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Joules per Terahash

Como entender a energia gasta nos cálculos de mineração

Marek vê a sigla J/TH num anúncio de máquina de mineração. Ele quer saber quanto pagará de eletricidade, mas esse número ainda não revela a conta. Ele ajuda a comparar equipamentos: quanta energia precisam para o mesmo trabalho? Para calcular o consumo diário, Marek também precisa da velocidade da máquina e do tempo em que ela funcionará.

Joules per Terahash, abreviado J/TH, é a energia necessária para um trilhão de cálculos de hash na mineração de Bitcoin. Joule é uma unidade de energia; terahash conta cálculos. Com medições comparáveis, um número menor significa trabalho mais econômico. Sozinho, porém, ele não informa a velocidade da máquina nem seu consumo diário.

O prefixo tera significa 10^12, ou um trilhão. Terahash, TH, conta cálculos de hash — simplificando, tentativas na mineração. Cada tentativa busca um resultado que atenda à condição para um novo bloco de Bitcoin. Já TH/s diz quantos desses cálculos a máquina realiza por segundo: é seu Hashrate. A diferença lembra a que existe entre distância percorrida e velocidade de um carro. Uma máquina pequena e uma grande podem ter os mesmos J/TH, embora a maior faça mais trabalho e demande mais eletricidade no mesmo tempo. [1] [6]

Marek normalmente encontra a potência elétrica em watts e a velocidade em TH/s. Um watt é um joule por segundo: W = J/s. Dividir a potência pela velocidade de cálculo cancela os segundos: W/(TH/s) = J/TH. Assim, um exemplo de 2000 W a 100 TH/s resulta em 20 J/TH. Os parênteses importam: divide-se pela taxa inteira. Não se dividem watts primeiro por terahashes e depois novamente por segundos. Não é preciso decorar a fórmula; o importante é relacionar o consumo ao trabalho feito. [1]

Num texto técnico, Marek pode encontrar pJ/hash. O prefixo pico significa 10^-12, um trilionésimo. Ao passar de energia por um trilhão de cálculos para energia por cálculo individual, reduzimos a unidade de energia na mesma proporção. Por isso, 1 J/TH = 1 pJ/hash. Os valores 20 J/TH e 20 pJ/hash descrevem a mesma intensidade energética. Não é uma máquina nova muito mais econômica, apenas outra forma de escrever a mesma quantidade. [1]

Até aqui olhamos energia por trabalho. Outra apresentação pode mostrar o inverso: quanto trabalho se obtém por unidade de energia. Invertendo 20 J/TH, chegamos a 0,05 TH/J, equivalentes também a 0,05 TH/s por W. No primeiro caso, Marek quer o mínimo de energia para o mesmo cálculo; no segundo, o máximo de cálculos com a mesma energia. Em J/TH, menor é melhor; em TH/J, maior é melhor. Antes de comparar tabelas, leia a unidade, não só o número. [1]

Voltemos à conta de Marek. Um exemplo de 20 J/TH a 100 TH/s significa 2000 W, ou 2 kW. Em operação constante durante 24 horas, a máquina consome 48 kWh. Se funcionar somente 12 horas e não consumir nada fora delas, serão 24 kWh. Seus J/TH permanecem iguais; muda o tempo de trabalho. Quilowatts-hora medem a energia paga: Marek os multiplica pela tarifa para encontrar o custo. Consumos adicionais, como refrigeração separada, precisam ser somados à parte. [2]

A operação real nem sempre é tão constante quanto o exemplo. A máquina pode mudar de modo ou parar de calcular por um momento enquanto continua consumindo energia. Para todo o período, dividimos a energia total consumida em joules pelo total de cálculos em TH. As duas somas devem cobrir o mesmo intervalo e limite de medição. A média simples de alguns valores instantâneos de J/TH pode não representar o resultado do dia. Se a máquina não fizer nenhum cálculo durante todo o período, não é possível calcular essa razão: seria necessário dividir por zero. [2]

A unidade não informa se foram medidos apenas os chips, o aparelho completo ou toda a instalação. A especificação histórica do S21 Pro de 2024 indica 15 J/TH na entrada elétrica, com ar de entrada a 25 °C. São um limite e uma condição específicos, não a promessa de resultado idêntico em toda situação. A Braiins recomenda conferir a potência com medição real, pois estimativas do software podem diferir. Marek precisa saber o que os números incluem e em quais condições foram obtidos. [3] [4]

Por fim, Marek precisa separar eletricidade de receita. J/TH não informa quantos bitcoins (BTC) receberá nem a eletricidade necessária para encontrar um bloco específico. A receita esperada por capacidade de cálculo depende da dificuldade, das novas moedas emitidas na recompensa e das taxas de transação; a cotação também altera o valor em dólares. Hashprice expressa a receita bruta esperada por unidade de capacidade de cálculo em determinado período. Compará-la com os custos de eletricidade e as demais despesas ajuda a avaliar a operação. J/TH, sozinho, não promete lucro. [5]

Para ter uma visão mais completa, leia este verbete junto com ASIC Efficiency, Hashrate, Hashprice, ASIC Miner, Bitcoin. Também há referências a este verbete em ASIC Efficiency, Thermodynamic Money.

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