Как добывают биткоины ?

Знаете, что на фотографии ? А ведь это наверное сейчас самая современная и обсуждаемая тема. Айда со мной под кат все покажу и расскажу …

Справка: на создание биткоинов ежедневно тратится огромное количество энергии – в общей сложности это 982 мегаватт-часа в день. Этого достаточно, чтобы обеспечить электричеством 31 тысячу частных домов или наполовину обеспечить энергией Большой адронный коллайдер.

Процесс выпуска биткоинов называется «майнинг» — единственный способ получения криптовалюты, построенный на решении компьютерами математических задач.

Майнинг (от англ. Mining) в горной промышленности означает разработку месторождений, в нашем случае добычу виртуального золота, этим словом майнеры (miner, шахтеры) называют процесс добычи биткоинов.

Суть майнинга заключается в том, что компьютеры, находящиеся в разных точках Земли, решают математические задачи, в результате которых создаются биткоины. Процесс их добычи не контролируется единым выпускающим центром, а распределенность обеспечивает безопасность.

Фото 2.

Кликабельно

Видеокарты NVIDIA, в силу особенности архитектуры, показывают низкий уровень производительности в данном виде вычислений. Аналогично и CPU.

На сегодняшний день сложность майнинга БитКоин такова, что использовать, например, свой компьютер или ноутбук для майнинга — нерентабельно по двум причинам — мизерная вычислительная мощность (те самые гигахэши в секунду) и стоимость электроэнергии. Вот для примера ноутбук, AMD E-350 1,6Ghz\3 GB\128 MB video будет генерировать одну монетку BTC больше года!

Поэтому для майнинга используют специализированные конфигурации компьютеров или специфическое, специально спроектированное «железо».

Первой «волной» майнинга были те самые CPU-майнеры в обычных компьютерах, когда сложность была минимальной, с их помощью можно было что-то намайнить. Но после них пришла эра GPU-майнинга (майнинг на видеокартах). А теперь уже эра майнинга на FPGA-устройствах (вентильные матрицы, ПЛИС) и ASIC-майнерах. FPGA и ASIC практически неприменимы в других областях, кроме как рассчитывать хэши и создаются специально для задачи майнинга БитКоин.

Фото 3.

Наилучшим образом показывают себя в майнинге видеокарты Radeon HD, начиная с 5xxx серии.

Таблица скоростей видеокарт:

Radeon HD 5xxx:
5550 — 550 МГц (39 Вт) ~50 Mhash/s
5570 — 650 МГц (39 Вт) ~74 Mhash/s
5670 — 775 МГц (64 Вт) ~88 Mhash/s
5750 — 700 МГц (86 Вт) ~144 Mhash/s
5770 — 850 МГц (108 Вт) ~194 Mhash/s
5830 — 800 МГц (175 Вт) ~255 Mhash/s
5850 — 725 МГц (151 Вт) ~297 Mhash/s
5870 — 850 МГц (188 Вт) ~387 Mhash/s
5970 — 2×725 МГц (294 Вт) ~659 Mhash/s

Radeon HD 6xxx:
6570 — 650 МГц (60 Вт) ~89 Mhash/s
6670 — 800 МГц (66 Вт) ~109 Mhash/s
6790 — 840 МГц (150 Вт) ~191 Mhash/s
6850 — 775 МГц (127 Вт) ~212 Mhash/s
6870 — 900 МГц (151 Вт) ~287 Mhash/s
6930 — 750 МГц (186 Вт) ~277 Mhash/s
6950 — 800 МГц (140 Вт) ~325 Mhash/s
6970 — 880 МГц (190 Вт) ~390 Mhash/s
6990 — 2×830 МГц (350 Вт) ~736 Mhash/s

Radeon HD 7xxx:
7750 — 800 МГц (55 Вт) ~121 Mhash/s
7770 — 1000 МГц (80 Вт) ~189 Mhash/s
7790 — 1000 МГц (85 Вт) ~262Mhash/s
7850 — 860 МГц (130 Вт) ~258 Mhash/s
7870 — 1000 МГц (175 Вт) ~375 Mhash/s
7870 XT — 925 МГц (185 Вт) ~416 Mhash/s
7950 — 800 МГц (180 Вт) ~420 Mhash/s
7970 — 925 МГц (230 Вт) ~555 Mhash/s
7970 GHz Edition — 1050 МГц (250 Вт) ~630Mhash/s

*для HD 5xxx/6xxx (архитектура VLIW) использовался GUIMiner v2012-02-19 и APP SDK v2.5
*для HD 7xxx (архитектура GCN) использовался DiabloMiner и APP SDK v2.6
*6750/6770=5750/5770
*7570/7670=6570/6670
*все данные приведены на референсных частотах

Фото 4.

