A mineração é um dos processos fundamentais para o sucesso da rede Bitcoin, sendo as máquinas que realizam essa função mais importantes ainda. Sabe por que? Porque essas máquinas determinam se é ou não lucrativo para os mineradores fazerem o que fazem – ou seja, processe os cálculos necessários para incorporar blocos de transações no blockchain.
Embora um tanto negligenciada, a história dos equipamentos de mineração de bitcoin também é uma explicação chave para o porquê da atividade de mineração ter evoluído ao longo dos anos para uma indústria multibilionária.
Através do desenvolvimento dessas máquinas por trás de uma moeda virtual, o Cointimes vai lhe mostrar a história completa da tecnologia de mineração de bitcoin e até onde as inovações chegaram.
Uma simples CPU
Em 3 de janeiro de 2009, o criador do Bitcoin Satoshi Nakamoto extraiu o primeiro bloco de bitcoin. Sendo o único minerador na rede bitcoin na época, Nakamoto não precisava de equipamento especializado para dar início ao blockchain do bitcoin. Ele foi capaz de criar blocos de bitcoin usando um computador pessoal comum; uma simples CPU.
Os computadores usados para navegar na Internet, iniciar o Microsoft Word e uma série de outros aplicativos contêm o que é chamado de unidade de processamento central (CPU).
Devido à falta de competição de mineradores nos primeiros dias do bitcoin, a energia computacional necessária para criar novos blocos e ganhar recompensas de mineração poderia ser facilmente processada nestes dispositivos “arcaicos”.
A partir de então, o hardware necessário para minerar novas moedas evoluiu com o tempo, à medida que novos mineradores se juntaram à rede Bitcoin e começaram a competir por recompensas em bloco – que nessa época eram bem altas, vale ressaltar.
As primeiras inovações – GPUs e FPGA
A primeira grande inovação no hardware de mineração de bitcoin veio logo após o valor de mercado do bitcoin ser estabelecido. Na época, o programador de computador Laszlo Hanyecz pagou 10.000 BTC por duas pizzas.
No momento em que o preço do bitcoin atingiu 10 centavos em outubro de 2010, o primeiro dispositivo de mineração aproveitando unidades de processamento gráfico – o que chamamos de GPU – foi desenvolvido.
Ao contrário das CPUs, os dispositivos de GPU são otimizados para executar uma faixa estreita de tarefas computacionais. Construídas originalmente para aplicativos de jogos, as GPUs se destacam na computação de operações matemáticas simples em paralelo, em vez de um de cada vez, para gerar milhares de pixels de imagem sensíveis ao tempo. Esses dispositivos também podem ser reprogramados para calcular outras operações matemáticas, como as necessárias para extrair novos bitcoins.
Essa inovação da mineração com as GPUs tornou a produção de blocos de bitcoin e a obtenção de recompensas de blocos em média seis vezes mais eficientes.
E se você achou que a inovação parou por aí, não se engane. Logo em seguida foram utilizados para a mineração de Bitcoin os dispositivos FPGA. Eles são capazes de calcular as operações matemáticas necessárias para extrair bitcoin duas vezes mais rápido que a GPU de mais alto grau.
No entanto, esses dispositivos são mais trabalhosos para construir. FPGAs requerem configuração em nível de software e hardware, o que significa que os dispositivos devem ser programados para executar código personalizado, bem como arquitetados para executar esse código de forma eficiente.
É a capacidade de ajustar os componentes de hardware em um FPGA que torna esses tipos de dispositivos melhor otimizados para mineração de bitcoin do que uma GPU.
Inovação não basta; nós queremos revolução!
Se o Bitcoin é uma revolução, ele foi formado a partir de micro-revoluções. No final de 2010, o Bitcoin experimentaria sua primeira “revolução industrial” quando alguns mineradores concordaram em combinar seu poder de hash.
Uma revolução ocorreu porque a mineração estava se tornando um ambiente muito competitivo. Mineradores com suas CPUs não eram capazes de superar a velocidade e eficiência dos novos dispositivos de mineração, então a solução era juntar mineradores em grupos para que o poder de mineração das suas CPUS juntas, pudessem aumentar a chance de se minerar um bloco na rede Bitcoin.
