2021-03-01测评:比特币矿机S19 Pro 110T
2020年2月末，比特大陆发布了S19 Pro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S19 Pro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。
2.矿机介绍
S19 Pro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。
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。
S19 Pro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。
S19 Pro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。
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。
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℃。
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。
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。
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。
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。
比特币矿场是什么?世链矿业的比特币矿场运行条件怎么样?
通俗点讲，比特币矿场就是挖比特币的工厂，在这里安装了很多的矿机挖比特币，而矿场的运行条件一直都是与挖矿收益息息相关，一个优质的矿场，一般都备有良好的散热设施、足够的备用物资、超强的运维技术团队等。这一点，世链矿业的比特币矿场运行条件一直都是行业的标配，特别是它的俄罗斯矿场，规模达到10万平方米，具有稳定的电力来源，电价低廉，一直都是国内矿工出海挖矿的首选之地可百度一下就明白了。
比特币矿机是什么
比特币挖矿机，就是用于赚取比特币的电脑，这类电脑一般有专业的挖矿芯片，多采用烧显卡的方式工作，耗电量较大。用户用个人计算机下载软件然后运行特定算法，与远方服务器通讯后可得到相应比特币，是获取比特币的方式之一。
挖矿实际是性能的竞争、装备的竞争，是矿工之间比拼算力，拥有较多算力的矿工挖到比特币的概率更大。随着全网算力上涨，用传统的设备（CPU、GPU）挖到比特的难度越来越大，人们开发出专门用来挖矿的芯片。芯片是矿机最核心的零件。芯片运转的过程会产生大量的热，为了散热降温，比特币矿机一般配有散热片和风扇。
扩展资料：
比特币为一种虚拟的货币，比特币挖矿制度为通过计算机硬件为比特币网络开展数学运算的过程，提供服务的矿工可以得到一笔报酬，因为网络报酬依据矿工完成的任务来计算，为此挖矿的竞争十分激烈。
比特币挖矿开始于CPU 或者GPU 这种低成本的硬件，不过随着比特币的流行，挖矿的过程出现较大变化。如今，挖矿活动转移到现场可编程门阵列上来，通过优化可以实现哈希速度，这种模式的挖矿效率非常高。
参考资料：比特币挖矿机-百度百科
如何设计比特币矿场通风降温效果好
可以参考一下现在比较大型的比特大陆矿场
1：支架摆放矿机需要保持间距，密度不要太高，有利于散热
2：矿场建设的时候要考虑自然通风、格局通畅
3：加装大型排风扇（其实叫负压风机，其中：佳锋负压风机，算是行业比较好的，比较耐用、长期运行故障低）。
4：矿场尽量建设在环境低的地方，如内蒙、新疆等。
详解比特币挖矿原理
