Por que a mineração de Bitcoin não pode mais ignorar a Lei de Moore

A indústria de mineração de Bitcoin testemunhou uma mudança massiva nos últimos dois anos. A corrida armamentista tecnológica lançada pelos fabricantes de ASICs rapidamente pôs fim à mineração de GPU e FPGA (field-programmable gate array), mas, assim como a corrida armamentista da Guerra Fria, investimentos adicionais podem se mostrar insustentáveis ​​a longo prazo devido a restrições de ROI.

Atualmente, os mineradores estão batendo na parede. A Tecnologia é o primeiro problema. A maioria dos mineradores já está usando os nós mais recentes, ou seja, processadores de 28 nm e 20 nm oferecidos pela TSMC e GlobalFoundries, enquanto os primeiros ASICs FinFET de 14 nm/16 nm são esperados para o ano que vem. No entanto, o progresso está desacelerando devido a uma série de limitações técnicas que assolam todos os fabricantes de chips.

O segundo problema envolve economia. É mais pé no chão, mas está intimamente relacionado ao design e à fabricação de chips. Chips maiores fabricados em processos relativamente imaturos tendem a ser mais caros para produzir e desenvolver. Eles geralmente enfrentam problemas de rendimento e vazamento também.

Não ignorarás a Lei de Moore

O primeiro desafio técnico pode ser descrito como a barreira térmica. Simplesmente adicionar mais transistores e construir chips massivos com bilhões de transistores proporciona mais desempenho, mas resfriar esses chips se torna problemático e impraticável. Ao mesmo tempo, a eficiência se torna um problema ainda maior.

Como um campo emergente de design de CI, os ASICs de mineração de Bitcoin experimentaram uma rápida evolução nos últimos dois anos. No entanto, eles não podem KEEP evoluindo e se desenvolvendo no ritmo atual. Uma série de limitações técnicas e a Lei de Moore simplesmente não podem ser superadas nem mesmo pelos principais designers e fundições de chips do mundo.

Os mesmos problemas se aplicam a fabricantes de chips multibilionários como Intel, Qualcomm, Nvidia, AMD e vários parceiros ARM, como Samsung, MediaTek e Apple.

A Lei de Moore estipula queo número de transistores duplica aproximadamente a cada dois anos. O desempenho é dimensionado de acordo, mas isso não significa que o desempenho aumenta em uma taxa linear, pois os projetistas de chips podem otimizar microarquiteturas sem acumular mais transistores, produzindo assim mais desempenho com o mesmo número de transistores e área de chip.

ASICs diferem de processadores de propósito geral e muito menos dinheiro vai para seu desenvolvimento e otimização. Conforme amadurece, a otimização fica mais difícil. Isso significa que o design do ASIC inevitavelmente ficará mais lento.

Como a maioria dos ASICs já usa nós de fabricação de ponta e há um limite para o tamanho que os designs práticos podem ter, mais recursos terão que ser investidos em otimização, ajustes de desempenho por Watt e Tecnologia de resfriamento de última geração. Essa abordagem envolve mais gastos e desenvolvimento do que uma transição para um novo processo de fabricação e geralmente não produz o mesmo aumento de desempenho ou eficiência.

Os designers de ASIC tendem a KEEP muitas informações longe de olhares curiosos. Os fabricantes de ASIC revelam algumas especificações básicas, como o número de núcleos de processamento e o tamanho do pacote do chip, mas não pintam o quadro completo. O número real de transistores e o tamanho do silício real no pacote (tamanho do chip) tendem a permanecer não divulgados, embora sejam muito mais relevantes do que tamanhos de pacote, voltagens e outras especificações amigáveis ​​ao marketing. Como esses não são chips de mercado de massa, é improvável que sejam desmontados e colocados sob um microscópio, então muitas das informações nunca se tornam públicas, impedindo assim uma análise aprofundada.

O problema para os mineradores de Bitcoin é o fato de que o superinvestimento está começando a criar uma tendência insustentável. A demanda, causada por uma dificuldade cada vez maior, está superando o desenvolvimento. Idealmente, os mineradores precisariam de chips capazes de quebrar a Lei de Moore e mais um pouco. No ano passado, a taxa de hash da rede Bitcoin disparou de cerca de 1.000.000GH/s para mais de 200.000.000GH/s, atingindo brevemente o pico de 231.138.370GH/s no final de agosto. Aproximadamente no mesmo período, a dificuldade disparou de cerca de 65 milhões para 27.428.630.902 em 31 de agosto.

Parte do aumento deve ser atribuída a novos ASICs mais eficientes e poderosos, mas, na realidade, a maior parte vem de grandes investimentos nessa indústria inerentemente arriscada. A abordagem antiga não funciona mais, como ilustrado pelas tendências de taxa de hash no final de agosto e início de setembro. Este é o ponto focal; é aqui que a Tecnologia e a economia se cruzam.

