The Rise of ASICs: A Step-by-Step History of Bitcoin Mining

Sa nakalipas na dekada, ang mga makina na nagpapanatili ng network ng Bitcoin ay sumailalim sa mabilis na pag-unlad ng teknolohiya.

Ang mga kagamitan sa pagmimina ay isang pangunahing tampok ng tagumpay ng network ng Bitcoin dahil tinutukoy ng mga makinang ito kung kumikita o hindi para sa mga minero na gawin ang kanilang ginagawa – ibig sabihin, iproseso ang mga kalkulasyon na kailangan upang mag-embed ng mga bloke ng mga transaksyon sa blockchain.

Habang medyo napapansin, ang kasaysayan ng Bitcoin Ang kagamitan sa pagmimina ay isa ring mahalagang paliwanag kung bakit ang aktibidad ng pagmimina ay umunlad sa paglipas ng mga taon tungo sa isang multi-bilyong dolyar na industriya. Ang industriya ng pagmimina ay patuloy na umuunlad ngayon, kahit na may mga palatandaan na nagmumungkahi na ang pag-unlad nito ay bumagal.

Read More: Bitcoin Halving 2020: Ang 'Arms Race' para sa Miner Efficiency ay Tumindi

Sa ibaba ay titingnan natin ang kumpletong kasaysayan ng Technology ng pagmimina ng Bitcoin , at kung saan ang mga pagbabago ay maaaring susunod na patungo.

Pagmimina ng CPU

Noong Ene. 3, 2009, pseudonymous creator Satoshi Nakamoto mina ang unang bloke ng Bitcoin . Bilang nag-iisang minero sa Bitcoin network noong panahong iyon, T kailangan ni Nakamoto ng espesyal na kagamitan upang ilunsad ang Bitcoin blockchain. Nakagawa siya ng mga bloke ng Bitcoin gamit ang isang karaniwang personal na computer.

Ang mga computer na ginamit upang mag-browse sa internet, maglunsad ng Microsoft Word at maraming iba pang hindi mabilang na mga application ay naglalaman ng tinatawag na central processing unit (CPU). Kinokontrol ng mga device na ito kung paano pinoproseso at isinasagawa ang mga command sa isang computer. Dahil sa kakulangan ng kumpetisyon ng mga minero sa mga unang araw ng bitcoin, ang computational energy na kinakailangan upang lumikha ng mga bagong block at makakuha ng mga reward sa pagmimina ay madaling maproseso sa mga CPU device.

Ang hardware na kailangan sa pagmimina ng mga bagong barya ay umunlad sa paglipas ng panahon habang ang mga bagong minero ay sumali sa Bitcoin network at nagsimulang makipagkumpitensya para sa mga block reward.

Pagmimina ng GPU at FPGA

Ang unang pangunahing pagbabago sa hardware ng pagmimina ng Bitcoin ay dumating sa ilang sandali pagkatapos na maitatag ang halaga sa pamilihan para sa Bitcoin .

Noong Mayo 22, 2010, nagbayad ang computer programmer na si Laszlo Hanyecz 10,000 BTC para sa dalawang pizza ni Papa John. Ang mga pizza ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang $25. Ayon sa provider ng data ng Cryptocurrency na Coin Metrics, ang presyo ng merkado ng Bitcoin ay pinahahalagahan noong Hulyo hanggang sa humigit-kumulang 8 cents. Sa oras na ang presyo ng Bitcoin ay umabot sa 10 cents noong Oktubre 2010, ang unang mining device na gumagamit ng graphics processing units (GPUs) ay binuo.