可以将区块链看作一本记录所有交易的公开总帐簿（列表），比特币网络中的每个参与者都把它看作一本所有权的权威记录。
比特币没有中心机构，几乎所有的完整节点都有一份公共总帐的备份，这份总帐可以被视为认证过的记录。
至今为止，在主干区块链上，没有发生一起成功的攻击，一次都没有。
通过创造出新区块，比特币以一个确定的但不断减慢的速率被铸造出来。大约每十分钟产生一个新区块，每一个新区块都伴随着一定数量从无到有的全新比特币。每开采210,000个块，大约耗时4年，货币发行速率降低50%。
在2016年的某个时刻，在第420,000个区块被“挖掘”出来之后降低到12.5比特币/区块。在第13,230,000个区块（大概在2137年被挖出）之前，新币的发行速度会以指数形式进行64次“二等分”。到那时每区块发行比特币数量变为比特币的最小货币单位——1聪。最终，在经过1,344万个区块之后，所有的共20,999,999.9769亿聪比特币将全部发行完毕。换句话说， 到2140年左右，会存在接近2,100万比特币。在那之后，新的区块不再包含比特币奖励，矿工的收益全部来自交易费。
在收到交易后，每一个节点都会在全网广播前对这些交易进行校验，并以接收时的相应顺序，为有效的新交易建立一个池（交易池）。
每一个节点在校验每一笔交易时，都需要对照一个长长的标准列表：
交易的语法和数据结构必须正确。
输入与输出列表都不能为空。
交易的字节大小是小于MAX_blockquan_SIZE的。
每一个输出值，以及总量，必须在规定值的范围内 （小于2,100万个币，大于0）。
没有哈希等于0，N等于-1的输入（coinbase交易不应当被中继）。
nLockTime是小于或等于INT_MAX的。
交易的字节大小是大于或等于100的。
交易中的签名数量应小于签名操作数量上限。
解锁脚本（Sig）只能够将数字压入栈中，并且锁定脚本（Pubkey）必须要符合isStandard的格式 （该格式将会拒绝非标准交易）。
池中或位于主分支区块中的一个匹配交易必须是存在的。
对于每一个输入，如果引用的输出存在于池中任何的交易，该交易将被拒绝。
对于每一个输入，在主分支和交易池中寻找引用的输出交易。如果输出交易缺少任何一个输入，该交易将成为一个孤立的交易。如果与其匹配的交易还没有出现在池中，那么将被加入到孤立交易池中。
对于每一个输入，如果引用的输出交易是一个coinbase输出，该输入必须至少获得COINBASE_MATURITY (100)个确认。
对于每一个输入，引用的输出是必须存在的，并且没有被花费。
使用引用的输出交易获得输入值，并检查每一个输入值和总值是否在规定值的范围内 （小于2100万个币，大于0）。
如果输入值的总和小于输出值的总和，交易将被中止。
如果交易费用太低以至于无法进入一个空的区块，交易将被拒绝。
每一个输入的解锁脚本必须依据相应输出的锁定脚本来验证。
以下挖矿节点取名为 A挖矿节点
挖矿节点时刻监听着传播到比特币网络的新区块。而这些新加入的区块对挖矿节点有着特殊的意义。矿工间的竞争以新区块的传播而结束，如同宣布谁是最后的赢家。对于矿工们来说，获得一个新区块意味着某个参与者赢了，而他们则输了这场竞争。然而，一轮竞争的结束也代表着下一轮竞争的开始。
验证交易后，比特币节点会将这些交易添加到自己的内存池中。内存池也称作交易池，用来暂存尚未被加入到区块的交易记录。
A节点需要为内存池中的每笔交易分配一个优先级，并选择较高优先级的交易记录来构建候选区块。
一个交易想要成为“较高优先级”，需满足的条件：优先值大于57,600,000，这个值的生成依赖于3个参数：一个比特币（即1亿聪），年龄为一天（144个区块），交易的大小为250个字节：
High Priority > 100,000,000 satoshis * 144 blockquans / 250 bytes = 57,600,000
