El surgimiento de equipos mineros especializados en Bitcoin

Durante la última década, las máquinas que mantienen la red Bitcoin han experimentado un rápido desarrollo tecnológico.

El equipo minero es una característica fundamental del éxito de la red bitcoin porque estas máquinas determinan si es rentable para los mineros hacer lo que hacen, es decir, procesar los cálculos necesarios para integrar bloques de transacciones en la cadena de bloques.

Si bien se pasa por alto, la historia de los equipos de minería bitcoin también es una explicación clave de por qué la actividad de la minería ha evolucionado a lo largo de los años en una industria multimillonaria. La industria minera continúa evolucionando hoy, aunque hay indicios de que su desarrollo se está desacelerando.

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A continuación, echamos un vistazo a la historia completa de la tecnología de minería de bitcoin, y hacia dónde podrían dirigirse las innovaciones.

El 3 de enero de 2009, el creador seudónimo Satoshi Nakamoto extrajo el primer bloque de bitcoin. Como el único minero en la red bitcoin en ese momento, Nakamoto no necesitaba equipo especializado para lanzar la cadena de bloques bitcoin. Pudo crear bloques de bitcoin usando una computadora personal promedio.

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Las computadoras utilizadas para navegar por Internet, lanzar Microsoft Word y una serie de otras innumerables aplicaciones contienen lo que se llama una unidad central de procesamiento (CPU). Estos dispositivos controlan cómo se procesan y ejecutan los comandos en una computadora. Debido a la falta de competencia minera en los primeros días de bitcoin, la energía computacional requerida para crear nuevos bloques y obtener recompensas mineras podría procesarse fácilmente en dispositivos de CPU.

El hardware necesario para extraer nuevas monedas evolucionó con el tiempo a medida que los nuevos mineros se unieron a la red de Bitcoin y comenzaron a competir por recompensas en bloque.

La primera gran innovación para el hardware de minería de bitcoin se produjo poco después de que se estableciera un valor de mercado para bitcoin.

El 22 de mayo de 2010, el programador informático Laszlo Hanyecz pagó 10,000 BTC por dos pizzas de Papa John. Las pizzas valían alrededor de $ 25. Según el proveedor de datos de criptomonedas Coin Metrics, el precio de mercado de bitcoin se apreció en julio a alrededor de 8 centavos. Para cuando el precio de bitcoin alcanzó los 10 centavos en octubre de 2010, se desarrolló el primer dispositivo de extracción que aprovecha las unidades de procesamiento de gráficos (GPU).

A diferencia de las CPU, los dispositivos GPU están optimizados para realizar un rango reducido de tareas computacionales. Originalmente diseñadas para aplicaciones de juegos, las GPU se destacan en la computación de operaciones matemáticas simples en paralelo, en lugar de una a la vez, para generar miles de píxeles de imagen sensibles al tiempo. Estos dispositivos también se pueden reprogramar para calcular otras operaciones matemáticas, como las necesarias para extraer nuevos bitcoins.

La innovación de la minería de GPU, que es la minería de bitcoin en un dispositivo GPU, hizo que la producción de bloques de bitcoin y la obtención de recompensas de bloques en promedio sean aproximadamente seis veces más eficientes según el análisis realizado por el CEO de consultora minera Navier, Josh Metnick. Para estas ganancias de eficiencia, un dispositivo GPU promedio cuesta solo el doble que el dispositivo CPU promedio.

Estas ganancias de eficiencia se eclipsaron rápidamente al año siguiente, en 2011, cuando los arreglos de puertas programables en campo (FPGA) también se modelaron para extraer Bitcoin.

De acuerdo con los cálculos de Metnick, los FPGA pueden calcular las operaciones matemáticas necesarias para extraer bitcoin dos veces más rápido que la GPU de mayor grado. Sin embargo, estos dispositivos requieren más mano de obra para construir. Los FPGA requieren configuración tanto a nivel de software como de hardware, lo que significa que los dispositivos deben estar programados para ejecutar código personalizado, así como diseñados para ejecutar ese código de manera eficiente. Es la capacidad de ajustar los componentes de hardware en un FPGA lo que hace que este tipo de dispositivos estén mejor optimizados para la minería de bitcoins que una GPU.

