Чому майнінг Bitcoin більше не може ігнорувати закон Мура

За останні два роки індустрія видобутку Bitcoin стала свідком масштабних змін. Гонка технологічних озброєнь, розпочата виробниками ASIC, швидко поклала кінець майнінгу GPU та FPGA (програмована вентильна матриця), але, подібно до гонки озброєнь часів холодної війни, додаткові інвестиції можуть виявитися нежиттєздатними в довгостроковій перспективі через обмеження рентабельності інвестицій.

Наразі шахтарі б’ються об стінку. Технології – це перша проблема. Більшість майнерів вже використовують найновіші ноди, а саме 28-нм і 20-нм процесори, які пропонують TSMC і GlobalFoundries, а перші 14-нм/16-нм FinFET ASIC очікуються наступного року. Проте прогрес сповільнюється через низку технічних обмежень, які переслідують усіх виробників мікросхем.

Друга проблема стосується економіки. Це більш приземлено, але воно тісно пов’язане з проектуванням і виробництвом мікросхем. Більші мікросхеми, виготовлені за відносно незрілими процесами, як правило, дорожчі у виробництві та розробці. Зазвичай вони також стикаються з проблемами продуктивності та витоку.

Ви не повинні ігнорувати закон Мура

Першу технічну проблему можна описати як тепловий бар'єр. Просте додавання більшої кількості транзисторів і створення масивних чіпів із мільярдами транзисторів забезпечує більшу продуктивність, але охолодження цих чіпів стає складним і непрактичним. У той же час ефективність стає ще більшою проблемою.

Будучи новою сферою проектування IC, ASIC для майнінгу Bitcoin зазнали швидкої еволюції за останні два роки. Однак вони не можуть KEEP еволюціонувати та розвиватися з нинішніми темпами. Ряд технічних обмежень і закон Мура просто не можуть подолати навіть провідні світові розробники мікросхем і ливарники.

Ці ж проблеми стосуються багатомільярдних виробників чіпів, таких як Intel, Qualcomm, Nvidia, AMD і різних партнерів ARM, таких як Samsung, MediaTek і Apple.

Закон Мура передбачає, що Кількість транзисторів подвоюється приблизно кожні два роки. Продуктивність відповідно змінюється, але це не означає, що продуктивність зростає з лінійною швидкістю, оскільки розробники чіпів можуть оптимізувати мікроархітектури, не витрачаючи більше транзисторів, отже, одержуючи більшу продуктивність із такою ж кількістю транзисторів і площею чіпа.

ASIC відрізняються від процесорів загального призначення, і на їх розробку та оптимізацію йде набагато менше грошей. У міру розвитку оптимізація стає все складнішою. Це означає, що розробка ASIC неминуче сповільниться.

Оскільки більшість ASIC вже використовують найсучасніші виробничі вузли, і існує обмеження щодо того, наскільки великими практичні конструкції можуть бути, більше ресурсів доведеться витратити на оптимізацію, налаштування продуктивності на ват і найсучасніші Технології охолодження. Цей підхід передбачає більше витрат і розвитку, ніж перехід до нового виробничого процесу, і зазвичай він не дає такого ж підвищення продуктивності чи ефективності.

Розробники ASIC намагаються KEEP багато інформації подалі від сторонніх очей. Виробники ASIC розкривають деякі основні характеристики, такі як кількість процесорних ядер і розмір корпусу чіпа, але вони не малюють повної картини. Фактична кількість транзисторів і розмір фактичного кремнію в упаковці (розмір кристала), як правило, залишаються нерозкритими, хоча вони набагато важливіші, ніж розміри упаковки, напруга та інші маркетингові характеристики. Оскільки ці мікросхеми не є масовими, їх навряд чи розберуть і помістять під мікроскоп, тому велика частина інформації ніколи не стає загальнодоступною, що перешкоджає глибокому аналізу.

Проблема майнерів Bitcoin полягає в тому, що надмірні інвестиції починають створювати нестійку тенденцію. Попит, викликаний дедалі більшою складністю, випереджає розвиток. В ідеалі майнерам знадобляться мікросхеми, здатні порушити закон Мура, а потім і деякі інші. За останній рік хешрейт мережі Bitcoin різко зріс приблизно з 1 000 000 GH/с до більш ніж 200 000 000 GH/с, ненадовго досягнувши піку в 231 138 370 GH/с наприкінці серпня. Приблизно за той самий період складність підскочила з приблизно 65 мільйонів до 27 428 630 902 на 31 серпня.

Частково збільшення слід віднести до нових, ефективніших і потужніших ASIC, але насправді більша частина цього надходить завдяки величезним інвестиціям у цю за своєю суттю ризиковану галузь. Старий підхід більше не працює, як показують тенденції хешрейту наприкінці серпня та на початку вересня. Це фокусна точка; тут перетинаються Технології та економіка.