区块中用来存储交易的前50K字节是保留给较高优先级交易的。 节点在填充这50K字节的时候，会优先考虑这些最高优先级的交易，不管它们是否包含了矿工费。这种机制使得高优先级交易即便是零矿工费，也可以优先被处理。
然后，A挖矿节点会选出那些包含最小矿工费的交易，并按照“每千字节矿工费”进行排序，优先选择矿工费高的交易来填充剩下的区块。
如区块中仍有剩余空间，A挖矿节点可以选择那些不含矿工费的交易。有些矿工会竭尽全力将那些不含矿工费的交易整合到区块中，而其他矿工也许会选择忽略这些交易。
在区块被填满后，内存池中的剩余交易会成为下一个区块的候选交易。因为这些交易还留在内存池中，所以随着新的区块被加到链上，这些交易输入时所引用UTXO的深度（即交易“块龄”）也会随着变大。由于交易的优先值取决于它交易输入的“块龄”，所以这个交易的优先值也就随之增长了。最后，一个零矿工费交易的优先值就有可能会满足高优先级的门槛，被免费地打包进区块。
UTXO（Unspent Transaction Output） : 每笔交易都有若干交易输入，也就是资金来源，也都有若干笔交易输出，也就是资金去向。一般来说，每一笔交易都要花费（spend）一笔输入，产生一笔输出，而其所产生的输出，就是“未花费过的交易输出”，也就是 UTXO。
块龄：UTXO的“块龄”是自该UTXO被记录到区块链为止所经历过的区块数，即这个UTXO在区块链中的深度。
区块中的第一笔交易是笔特殊交易，称为创币交易或者coinbase交易。这个交易是由挖矿节点构造并用来奖励矿工们所做的贡献的。假设此时一个区块的奖励是25比特币，A挖矿的节点会创建“向A的地址支付25.1个比特币(包含矿工费0.1个比特币)”这样一个交易，把生成交易的奖励发送到自己的钱包。A挖出区块获得的奖励金额是coinbase奖励（25个全新的比特币）和区块中全部交易矿工费的总和。
A节点已经构建了一个候选区块，那么就轮到A的矿机对这个新区块进行“挖掘”，求解工作量证明算法以使这个区块有效。比特币挖矿过程使用的是SHA256哈希函数。
用最简单的术语来说， 挖矿节点不断重复进行尝试，直到它找到的随机调整数使得产生的哈希值低于某个特定的目标。 哈希函数的结果无法提前得知，也没有能得到一个特定哈希值的模式。举个例子，你一个人在屋里打台球，白球从A点到达B点，但是一个人推门进来看到白球在B点，却无论如何是不知道如何从A到B的。哈希函数的这个特性意味着：得到哈希值的唯一方法是不断的尝试，每次随机修改输入，直到出现适当的哈希值。
需要以下参数
? blockquan的版本 version
? 上一个blockquan的hash值: prev_hash
? 需要写入的交易记录的hash树的值: merkle_root
? 更新时间: ntime
? 当前难度: nbits
挖矿的过程就是找到x使得
SHA256(SHA256(version + prev_hash + merkle_root + ntime + nbits + x ))
上式的x的范围是0~2^32, TARGET可以根据当前难度求出的。
简单打个比方，想象人们不断扔一对色子以得到小于一个特定点数的游戏。第一局，目标是12。只要你不扔出两个6，你就会赢。然后下一局目标为11。玩家只能扔10或更小的点数才能赢，不过也很简单。假如几局之后目标降低为了5。现在有一半机率以上扔出来的色子加起来点数会超过5，因此无效。随着目标越来越小，要想赢的话，扔色子的次数会指数级的上升。最终当目标为2时（最小可能点数），只有一个人平均扔36次或2%扔的次数中，他才能赢。
如前所述，目标决定了难度，进而影响求解工作量证明算法所需要的时间。那么问题来了：为什么这个难度值是可调整的？由谁来调整？如何调整？
