрейта. Это показатель уровня оборудования, который обычно берётся из спецификаций производителя или из совместимых измеренных данных о мощности и хешрейте, собранных за один и тот же период и в одних и тех же границах оборудования.

Хешрейт на стороне пула — это оценка, которую майнинг-пул рассчитывает на основе принятых шар (shares) за определённый временной интервал; это не прямое электрическое измерение. Документация ViaBTC проводит различие между локальным хешрейтом майнингового устройства и хешрейтом, оценённым пулом и отображаемым на панели управления пула, отмечая, что последний получен из принятой работы и прошедшего времени, а не из измеренного энергопотребления (ViaBTC). Поэтому вывод показателя J/TH ASIC только на основе хешрейта на стороне пула ненадёжен, если только для того же временного интервала не доступно также соответствующее совместимое измерение мощности.

Оператор может использовать PUE совместно с J/TH для внутреннего планирования работы объекта — например, приблизительно оценивая энергию на терахеш с учётом всего объекта как J/TH, умноженное на PUE, — но этот комбинированный показатель не следует представлять как номинальную эффективность ASIC. Это расчёт для планирования на уровне объекта, и он имеет смысл только тогда, когда базовое измерение эффективности устройства, измерение нагрузки ASIC и PUE охватывают одни и те же границы оборудования и один и тот же период эксплуатации.

Как правильно измерять PUE майнинг-фермы

Достоверный показатель PUE зависит от согласованности измерений, а не только от самого соотношения. Четыре условия обеспечивают сопоставимость расчёта:

1. Совокупное энергопотребление объекта и энергопотребление ИТ-оборудования измеряются на одной и той же площадке. Измерение ИТ-нагрузки включает ASIC-устройства и прочие ИТ-нагрузки; измерения входной мощности майнера в целом включают встроенные вентиляторы. Внешнее охлаждающее оборудование и потери при распределении энергии остаются общими накладными расходами объекта, а не произвольно относятся на знаменатель ИТ-нагрузки.\n2. Энергопотребление объекта и энергопотребление ИТ-оборудования измеряются за один и тот же период, а не путём сопоставления мгновенного показателя мощности с суммарным месячным значением энергии.\n3. Энергия фиксируется в кВт·ч или МВт·ч за определённый интервал, а не выводится из номинальной мощности оборудования.\n4. Сторона, предоставляющая отчётность, раскрывает уровень измерения, расположение счётчиков и перечень включённых нагрузок. Счётчик, установленный выше по цепочке электроснабжения, может фиксировать как потребление ИТ-оборудования, так и потери при распределении, поэтому его показания нельзя приравнивать к измерению на входе оборудования без учёта этой разницы.\n\nЭти различия соответствуют рекомендациям The Green Grid по уровням измерения и классификации компонентов (PUE: A Comprehensive Examination of the Metric).\n\nОпубликованные показатели также требуют контекста. Компания Soluna сообщила о значении PUE 1,03 для Project Sophie за год, закончившийся 31 декабря 2024 года (отчёт SEC). Это результат, относящийся к конкретному проекту, а не общекорпоративный или отраслевой ориентир для майнинга. Прежде чем сравнивать это значение с показателями другой площадки, следует уточнить границы измерения и отчётный период.\n\n## Что проверить в соглашении о хостинге или поставке электроэнергии\n\nPUE влияет на затраты оператора только тогда, когда он соответствует реальному порядку оплаты электроэнергии. Прежде чем применять значение PUE в модели затрат, стоит уточнить следующее:\n\n- Выставляется ли счёт за электроэнергию по счётчику на площадке — в этом случае оплате напрямую подлежит общее энергопотребление объекта, включая охлаждение и инфраструктурные накладные расходы.\n- Предусматривает ли соглашение о хостинге единый комплексный тариф за кВт·ч или за МВт, который уже включает энергию на охлаждение и инфраструктуру, — в этом случае отдельное применение поправки на PUE поверх этого тарифа приведёт к двойному учёту данных расходов.\n- Выставляется ли электроэнергия на охлаждение отдельной строкой в счёте; если да, её следует прибавить к стоимости электроэнергии для ASIC только один раз, а не повторно через множитель PUE.\n- Включает ли тариф платежи за заявленную мощность, выплаты за снижение нагрузки (curtailment) или фиксированные сборы, которые не отражаются простым расчётом по тарифу за кВт·ч.\n\nПрояснение этих моментов до моделирования затрат позволяет избежать самой распространённой ошибки при применении PUE — двойного учёта одних и тех же накладных расходов: один раз в контрактном тарифе и ещё раз через отдельно применённое значение PUE.\n\n## Использование оценок дохода от майнинга вместе с затратами на электроэнергию объекта\n\nМоделирование затрат на основе PUE — это лишь одна половина анализа экономики майнинга; расчётный доход — другая половина, и эти два расчёта следует вести раздельно, а не объединять в единый смешанный показатель. Калькулятор прибыли пула, например Profit Calculator от ViaBTC, оценивает теоретическую суточную доходность майнинга исходя из выбранного хешрейта, сложности сети и недавних допущений о комиссиях за транзакции в рамках модели выплат PPS+ пула. В документации ViaBTC указано, что результат калькулятора представляет собой теоретическую доходность майнинга по модели PPS+, рассчитанную на основе установленной сложности и средних комиссий за транзакции за предыдущий день (Справочный центр ViaBTC).\n\nЗатраты на электроэнергию, хостинг и прочие операционные расходы следует моделировать отдельно, но за тот же период, что и расчётный доход. На практике это означает, что оператору следует сначала получить расчётную суточную или месячную величину дохода из калькулятора или панели пула, а затем отдельно рассчитать суммарные затраты объекта на электроэнергию с учётом полной ИТ-нагрузки (или нагрузки ASIC, согласно указанному выше допущению), измеренного или заявленного значения PUE площадки, часов работы и применимого тарифа на электроэнергию. Объединение этих двух величин — валовой доход за вычетом суммарных затрат объекта на электроэнергию и за вычетом любых дополнительных сборов за хостинг, ещё не учтённых в тарифе, — даёт картину затрат без двойного учёта расходов на охлаждение или инфраструктуру, которые уже могут быть заложены в соглашение о хостинге.\n\n## Заключение: более низкий PUE снижает объём электроэнергии, необходимой для обслуживания той же нагрузки ASIC\n\nНе существует единого значения PUE, применимого одинаково ко всем майнинг-фермам; корректные сравнения зависят от климата, конструкции объекта, уровня резервирования и загрузки ИТ-оборудования, среди прочих факторов. Этот показатель надёжно демонстрирует лишь то, что при фиксированной нагрузке ASIC более низкий PUE требует меньшего суммарного энергопотребления объекта, а следовательно, и меньшей оплачиваемой электроэнергии, чем более высокий PUE при одинаковом тарифе и часах работы. Читателям, оценивающим майнинг-площадку или соглашение о хостинге, следует сравнивать значения PUE только в пределах эквивалентных границ объекта и периодов измерения, уточнять, как показатель соотносится со структурой оплаты, и рассматривать его как дополнение к — а не замену — эффективности ASIC, хешрейту на стороне пула и оценкам дохода от майнинга.\n\n## Часто задаваемые вопросы\n\n### Всегда ли более низкий PUE лучше для майнинг-фермы?\n\nБолее низкий PUE означает, что для обслуживания той же нагрузки ASIC требуется меньше энергии, не относящейся к ИТ-оборудованию, что снижает затраты на электроэнергию, когда эти накладные расходы оплачивает оператор. Однако конкретное достижимое значение PUE на площадке зависит от климата, конструкции системы охлаждения и требований к резервированию, поэтому сравнения имеют смысл только между площадками со схожими границами измерения и условиями эксплуатации.\n\n### Измеряет ли PUE именно энергию на охлаждение?\n\nНет. PUE измеряет общее энергопотребление объекта, делённое на энергопотребление ИТ-оборудования. Значение PUE − 1 выражает не-ИТ энергопотребление объекта относительно энергопотребления ИТ-оборудования. Эти накладные расходы включают внешнее охлаждение, вентиляцию, насосы, потери при распределении электроэнергии и прочие нагрузки объекта. Чтобы выделить вклад именно охлаждения, его энергопотребление необходимо измерять отдельно.\n\n### Можно ли рассчитать J/TH ASIC-устройства с помощью PUE и хешрейта на стороне пула?\n\nНет. J/TH ASIC — это показатель аппаратной эффективности, основанный на измеренной мощности и хешрейте на уровне устройства или парка оборудования. Хешрейт на стороне пула — это оценка на основе долей (shares) и не может заменить измеренный показатель мощности, поэтому его сочетание с PUE не даёт корректного значения J/TH.

Как избежать двойного учёта затрат на охлаждение, если в хостинговом соглашении уже указан комплексный тариф?

Уточните у хостинг-провайдера, учитывает ли уже заявленный тариф общее энергопотребление объекта, включая охлаждение и инфраструктурные накладные расходы. Если это так, отдельную корректировку по PUE поверх этого тарифа применять не следует; если же охлаждение выставляется отдельной статьёй расходов, её следует учитывать один раз, а не включать одновременно и в базовый тариф, и в отдельный множитель PUE.

Источники

• ISO. «ISO/IEC 30134-2:2026 — Information technology — Data centres — Key performance indicators — Part 2: Power usage effectiveness (PUE).» Источник
• The Green Grid. «PUE: A Comprehensive Examination of the Metric,» White Paper #49 (2012).
• Soluna Holdings. Форма 10-K за финансовый год, завершившийся 31 декабря 2024 года. Комиссия по ценным бумагам и биржам США (U.S. Securities and Exchange Commission). Источник
• Справочный центр ViaBTC. «Как рассчитывается прибыль?» Источник
• Блог ViaBTC. «Хешрейт пула и статистика майнинга: подробное объяснение.» Источник