Нові Технології сповільнять занепад, але T зупинять його

Оскільки закон Мура нікуди не дінеться, поточний темп зростання є нестійким, якщо ціна не почне зростати. Його можна підтримувати за рахунок додаткових інвестицій у видобуток корисних копалин промислового масштабу, але лише теоретично. Дні високої прибутковості та рентабельності інвестицій, які вимірювалися тижнями, а не місяцями, минули. Технологічний прогрес, зокрема впровадження більш ефективних ASIC і перехід на вузли FinFET 14 нм/16 нм, мають потенціал для подальшого зростання, але не такими ж темпами.

Технології просто не може розвиватися зі швидкістю, яка б уможливила таке зростання в довгостроковій перспективі без додаткових інвестицій.

Тепловий режим і ефективність стають великою проблемою. При ціні 500 доларів Bitcoin майнери отримують близько 1,8 мільйонів доларів доходу щодня. Якщо ціна не підніметься, вони можуть заробити ще менше. Якщо він впаде, ще одним варіантом є відключення, оскільки майнери довго працюватимуть зі збитковим обладнанням. Ця цифра не включає операційні витрати, вартість капіталу та інвестиції в обладнання нового покоління. Витрати на енергію є ще однією константою. Вони, швидше за все, підуть вгору, ніж униз, що змусить майнерів це зробити мігрувати в регіони з великою кількістю дешевої електроенергії. Ісландія та Скандинавія вже залучили низку гірничих робіт. Ця тенденція неминуче призведе до ще більшої централізації.

Вартість підтримання мережі зростає, але віддача – ні. Рентабельність падає, конкурентоспроможність стає дедалі важливішою, і малі видобувні підприємства навряд чи залишаться конкурентоспроможними в майбутньому. Це стосується не лише окремих майнерів, а й невеликих гірничодобувних компаній. Тому ми очікуємо побачити більше консолідація та диверсифікація.

Що готує майбутнє

То чи мережа продовжить зростати потужнішою? Немає прямої відповіді, оскільки ніхто не може оцінити ціну Bitcoin протягом наступних кількох кварталів.

Якщо ціна залишатиметься незмінною, ми можемо навіть почати спостерігати падіння або принаймні стагнацію хеш-рейту. Минулого місяця складність зросла втричі, з 19 729 645 941 до 27 428 630 902 менш ніж за 25 днів. Це означає збільшення більш ніж на 40%. Кожне збільшення супроводжувалося різким (але коротким) зниженням хешрейту, яке компенсувалося протягом наступних днів після кожного підвищення. Однак останні два тижні вказують на іншу тенденцію.

Збільшення також вказує на те, що багато майнерів відреагували на сплеск складності, відключивши застаріле обладнання, що саме по собі не є чимось незвичайним. Однак розмір кожної краплі є, оскільки ми маємо справу з краплями в межах 20-25%. Велике підвищення рівня складності після позначки 20 000 000 000 явно вплинуло на значну частину мережі, зробивши багато майнерів застарілими миттєво.

Їх замінили на більш ефективні пристрої, які підтримували хеш-рейт, але, у свою чергу, вони також збільшили складність, створюючи порочне коло, яке потребуватиме ще більше застарілого обладнання в NEAR майбутньому. У цьому немає нічого нового, але дані вказують на те, що темпи, з якими зростає складність, починають серйозно впливати на багатьох майнерів. У короткостроковій перспективі це створить ринкові можливості для найбільш конкурентоспроможних гірничодобувних операцій і виробників обладнання, підвищуючи ефективність процесу. Ризик полягає в тому, що ця тенденція вимагатиме занадто багато застарілого обладнання та виведе багатьох майнерів із бізнесу, що призведе до ще більшої централізації та зменшення стимулів інвестувати в простір для майнінгу.

Майкл Бедфорд Тейлор, Bitcoin і ера індивідуального кремнію, 2013

Про графіки

Відомо, що статистику майнінгового обладнання важко отримати, тому ми використали найпомітніший доступний набір даних, який є Bitcoin. дані порівняння обладнання для майнінгу. Ми включили майнери, які перераховані як припинені або наразі доставляються з даних Bitcoin.it. Коли в таблиці Bitcoin.it не було вказаної дати доставки для майнера, ми шукали дати доставки в загальнодоступних джерелах, зокрема на власних веб-сайтах майнерів або в їхніх публікаціях на Bitcoin Talk. Ми виключили трьох майнерів Minerscube, оскільки існують дискусії щодо продуктивності одиниць, як зазначено в коментарях нижче.

Дані та діаграми Джуна Яна Вонга.

Зображення через Shutterstock