比特币的区块平均每10分钟生成一个。这就是比特币的心跳，是货币发行速率和交易达成速度的基础。不仅是在短期内，而是在几十年内它都必须要保持恒定。在此期间，计算机性能将飞速提升。此外，参与挖矿的人和计算机也会不断变化。为了能让新区块的保持10分钟一个的产生速率，挖矿的难度必须根据这些变化进行调整。事实上，难度是一个动态的参数，会定期调整以达到每10分钟一个新区块的目标。简单地说，难度被设定在，无论挖矿能力如何，新区块产生速率都保持在10分钟一个。
那么，在一个完全去中心化的网络中，这样的调整是如何做到的呢？难度的调整是在每个完整节点中独立自动发生的。每2,016个区块(2周产生的区块)中的所有节点都会调整难度。难度的调整公式是由最新2,016个区块的花费时长与20,160分钟（两周，即这些区块以10分钟一个速率所期望花费的时长）比较得出的。难度是根据实际时长与期望时长的比值进行相应调整的（或变难或变易）。简单来说，如果网络发现区块产生速率比10分钟要快时会增加难度。如果发现比10分钟慢时则降低难度。
为了防止难度的变化过快，每个周期的调整幅度必须小于一个因子（值为4）。如果要调整的幅度大于4倍，则按4倍调整。由于在下一个2,016区块的周期不平衡的情况会继续存在，所以进一步的难度调整会在下一周期进行。因此平衡哈希计算能力和难度的巨大差异有可能需要花费几个2,016区块周期才会完成。
举个例子，当前A节点在挖277,316个区块，A挖矿节点一旦完成计算，立刻将这个区块发给它的所有相邻节点。这些节点在接收并验证这个新区块后，也会继续传播此区块。当这个新区块在网络中扩散时，每个节点都会将它作为第277,316个区块(父区块为277,315)加到自身节点的区块链副本中。当挖矿节点收到并验证了这个新区块后，它们会放弃之前对构建这个相同高度区块的计算，并立即开始计算区块链中下一个区块的工作。
比特币共识机制的第三步是通过网络中的每个节点独立校验每个新区块。当新区块在网络中传播时，每一个节点在将它转发到其节点之前，会进行一系列的测试去验证它。这确保了只有有效的区块会在网络中传播。
每一个节点对每一个新区块的独立校验，确保了矿工无法欺诈。在前面的章节中，我们看到了矿工们如何去记录一笔交易，以获得在此区块中创造的新比特币和交易费。为什么矿工不为他们自己记录一笔交易去获得数以千计的比特币？这是因为每一个节点根据相同的规则对区块进行校验。一个无效的coinbase交易将使整个区块无效，这将导致该区块被拒绝，因此，该交易就不会成为总账的一部分。
比特币去中心化的共识机制的最后一步是将区块集合至有最大工作量证明的链中。一旦一个节点验证了一个新的区块，它将尝试将新的区块连接到到现存的区块链，将它们组装起来。
节点维护三种区块：
· 第一种是连接到主链上的，
· 第二种是从主链上产生分支的（备用链），
· 第三种是在已知链中没有找到已知父区块的。
有时候，新区块所延长的区块链并不是主链，这一点我们将在下面“ 区块链分叉”中看到。
如果节点收到了一个有效的区块，而在现有的区块链中却未找到它的父区块，那么这个区块被认为是“孤块”。孤块会被保存在孤块池中，直到它们的父区块被节点收到。一旦收到了父区块并且将其连接到现有区块链上，节点就会将孤块从孤块池中取出，并且连接到它的父区块，让它作为区块链的一部分。当两个区块在很短的时间间隔内被挖出来，节点有可能会以相反的顺序接收到它们，这个时候孤块现象就会出现。
选择了最大难度的区块链后，所有的节点最终在全网范围内达成共识。随着更多的工作量证明被添加到链中，链的暂时性差异最终会得到解决。挖矿节点通过“投票”来选择它们想要延长的区块链，当它们挖出一个新块并且延长了一个链，新块本身就代表它们的投票。
因为区块链是去中心化的数据结构，所以不同副本之间不能总是保持一致。区块有可能在不同时间到达不同节点，导致节点有不同的区块链视角。解决的办法是， 每一个节点总是选择并尝试延长代表累计了最大工作量证明的区块链，也就是最长的或最大累计难度的链。