No futuro, os historiadores poderão chamar esse movimento de mineração cooperativa, pools de mineração ou até mesmo um movimento comunista no Bitcoin. Mas na época, os mineradores da comunidade batizaram então a primeira pool de mineração como Slush.
A Slush Pool sozinha correspondia a cerca de 9.3% de todo o hashrate do Bitcoin, além de ter mais de 8.500 mineradores e uma hash de mais de 5EH/S, ou 8,4 bilhões de vezes o poder original em 2010.
A reviravolta das máquinas
A terceira grande inovação na mineração de bitcoin provavelmente exigiu a maior quantidade de recursos dedicados, tempo e desenvolvimento para ser alcançada.
Em vez de reaproveitar os parâmetros de software e hardware das máquinas existentes, os esforços para criar uma máquina inteiramente nova que mineraria apenas bitcoin finalmente valeram a pena.
Em 2013, um fabricante de hardware de computador com sede na China, chamado Canaan Creative, lançou o primeiro conjunto de circuitos integrados de aplicativos específicos (ASICs) para mineração de bitcoin.
Esses dispositivos, ao contrário de CPUs, GPUs e FPGAs, foram projetados desde o início para minerar bitcoin. Isso significa que todos os componentes de hardware e software desses dispositivos ASICs vêm pré-projetados e otimizados para computar estritamente os cálculos necessários para criar novos blocos de bitcoin, o que tornou a mineração um processo mais otimizado e profissional.
Outras empresas como a Bitmain e MicroBT também surgiram com novas versões de dispositivos de mineração de bitcoin ASIC com hardwares cada vez mais avançados.
Um dos desenvolvimentos mais notáveis na tecnologia de mineração ASIC desde 2013 foi uma redução constante no tamanho do chip. O tamanho dos chips ASIC, que começaram com 130 nm em 2013, diminuiu consideravelmente para chegar a 7 nm nos modelos de hardware mais recentes.
Um dispositivo de mineração de bitcoin ASIC hoje chega a ser 100 bilhões de vezes a velocidade da CPU média em 2009.
O futuro da mineração
Após os dispositivos ASICs serem introduzidos nos galpões das enormes indústrias de mineração do Bitcoin, houve tentativas de continuar minerando Bitcoin em CPUs e Aplicativos de celular, mas nenhuma das alternativas “arcaicas” acabou sendo tão lucrativa quanto minerar com os ASICs.
Até existem empresas que oferecem um serviço de aluguel dessas máquinas, assim você pode investir e participar da mineração sem necessariamente gastar a energia elétrica da sua casa ou forçar o processador do seu celular. Entretanto, a indústria da mineração como a conhecemos se metamorfoseou de algo feito individualmente para data centers de mineração profissionais.
Estes profissionais agora escolhem onde instalar um centro de mineração considerando três fatores: clima, custo da eletricidade e posição na rede bitcoin. O ideal é se instalar em um local onde o clima seja frio para diminuir os custos de refrigeração, a energia elétrica seja barata e a conectividade com outros nós da rede peer-to-peer do Bitcoin seja rápida.
Desde a criação do Bitcoin até agora, o país onde encontravam-se a maioria das indústrias mineradoras era a China. A eletricidade em excesso proporcionada pelas usinas hidrelétricas e termelétricas atuando juntamente com a maior população do mundo, ocasionou inegavelmente uma centralização do poder computacional da rede de Bitcoin.
Em agosto de 2019 o país chegou a concentrar 75% do hashrate. Entretanto, até março deste ano sua dominância sobre o setor de mineração diminuiu para 46%, segundo o cálculo da Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index (CBECI).
Por conta das diversas repressões contra o setor de mineração de Bitcoin pela China, os mineradores estão migrando do país asiático para o resto do mundo. Uma nova era para o Hashrate do Bitcoin surge então para tornar este processo tão fundamental para a rede Bitcoin mais limpa e descentralizada.
Em conformidade com esse movimento migratório, vários países aproveitam para facilitar a vida dos mineradores. É o caso de El Salvador, que acaba de começar a minerar bitcoin usando energia de vulcão.
Assim, o futuro que nós já conseguimos enxergar para a mineração do Bitcoin segue em conformidade com as características da moeda digital: a inovação e a descentralização explicam o sucesso da atividade mineradora que a cada ano se torna ainda mais resistente às mais diversas instabilidades existentes no mundo agregando em uma perspectiva de longo prazo para o “ouro digital”.
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