Read More: Malapit na ang Tag-ulan ng China. Ngayong Oras Ang mga Minero ng Bitcoin ay T Namumuhunan

Hindi tulad ng mga CPU, ang mga GPU device ay na-optimize upang magsagawa ng makitid na hanay ng mga gawain sa pag-compute. Orihinal na ginawa para sa mga application ng paglalaro, ang mga GPU ay mahusay sa pag-compute ng mga simpleng mathematical na operasyon nang magkatulad, sa halip na ONE -isa, upang makabuo ng libu-libong mga pixel ng imahe na sensitibo sa oras. Ang mga device na ito ay maaari ding i-program muli upang kalkulahin ang iba pang mga mathematical na operasyon tulad ng mga kinakailangan upang magmina ng bagong Bitcoin.

Ang inobasyon ng pagmimina ng GPU, iyon ay ang pagmimina ng Bitcoin sa isang GPU device, ay gumawa ng mga bloke ng Bitcoin at nakakuha ng mga gantimpala ng bloke sa average na humigit-kumulang anim na beses na mas mahusay ayon sa pagsusuri na ginawa ng CEO ng mining consultancy firm na Navier, Josh Metnick. Para sa mga tagumpay na ito, ang isang average na GPU device ay nagkakahalaga lamang ng dalawang beses kaysa sa average na CPU device.

Ang mga nadagdag na kahusayan na ito ay mabilis na natabunan ng sumunod na taon, noong 2011, nang ang mga field programmable gate arrays (FPGAs) ay muling na-modelo upang minahan ng Bitcoin.

Ayon sa mga kalkulasyon ni Metnick, nagagawa ng mga FPGA na kalkulahin ang mga operasyong matematikal na kinakailangan upang magmina ng Bitcoin nang dalawang beses nang mas mabilis kaysa sa pinakamataas na grado ng GPU. Gayunpaman, ang mga device na ito ay mas labor-intensive sa paggawa. Ang mga FPGA ay nangangailangan ng configuration sa parehong antas ng software at hardware, ibig sabihin, ang mga device ay dapat na ma-program upang magpatakbo ng customized na code, pati na rin ang arkitekto upang patakbuhin ang code na iyon nang mahusay. Ito ay ang kakayahang ayusin ang mga bahagi ng hardware sa isang FPGA na ginagawang mas mahusay na na-optimize ang mga uri ng device na ito para sa pagmimina ng Bitcoin kaysa sa isang GPU.

Pagmimina ng ASIC

Ang ikatlong pangunahing pagbabago sa pagmimina ng Bitcoin ay malamang na nangangailangan ng pinakamalaking halaga ng mga nakalaang mapagkukunan, oras at pag-unlad upang makamit. Sa halip na muling gamitin ang software at hardware na mga parameter ng mga umiiral nang makina, ang mga pagsisikap na lumikha ng isang ganap na bagong makina na magmimina lamang ng Bitcoin sa wakas ay nagbunga. Noong 2013, tumawag ang isang tagagawa ng computer hardware na nakabase sa China Canaan Creative inilabas ang unang set ng application-specific integrated circuits (ASICs) para sa pagmimina ng Bitcoin .

Ang mga device na ito, hindi katulad ng mga CPU, GPU at FPGA, ay idinisenyo sa kanilang simula upang minahan ng Bitcoin. Nangangahulugan ito na ang lahat ng mga bahagi ng hardware at software ng mga ASIC na device na ito ay na-pre-designed at na-optimize upang mahigpit na kalkulahin ang mga kalkulasyon na kinakailangan upang lumikha ng mga bagong bloke ng Bitcoin . Ang mga natamo ng kahusayan mula sa mga ASIC ay hindi matutumbasan ng alinman sa mga mas pangkalahatang layunin na device na nauna rito.

Habang ang Canaan Creative ay ang unang tagagawa ng Bitcoin ASIC, ang iba tulad ng Bitmain at MicroBT nakabuo din ng mga bagong bersyon ng ASIC Bitcoin mining device na may lalong advanced na hardware. Ang ONE sa mga pinaka-kapansin-pansing pag-unlad sa Technology ng pagmimina ng ASIC mula noong 2013 ay isang tuluy-tuloy na pagbawas sa laki ng chip. Ang laki ng ASIC chips na nagsimula sa laki na 130nm noong 2013 ay lumiit nang malaki hanggang sa kasing liit ng 7nm. sa pinakabagong mga modelo ng hardware.