当有两个候选区块同时想要延长最长区块链时，分叉事件就会发生。正常情况下，分叉发生在两名矿工在较短的时间内，各自都算得了工作量证明解的时候。两个矿工在各自的候选区块一发现解，便立即传播自己的“获胜”区块到网络中，先是传播给邻近的节点而后传播到整个网络。每个收到有效区块的节点都会将其并入并延长区块链。如果该节点在随后又收到了另一个候选区块，而这个区块又拥有同样父区块，那么节点会将这个区块连接到候选链上。其结果是，一些节点收到了一个候选区块，而另一些节点收到了另一个候选区块，这时两个不同版本的区块链就出现了。
分叉之前
分叉开始
我们看到两个矿工几乎同时挖到了两个不同的区块。为了便于跟踪这个分叉事件，我们设定有一个被标记为红色的、来自加拿大的区块，还有一个被标记为绿色的、来自澳大利亚的区块。
假设有这样一种情况，一个在加拿大的矿工发现了“红色”区块的工作量证明解，在“蓝色”的父区块上延长了块链。几乎同一时刻，一个澳大利亚的矿工找到了“绿色”区块的解，也延长了“蓝色”区块。那么现在我们就有了两个区块：一个是源于加拿大的“红色”区块；另一个是源于澳大利亚的“绿色”。这两个区块都是有效的，均包含有效的工作量证明解并延长同一个父区块。这个两个区块可能包含了几乎相同的交易，只是在交易的排序上有些许不同。
比特币网络中邻近（网络拓扑上的邻近，而非地理上的）加拿大的节点会首先收到“红色”区块，并建立一个最大累计难度的区块，“红色”区块为这个链的最后一个区块（蓝色-红色），同时忽略晚一些到达的“绿色”区块。相比之下，离澳大利亚更近的节点会判定“绿色”区块胜出，并以它为最后一个区块来延长区块链（蓝色-绿色），忽略晚几秒到达的“红色”区块。那些首先收到“红色”区块的节点，会即刻以这个区块为父区块来产生新的候选区块，并尝试寻找这个候选区块的工作量证明解。同样地，接受“绿色”区块的节点会以这个区块为链的顶点开始生成新块，延长这个链。
分叉问题几乎总是在一个区块内就被解决了。网络中的一部分算力专注于“红色”区块为父区块，在其之上建立新的区块；另一部分算力则专注在“绿色”区块上。即便算力在这两个阵营中平均分配，也总有一个阵营抢在另一个阵营前发现工作量证明解并将其传播出去。在这个例子中我们可以打个比方，假如工作在“绿色”区块上的矿工找到了一个“粉色”区块延长了区块链(蓝色-绿色-粉色)，他们会立刻传播这个新区块，整个网络会都会认为这个区块是有效的，如上图所示。
所有在上一轮选择“绿色”区块为胜出者的节点会直接将这条链延长一个区块。然而，那些选择“红色”区块为胜出者的节点现在会看到两个链： “蓝色-绿色-粉色”和“蓝色-红色”。 如上图所示，这些节点会根据结果将 “蓝色-绿色-粉色” 这条链设置为主链，将 “蓝色-红色” 这条链设置为备用链。 这些节点接纳了新的更长的链，被迫改变了原有对区块链的观点，这就叫做链的重新共识 。因为“红”区块做为父区块已经不在最长链上，导致了他们的候选区块已经成为了“孤块”，所以现在任何原本想要在“蓝色-红色”链上延长区块链的矿工都会停下来。全网将 “蓝色-绿色-粉色” 这条链识别为主链，“粉色”区块为这条链的最后一个区块。全部矿工立刻将他们产生的候选区块的父区块切换为“粉色”，来延长“蓝色-绿色-粉色”这条链。
从理论上来说，两个区块的分叉是有可能的，这种情况发生在因先前分叉而相互对立起来的矿工，又几乎同时发现了两个不同区块的解。然而，这种情况发生的几率是很低的。单区块分叉每周都会发生，而双块分叉则非常罕见。
比特币将区块间隔设计为10分钟，是在更快速的交易确认和更低的分叉概率间作出的妥协。更短的区块产生间隔会让交易清算更快地完成，也会导致更加频繁地区块链分叉。与之相对地，更长的间隔会减少分叉数量，却会导致更长的清算时间。