La tercera gran innovación para la minería bitcoin probablemente requirió la mayor cantidad de recursos dedicados, tiempo y desarrollo para lograrla. En lugar de reutilizar los parámetros de software y hardware de las máquinas existentes, los esfuerzos para crear una máquina completamente nueva que solo minaría bitcoin finalmente valió la pena. En 2013, un fabricante de hardware informático con sede en China llamado Canaan Creative lanzó el primer conjunto de circuitos integrados específicos de aplicaciones (ASIC) para la minería de bitcoins.

Estos dispositivos, a diferencia de las CPU, GPU y FPGA, fueron diseñados desde el principio para extraer Bitcoin. Esto significó que todos los componentes de hardware y software de estos dispositivos ASIC vinieron prediseñados y optimizados para calcular estrictamente los cálculos necesarios para crear nuevos bloques de bitcoin. Las ganancias de eficiencia de los ASIC no podían ser igualadas por ninguno de los dispositivos de propósito más general que lo precedieron.

Mientras que Canaan Creative fue el primer fabricante de ASIC de bitcoin, otros como Bitmain y MicroBT también presentaron nuevas versiones de dispositivos de minería de bitcoin ASIC con hardware cada vez más avanzado. Uno de los desarrollos más notables en la tecnología de minería ASIC desde 2013 ha sido una reducción constante en el tamaño del chip. El tamaño de los chips ASIC que comenzaron con un tamaño de 130 nm en 2013 se ha reducido considerablemente para ser tan pequeño como 7 nm en los últimos modelos de hardware.

La importancia del tamaño del chip vuelve a la eficiencia minera. Cuanto más ancha es la superficie de un chip ASIC, mayores son sus canales de comunicación y, por lo tanto, se necesita más electricidad para transmitir datos en su superficie. De acuerdo con los cálculos de Metnick, un dispositivo de minería de bitcoins ASIC hoy es 100 mil millones de veces la velocidad de la CPU promedio en 2009.

Rakesh Kumar, profesor asociado de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de Illinois, cree un fuerte factor motivador de La evolución del hardware de minería a lo largo de los años desde la creación de Bitcoin ha sido el aumento del valor en dólares de Bitcoin, lo que hizo que la minería sea una actividad cada vez más lucrativa. Cuanto mayor sea el valor de mercado de las recompensas en bloque, mayor será la recompensa por las innovaciones en tecnología minera que aumenten los márgenes de ganancias de los mineros y disminuyan los costos operativos.

Desde 2015, reducción del tamaño del chip en Los dispositivos de minería ASIC bitcoin han sido más lentos y menos dramáticos que en 2013 y 2014. Además, desde el primer minero ASIC de bitcoin no ha habido una nueva tecnología para aumentar las ganancias de eficiencia minera de la misma manera que la minería GPU para minería CPU o minería FPGA tenido para la minería de GPU.

"Estamos llegando a límites fundamentales", dijo Kumar. "Es un problema con toda la industria, no solo [bitcoin] minería, sino con toda la industria de semiconductores … Necesitamos un nuevo tipo de dispositivo".

Sin una tecnología innovadora radicalmente nueva, los mineros de bitcoin pronto dejarán de competir principalmente sobre la base de hardware y equipo, como fue el caso durante la última década. En caso de que el hardware de minería de bitcoin se comercialice donde las ganancias de eficiencia de un modelo difieran minuciosamente de un modelo más nuevo, los mineros se verán obligados a considerar otras áreas para obtener una ventaja competitiva. Estos podrían incluirse en las innovaciones en el abastecimiento de energía, la planificación financiera o incluso la diversificación de productos.

Si bien la evolución del hardware de minería de bitcoin ha sido históricamente la fuente de grandes ganancias de eficiencia minera, este puede no ser el caso en el futuro, especialmente a medida que las innovaciones tecnológicas basadas en hardware se vuelven cada vez menos. La competencia por las recompensas de minería de bitcoin continuará estimulando la evolución tecnológica. Sin embargo, no está claro cómo será el próximo gran salto en la tecnología minera.