Każdy z nas wie, że Bitcoiny się wydobywa. Ci, którzy przeczytali artykuł o podstawach, wiedzą też na czym owy mining mniej więcej polega. Nie jest sekretem, że dzisiaj liczą się wielkie kopalnie zlokalizowane głównie w Chinach. Jednak zanim powstały ogromne kopalnie i firmy oferujące profesjonalny dedykowany sprzęt do wydobywania Bitcoinów, mining wyglądał zupełnie inaczej…

Historia zaczęła się 3 stycznia 2009 roku kiedy to Satoshi Nakamoto wykopał pierwszy blok. Ciekawostką może być to, że parametr coinbase tego bloku (pisany razem)


04ffff001d0104455468652054696d65732030332f4a616e2f32303039204368616e63656c6c6f72206f6e206272696e6b206f66207365636f6e64206261696c6f757420666f722062616e6b73


zawiera w sobie dodatkową informację, są to słowa:

The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks

Pokrywają się one z wydaniem The Times z 3 stycznia 2009 co możecie zobaczyć poniżej. Może to też świadczyć, że Satoshi mógł mieszkać w Wielkiej Brytanii ale to są wyłącznie domysły.

Genesis block wydobyte Bitcoiny wysłał na adres 1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa ,który wciąż zawiera pierwsze w historii 50 BTC. Mało tego przez lata były wysyłane na ten adres małe kwoty i obecnie jest tam ponad 66 BTC!

Drugi blok został wykopany aż po 6 dniach a dziś społeczność czeka za blokiem numer 494 784 kiedy to ma nadejść fork SegWit2x.

Słowem wstępu

Blok wydobywany jest średnio co 10 minut a reguluje to parametr nazywany trudnością wykopywania. Jest to algorytm, który dostosowuje trudność wydobycia do mocy obliczeniowej sieci. Właśnie dlatego mimo ogromnego rozwoju sieci i technologii BTC pojawia się wciąż w tym samym tempie. Symuluje to proces wydobywania złota gdzie również jest ograniczona możliwa do wykopania ilość. Poza tym nikt nie szuka już złota z sitem przy rzece a cały proces i technologia rozwinęły się i wyglądają jak na filmie poniżej.

Górnicy uczestniczą w tym technologicznym wyścigu, ponieważ mogą dostać nagrodę w postaci BTC. Wielkość nagrody zmniejsza się co około 4 lata (210 000 bloków) o 50% i obecnie wynosi 12,5 BTC. Jeśli górnik kopie w pojedynkę to może liczyć na jednorazową dużą nagrodę, jednak bardziej opłacalne jest łączenie się górników w grupy nazywane kopalniami. W takiej grupie szansa na znalezienie rozwiązania bloku jest dużo większa i każdy dostaje nagrodę odpowiednią do jego wkładu w moc obliczeniową grupy.

Aby zobrazować rozwój wydobywania Bitcoinów wystarczy pomyśleć, że kiedyś każdy mógł kopać nawet na laptopie a po paru latach kopalnia prezentuje się następująco.

• 100 BTC dziennie w szczytowym momencie – razy 6 oddziałów.
• 1250 kWh zapotrzebowania na energię
• 80 000 USD miesięczny rachunek za prąd
• 3000 koparek

Należy wziąć pod uwagę, że powyższy film ma 3 lata, jednak duże kopalnie pilnie strzegą swoich sekretów więc znalezienie czegoś aktualnego z taką ilością informacji byłoby bardzo trudne. Jak widać porównanie rozwoju wydobywania złota i Bitcoina ma realne odniesienie.

Rozwój sprzętu do kopania

Na początek warto zaznaczyć, że obecnie moc sieci Bitcoin wynosi około 13,000,000 TH/s.

1 TH/s = 1,000 GH/s = 1,000,000 MH/s = 1,000,000,000 kH/s.

Sprzęt używany do miningu mocno zmieniał się na przestrzeni ostatnich kilku lat. Celem zmian jest redukcja kosztów w postaci zmniejszenia zapotrzebowania na prąd z równoczesnym zwiększeniem wydajności koparek.

CPU Mining

Pierwsze bloki były wykopywane za pomocą mocy obliczeniowej procesorów CPU(Central Processing Unit). Pozwalały na to początkowe wersje portfela Bitcoin. Jak jednak łatwo sprawdzić w tym porównaniu procesory pobierały duży prądu i nie były zbyt wydajne. Dla przykładu taki Athlon 64 3500+ wymagał 89W w zamian za 1,18 MH/s. Dosyć szybko jednak przestało się to opłacać i pojawiły się nowe, lepsze rozwiązania.