A nova Tecnologia irá abrandar o declínio, mas T irá pará-lo

Como a Lei de Moore não vai a lugar nenhum, a taxa atual de crescimento é insustentável, a menos que o preço comece a subir. Ela pode ser mantida por meio de investimentos adicionais em operações de mineração em escala industrial, mas apenas em teoria. Os dias de altos rendimentos e ROI medidos em semanas em vez de meses acabaram. Avanços tecnológicos, incluindo a introdução de ASICs mais eficientes e a transição para nós FinFET de 14 nm/16 nm, têm o potencial de alimentar mais crescimento, mas não quase na mesma taxa.

A Tecnologia simplesmente não pode evoluir a uma taxa que permita tal crescimento a longo prazo sem investimentos adicionais.

Térmicas e eficiência estão se tornando um grande problema. A um preço de US$ 500, os mineradores de Bitcoin geram cerca de US$ 1,8 milhões em receita por dia. Se o preço não subir, eles podem acabar ganhando ainda menos. Se cair, desligar o plugue é outra opção, pois os mineradores executarão seu hardware com prejuízo por muito tempo. Este valor não inclui despesas operacionais, custo de capital e investimentos em hardware de próxima geração. Os custos de energia são outra constante. Eles têm mais probabilidade de subir do que cair, forçando os mineradores a migrar para regiões com eletricidade abundante e barata. A Islândia e a Escandinávia já atraíram uma série de operações de mineração. Essa tendência inevitavelmente levará a uma centralização ainda maior.

O custo de manter a rede funcionando está aumentando, mas os retornos não. As margens estão diminuindo, a competitividade está se tornando cada vez mais importante e é improvável que pequenas operações de mineração permaneçam competitivas no futuro. Isso não inclui apenas mineradores individuais, mas também pequenas empresas de mineração. Portanto, esperamos ver maisconsolidação e diversificação avançando.

O que o futuro reserva

Então a rede continuará a crescer mais poderosa? Não há uma resposta direta, pois ninguém pode estimar o preço do Bitcoin nos próximos trimestres.

Se o preço permanecer estagnado, poderemos até começar a ver uma queda ou pelo menos uma estagnação na taxa de hash. A dificuldade aumentou três vezes no mês passado, passando de 19.729.645.941 para 27.428.630.902 em menos de 25 dias. Isso representa um aumento de mais de 40%. Cada aumento foi seguido por um declínio acentuado (mas breve) na taxa de hash, que foi compensado nos dias seguintes a cada aumento. No entanto, as últimas duas semanas apontam para uma tendência diferente.

O aumento também indica que muitos mineradores responderam ao pico de dificuldade desligando o hardware obsoleto, o que em si não é nada incomum. No entanto, o tamanho de cada queda é, como estamos lidando com quedas na faixa de 20-25%. Grandes aumentos de dificuldade além da marca de 20.000.000.000 claramente afetaram uma grande parte da rede, tornando muitos mineradores obsoletos da noite para o dia.

Eles foram substituídos por unidades mais eficientes que mantiveram a taxa de hash alta, mas, por sua vez, também aumentaram a dificuldade, criando um círculo vicioso que reivindicará hardware ainda mais obsoleto no futuro NEAR . Isso não é novidade, mas os dados indicam que o ritmo acelerado em que a dificuldade está aumentando está começando a ter um efeito sério em muitos mineradores. No curto prazo, isso criará oportunidades de mercado para as operações de mineração e fabricantes de hardware mais competitivos, aumentando a eficiência no processo. O risco é que a tendência reivindique muito hardware obsoleto e coloque muitos mineradores fora do mercado, resultando em ainda mais centralização e menos incentivos para investir no espaço de mineração.

Michael Bedford Taylor,Bitcoin e a Era do Silício Personalizado, 2013

Sobre os gráficos

Estatísticas de hardware de mineração são notoriamente difíceis de obter, então usamos o conjunto de dados mais visível e colaborativo disponível, que é o Bitcoin. comparação de dados de hardware de mineração. Incluímos mineradores listados como descontinuados ou atualmente em remessa nos dados do Bitcoin.it. Quando não havia uma data de remessa listada para um minerador na tabela Bitcoin.it, buscamos datas de remessa em fontes disponíveis publicamente, particularmente os próprios sites do minerador ou suas postagens no Bitcoin Talk. Excluímos os três mineradores Minerscube porque há um debate sobre o desempenho das unidades, conforme apontado nos comentários abaixo.

Dados e gráficos por Joon Ian Wong.

Imagemvia Shutterstock