Все биткоин-переводы записываются в общедоступный лог транзакций. По цепочке они передаются майнерам, чья работа состоит в том, чтобы подобрать из миллионов комбинаций один-единственный хэш, подходящий ко всем новым транзакциям и секретному ключу, который и обеспечит майнеру получение награды в 25 биткоинов за раз. Множество «добытчиков» одновременно борются за награду, пытаясь первыми угадать хэш. Как только хэш угадан, блок со всеми транзакциями закрыт, майнеры переходят к следующему.

Хэш, который ищут майнеры состоит из хэша предыдущего блока, суммы хэшей транзакций за последние 10 минут и случайного числа, которое майнеры меняют, чтобы итоговый хэш удовлетворял условиям системы. Именно изменение этих условий и определяет сложность нахождения хэша, они изменяются раз в 2016 закрытых блоков и автоматически подбираются так, чтобы расчёт каждых 2016 блоков занимал 2 недели.

Фото 5.

После того, как рассчитаны 6 блоков подряд, денежные переводы, включённые майнерами в самый первый из этих блоков считаются подтверждёнными, однако, многие магазины считают достаточным условием вычисление одного или двух блоков с участием нужной транзакции.

Майнеров можно сравнить с теми, кто раздает файл на закрытом торрент-трекере. Именно они обеспечивают работу p2p-сети — дают возможность любому желающему загрузить фильм или музыкальный альбом, получая за это рейтинг, а, значит, и возможность в будущем скачивать файлы у других. В случае с Bitcoin, майнеры, играющие роль «раздающих», поддерживают работу денежной системы: проводят транзакции и сохраняют «договоренность» о едином состоянии всей сети. Только за вложение ресурсов они получают не эфемерный рейтинг, а биткоины, легко конвертируемые в реальные деньги.

Сложность растёт так как всё больше усилий затрачивается на майнинг — всё больше и больше мощностей включаются в игру. Первоначально для майнинга хватало простого домашнего компьютера, затем «цифровые шахтеры» перешли к расчету на топовых игровых видеокартах, а потом и вовсе к специализированным устройствам для майнинга. Сначала это были просто перепрограммированные чипы, а затем в использование вошли ASIC, интегральные схемы специального назначения, отличающиеся высокой скорость расчёта хэшей и низким энергопотреблением.

Фото 6.

Для примера, мощность одной видеокарты Radeon HD 7990 (решения от Nvidia не подходят для майнинга) составляет 1,2 гигахэша в секунду при потреблении в несколько сотен ватт, а современная ASIC-система Red Fury стоимостью 125 долларов генерирует уже 2,5 гигахэша в секунду при потреблении 2,5 ватта. Майнингом без использования ASIC уже почти никто не занимается, так как это коммерчески невыгодно.

После покупки железа бизнес майнера фактически заключается в трате электричества в обмен на биткоины (счета за интернет в данном случае совсем небольшие, так как для работы достаточно минимальной скорости — лишь бы подключение оставалось стабильным). Стоимость добычи одного биткоина может составлять 900 рублей, так и 20 000 рублей, в зависимости от используемого оборудования и тарифов. В 2011 году покупка топовой игровой видеокарты для майнинга окупалась примерно за две недели, однако с ростом сложности расчета добывать биткоины в одиночку становилось все более накладно.

Фото 7.

Поэтому майнеры начали собираться в пулы, объединяющие несколько десятков, сотен или тысяч «шахтеров» в единое звено: в случае успешного нахождения блока каждый из них получает свою долю в соответствии с размером вклада в общее дело. Система видит пул как одного майнера, производящего сотни гигахэшей в секунду, однако на практике он представляет из себя главный сервер, раздающий задачи майнерам, включенным в его пул. В отличие от соло-майнинга, майнинг внутри пула быстрее приносит средства, однако делает это маленькими порциями.

Фото 8.

В последние месяцы в СМИ все чаще начали появляться истории об уникальных биткоин-фермах, самая крупная из которых расположена в Гонконге. 25 ноября там была запущена фабрика с жидкостным охлаждением, мощность которой составила 4% от всей мощности в сети — 35 терахэшей в секунду. Она производит около 26 биткоинов в сутки, что на момент написания статьи составляет десятки тысяч долларов. А в апреле 2013 Лаборатория Касперского сообщила об обнаружении трояна, который превращает компьютеры пользователей в биткоин-фермы без их ведома.

Награда за создание нового блока уменьшается каждые четыре года: ещё в начале 2013 она составляла 50 биткоинов, сейчас уменьшилась до 25, а к 2017 упадет до 12,5.

Фото 9.