Mimo to w 2017 wykopywanie za pomocą CPU zdecydowanie wzrosło. Odpowiedzialne za to są botnety wykorzystujące zainfekowane komputery do miningu. Haker, który nie musi martwić się o prąd, mając dostęp do dużej ilości komputerów może wykorzystać je do zarabiania w taki sposób. Można powiedzieć, że w tym wypadku historia zatoczyła koło.

GPU Mining

Wydobywanie przez CPU zostało szybko wyparte kiedy rozpoczęto kopać Bitcoiny za pomocą procesorów GPU(Graphics Processing Unit). Karty graficzne okazały się dużo lepiej przystosowane i pozwalały na większy zarobek.

Najpopularniejsze procesory kart graficznych należały do firmy ATI, serie Radeon HD 5xxx, 6xxx oraz 7xxx.

Dodatkową zaletą procesorów kart graficznych było to, że kilka kart można było połączyć ze sobą. Wówczas górnik mógł cieszyć się nie tylko większą wydajnością sprzętu ale też mniejszym kosztem zużytego prądu. Inną zaletą była możliwość łatwego sprzedania kart, które z powodu wzrostu trudności przestały być opłacalnymi koparkami ale wciąż nadawały się do grania. Wadą GPU była potrzeba dobrego chłodzenia z powodu ilości generowanego ciepła.

Jak to jednak jest, że GPU radzi sobie o wiele lepiej niż CPU? Na czym polega różnica?

Otóż CPU jako jednostka wykonawcza ogólnego przeznaczenia może być porównana do małej grupy mądrych osób, które szybko rozwiążą dane im zadanie. Z drugiej strony GPU można porównać do dużej grupy zdecydowanie mniej rozgarniętych osób, które poradzą sobie z prostymi i powtarzalnymi zadaniami. Skoro wykopywanie bitcoinów należy właśnie do zadań typu “przelicz i podaj wynik” to właśnie karty graficzne okazują się dużo bardziej wydajne niż CPU. Można tu jeszcze dodać, że karty AMD mają więcej małych jednostek wykonawczych nazywanych ALU (czyli tych “mniej rozgarniętych osób”) niż Nvidia, która ma mniej bardziej złożonych ALU i wyższą częstotliwość taktowania. Stąd właśnie popularność wspominanych Radeonów.

Koniecznie spójrzcie też na porównanie CPU vs. GPU wykonane przez pogromców mitów.

Karty graficzne jednak również należą już do historii miningu. Na rynku pojawiły się rozwiązania dedykowane a pierwszym z nich były układy FPGA.

Układy dedykowane

Pierwszym sprzętem, który powstał z myślą o wykopywaniu Bitcoinów były dedykowane układy FPGA(field-programmable gate array). Jednak nie nadawały się one zbytnio do odsprzedaży, ponieważ miały jedno zastosowanie. ale za to zużywały bardzo mało prądu w porównaniu do GPU równocześnie zachowując porównywalną wydajność. Dla przykładu Butterflylabs Mini Rig oferuje 25,200 MH/s przy poborze 1,250W

Następnym krokiem w kierunku bardziej opłacalnego wydobywania bitcoinow były koparki ASIC(application-specific integrated circuit) czyli tłumacząc wprost układ scalony przystosowany do danej aplikacji. Pojawiły się one na początku 2013 roku dzięki firmie Avalon, która jako pierwsza z czterech konkurujących firm rozpoczęła wysyłanie ASIC.

Pobierają one jeszcze mniej prądu oferując zawrotne poziomy mocy obliczeniowej. Małe wersję koparek mogły być nawet wielkości pendrive i działały podłączone przez port USB. Te większe natomiast osiągają obecnie moc nawet kilkunastu TH/s. Antminer S9 oferuje zawrotne 13,5 TH/s przy poborze 1,375W – jest to 1 koparka o mocy obliczeniowej takiej jak cała sieć w połowie 2012 roku.

Podsumowując

Ewolucja miningu na przestrzeni ostatnich 9 lat robi wielkie wrażenie. W 2009 można było kopać na zwykłym laptopie a dziś powstają ICO zbierające fundusze na elektrownie wodne albo inwestycje na budowę kopalni BTC wewnątrz góry aby rozwiązać problem chłodzenia. Często można usłyszeć, że wydobywanie Bitcoinów jest już nieopłacalne ale jakby tak było to sieć nie miałaby tak ogromnej mocy a wszystko zależy po prostu od skali. Jeśli zainteresował was temat i chcielibyście jeszcze trochę poczytać to polacamy wywiad z Marcinem Żywicą z ŻET Technologies.

Janusz Zieliński