Kung wala ang isang radikal na bagong ground-breaking Technology, ang mga minero ng Bitcoin ay malapit nang huminto sa pakikipagkumpitensya lalo na sa batayan ng hardware at kagamitan tulad ng nangyari noong nakaraang dekada.

Ang kahalagahan ng laki ng chip ay bumalik sa kahusayan ng pagmimina. Ang mas malawak na ibabaw ng isang ASIC chip, mas malaki ang mga channel ng komunikasyon nito at samakatuwid ay mas maraming kuryente ang kinakailangan upang magpadala ng data sa ibabaw nito. Ayon sa mga kalkulasyon ni Metnick, ang isang ASIC Bitcoin mining device ngayon ay 100 bilyong beses ang bilis ng average na CPU noong 2009.

Si Rakesh Kumar, associate professor ng Electrical and Computer Engineering sa University of Illinois, ay naniniwala na ang isang malakas na motivating factor ng pagmimina ng hardware evolution sa mga nakaraang taon mula noong paglikha ng bitcoin ay ang tumataas na halaga ng dolyar ng Bitcoin, na naging dahilan upang ang pagmimina ay lalong kumikitang aktibidad. Kung mas mataas ang market value ng mga block reward, mas mataas ang kabayaran para sa mga inobasyon sa Technology ng pagmimina na nagpapalaki ng mga margin ng kita ng minero habang binabawasan ang mga gastos sa pagpapatakbo.

Ang kinabukasan ng pagmimina ng Bitcoin

Mula noong 2015, ang pagbabawas ng laki ng chip sa mga ASIC Bitcoin mining device ay naging mas mabagal at hindi gaanong dramatiko kaysa noong 2013 at 2014. Higit pa rito, mula noong unang Bitcoin ASIC miner ay wala pang bagong Technology upang lumukso sa mga nadagdag na kahusayan sa pagmimina sa parehong paraan na nagkaroon ng pagmimina ng GPU para sa pagmimina ng CPU o pagmimina ng FPGA para sa pagmimina ng GPU.

"Naabot namin ang mga pangunahing limitasyon," sabi ni Kumar. "Ito ay isang problema sa buong industriya, hindi lamang [Bitcoin] pagmimina, ngunit sa buong industriya ng semiconductor... Kailangan namin ng bagong uri ng device."

Kung wala ang isang radikal na bagong ground-breaking Technology, ang mga minero ng Bitcoin ay malapit nang huminto sa pakikipagkumpitensya lalo na sa batayan ng hardware at kagamitan tulad ng nangyari noong nakaraang dekada. Kung ang hardware ng pagmimina ng Bitcoin ay maging commoditized kung saan ang mga nadagdag na kahusayan ng ONE modelo ay naiiba sa isang mas bagong modelo, ang mga minero ay mapipilitang isaalang-alang ang iba pang mga lugar kung saan makakuha ng isang mapagkumpitensyang kalamangan. Ang mga ito ay maaaring mahulog sa ilalim ng mga inobasyon sa pagkukunan ng enerhiya, pagpaplano sa pananalapi, o kahit na sari-saring produkto.

Bagama't ang ebolusyon ng hardware sa pagmimina ng Bitcoin ay dating pinagmumulan ng malalaking pakinabang ng kahusayan ng mga minero, maaaring hindi ito mangyayari sa hinaharap, lalo na't ang mga teknolohikal na inobasyon batay sa hardware ay nagiging mas kaunti at mas malayo sa pagitan. Ang kumpetisyon para sa mga reward sa pagmimina ng Bitcoin ay patuloy na magpapasigla sa teknolohikal na ebolusyon. Gayunpaman, hindi malinaw kung ano ang magiging hitsura ng susunod na malaking hakbang sa Technology ng pagmimina.