Zjednodušeně řečeno, těžba bitcoinů je závod v řešení konkrétního matematického problému pomocí výpočetního výkonu. Kdo nejrychleji dokončí výpočet správné odpovědi, může zaznamenat transakci do nového bloku. Odpověď na každou rovnici je „hashovací číslo“ bloku. Když je rovnice vyřešena, pak obdrží odměny v Bitcoinech, které se prostřednictvím tohoto mechanismu vytvářejí průběžně každý blok. Čím vyšší je výpočetní výkon, tím vyšší je šance na nejrychlejší dokončení výpočtu.
Těžební mechanismus Bitcoinu je navržen tak, aby udržoval konzistentní dobu výroby bloků (přibližně 10 minut). Kromě toho je obtížnost těžební "hádanky" Bitcoinu, známá jako "Hash Rate", automaticky upravována podle množství výpočetního výkonu v síti. Čím více výpočetního výkonu, tím vyšší je "Hash Rate", což znamená vyšší obtížnost těžby.
Těžba Bitcoinu začala na procesorech počítačů
Bitcoin se dnes těží na specializovaných zařízeních, tzv. ASIC Miner. Jak to však vše začalo? Dříve totiž žádné těžební stroje nebyly a Bitcoin se těžil na obyčejných počítačích, konkrétně se využíval výpočetní výkon procesorů (CPU).
Grafické karty jako další těžební hardware
V době kdy Bitcoin dosáhl ceny přibližně 10 amerických centů (říjen 2010) byl vyvinut první těžební stroj využívající grafickou kartu (GPU). Grafické karty jsou optimalizované pro paralerní výpočty, a proto byly vhodné pro těžbu Bitcoinu. Efektivita těžby na grafických kartách byla podstatně lepší.
Netrvalo dlouho a přišel první hardware upravený pro těžbu Bitcoinu.
V americkém televizním seriálu Teorie velkého třesku používala mužská postava Sheldon v počátcích k těžbě bitcoinů Howardův starý notebook.
První pokusy těžby s využitím FPGA (programovatelné hradlové pole)
S přibývajícím počtem lidí v těžebním průmyslu, celkový výpočetní výkon bitcoinové sítě stále dosahuje nových maxim a objevila se pokročilá těžební zařízení. První těžař s FPGA (programovatelné hradlové pole) se v Číně objevil v roce 2011. Vyrobil ho Nangeng Zhang, přezdívaný „Pumpkin Zhang“, a zařízení se nazývá „Pumpkin Miner“. Vzhledem k vysoké spotřebě energie při těžbě pomocí FPGA však nakonec trvalo pouhých šest měsíců, než byl z trhu stažen.
Příchod specializovaného hardwaru pro těžbu Bitcoinu – ASIC
V roce 2012 byl poprvé vydán ASIC miner „Butterfly Miner“. Zpočátku byl výpočetní výkon ASIC těžařů asi 200krát vyšší než výkon těžařů na grafických kartách. Míra spotřeby energie se příliš nelišila od GPU a brzy se stala na trhu populární. ASIC minery se rychle vyvinuly a staly se třetí generací těžařů bitcoinů.
V roce 2013 uvedl Nangeng Zhang na trh nový ASIC miner s názvem „AvalonMiner“. Později založili společnost Canaan Creative, která se zaměřuje na těžební čipy. Ve stejném roce byla založena také další těžební společnost s názvem Bitmain a v roce 2014 uvedla na trh první generaci těžebního stroje Antminer.
Tato zařízení byla na rozdíl od CPU, GPU a FPGA od počátku určena k těžbě bitcoinů. To znamenalo, že všechny hardwarové a softwarové součásti těchto zařízení ASIC byly předem navrženy a optimalizovány tak, aby počítaly výhradně ty výpočty, které jsou nezbytné k vytvoření nových bloků bitcoinů. Zvýšení efektivity ASIC se nemohlo vyrovnat žádnému z univerzálnějších zařízení, která mu předcházela.
V roce 2016 byl uveden na trh Antminer S9 se 189 vestavěnými čipy ASIC jako vlajkový produkt společnosti Bitmain. Během vzestupů a pádů trhu v následujícím desetiletí, byl Antminer, spolu s AvalonMiner, vedoucím v těžebním odvětví.
Na logaritmickém grafu níže, můžete sledovat vývoj ASIC minerů v čase a v závislosti na obtížnosti těžby.
Budoucnost těžby Bitcoinu
Význam velikosti čipu souvisí s efektivitou těžby. Čím větší je plocha čipu ASIC, tím větší jsou jeho komunikační kanály, a tím více elektřiny je potřeba k přenosu dat na jeho ploše.
Od roku 2015 se velikost čipů v zařízeních ASIC pro těžbu bitcoinů zmenšuje pomaleji a méně dramaticky než v letech 2013 a 2014. Navíc od doby, kdy se objevil první bitcoinový ASIC miner, se neobjevila nová technologie, která by skokově zvýšila efektivitu těžby stejným způsobem jako u přechodu z CPU na GPU a poté na FPGA.
Bez nové radikální převratné technologie přestanou těžaři bitcoinů brzy soutěžit především na základě hardwaru a zařízení, jak tomu bylo v minulém desetiletí. Pokud se hardware pro těžbu bitcoinů stane komoditním, kde se zvýšení efektivity nového modelu bude od předchozího modelu lišit jen nepatrně, budou těžaři nuceni uvažovat o jiných oblastech, v nichž získají konkurenční výhodu. Ty by mohly spadat pod inovace v oblasti získávání energie, finančního plánování nebo dokonce diverzifikace produktů.
Zatímco vývoj hardwaru pro těžbu bitcoinů byl v minulosti zdrojem velkého zvýšení efektivity těžařů, v budoucnu tomu tak být nemusí, zejména proto, že technologických inovací na bázi hardwaru je stále méně. Konkurence o odměny za těžbu bitcoinů bude i nadále podněcovat technologický vývoj. Není však jasné, jak bude vypadat další velký skok v těžební technologii.
