Tasa de hash de minería Bitcoin ha visto un crecimiento casi exponencial a largo plazo
La tasa de hash de minería Bitcoin ha visto un aumento explosivo y casi exponencial a largo plazo, aumentando a través de 1 GH/s en julio de 2010, 1 TH/s en 2011, 10 TH/s en 2012, 1 PH/s en 2013, 100 PH/s en 2014, 1 EH/s en 2016 , 10 PH/s en 2017, y hasta 80 PH/s en julio de 2019, equivalente a 80 millones de TH/s y 80 mil millones de GH/s. Este rápido aumento de la tasa de hash de minería ha sido parcialmente alimentado por el aumento del precio de Bitcoin de 0,01 USD en 2010 a más de 10.000 USD actualmente, lo que hace que la gente de todo el mundo compita para obtener una parte de la lucrativa recompensa del bloque minero Bitcoin, que equivale a más de 100.000 USD cada 10 minutos actualmente. La otra razón por la que la tasa de hash de Bitcoin ha estado aumentando tan rápidamente es que la demanda de tecnología minera ha hecho que los fabricantes desarrollen plataformas mineras con la tecnología más nueva, más poderosa y más eficiente.
Por ejemplo, los chips de 7 nm, lo que significa que los transistores en el chip son de 7 nm de tamaño, son los chips más potentes utilizados comercialmente hoy en día. En noviembre de 2018, Bitmain ya había lanzado plataformas mineras que utilizan chips de 7 nm. Este fue un salto importante para la compañía, ya que anteriormente los chips de 16 nm eran los mejores que Bitmain ofrecía. Actualmente, la plataforma minera más potente que Bitmain produce es el Antminer S17 que tiene una tasa de hash de 53 TH/s, y esto supera con creces el Antminer S1 que tenía una tasa de hash de sólo 0.18 TH/s.
We are officially announcing the release of our new 7nm miners which possess industry-leading hash rates designed to mine with the SHA256 algorithm. Two models will be offered, the Antminer S15 and T15. Available for purchase on 11/8. pic.twitter.com/m6HbWGZS1O
— BITMAIN [Not giving away ETH] (@BITMAINtech) 6 de noviembre de 2018
Chips con transistores más pequeños que alimentan el crecimiento de la tasa de hash
Este aumento masivo en la tasa de hash se debe a los equipos de minería que utilizan chips con tamaños de transistores más pequeños y más pequeños, hasta la actualidad, chips de vanguardia de 7 nm. Un aspecto muy importante de la disminución del tamaño del transistor es que exponencialmente se pueden instalar más transistores en un solo chip, lo que aumenta la eficiencia energética de las plataformas mineras. Por ejemplo, el Antminer S1 tiene una eficiencia energética de 0.0005 TH/J, mientras que el Antminer S17 tiene una eficiencia energética de 42 TH/J. Esto representa un aumento del 8,4 millones de dólares en eficiencia energética desde el Antminer S1 hasta el Antminer S17.
El aumento de la eficiencia energética que resulta de las plataformas mineras que utilizan chips con transistores más pequeños y más pequeños es lo que ha allanado el camino para el aumento explosivo en la tasa de hash de minería Bitcoin. Esto se debe a que la rentabilidad de la minería Bitcoin está determinada principalmente por el costo de la electricidad, por lo que si la eficiencia energética no hubiera aumentado drásticamente de los transistores más pequeños, entonces la rentabilidad por tasa de hash sería mucho menor. Por lo tanto, la tasa total de hash de la red minera Bitcoin sería mucho menor en ausencia de disminuciones de tamaño de transistor.
Túnel cuántico suprimiendo la evolución de la tecnología de transistores
Los transistores tendrán que ser cada vez más pequeños en los chips con el fin de mantener el aumento casi exponencial a largo plazo en la tasa de hash de minería Bitcoin. Sin embargo, la tunelización cuántica es un problema para los chips con transistores menores a 7 nm.
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La tunelización cuántica se puede explicar por el concepto de dualidad onda-partícula. Esencialmente un electrón, que es el bloque de construcción fundamental de todos los sistemas informáticos, es tanto una partícula como una onda simultáneamente. Para transistores de 7 nm o más grandes un electrón permanece en sus canales apropiados, y el ordenador funciona correctamente. Sin embargo, para los transistores de menos de 7 nm, la naturaleza de onda de un electrón puede hacer que pase literalmente a través de barreras en un transistor, causando fugas de electrones.
En términos simples, si un transistor es lo suficientemente pequeño, entonces un electrón puede teletransportarse a través de las barreras físicas en un transistor. Esto hace que el equipo no funcione correctamente.
El efecto inmediato que ya se siente debido a la tunelización cuántica es que la Ley de Moore se está descomponiendo. La Ley de Moore establece que el número de transistores en un chip se duplica cada dos años, lo que conduce a un aumento exponencial a largo plazo en la potencia de procesamiento de computadoras. Sin embargo, a medida que los tamaños de los transistores disminuyen por debajo de 7 nm, está tardando más y más en investigar, desarrollar y producir en masa la próxima generación evolucionada de transistores.
Por ejemplo, los transistores de 22 nm a 7 nm utilizan tecnología de transistores de efecto de campo de aleta (FinFET), pero los transistores de 5 nm requerían una tecnología completamente nueva llamada transistores multipuerta de efecto de campo (MuGFET). Los transistores de 3 nm más vanguardistas, que todavía están en la etapa de investigación y desarrollo, han requerido otro avance llamado transistores de efecto de campo (GAAFET) de puerta alrededor de todo el mundo. Samsung tiene como objetivo fabricar transistores de 3 nm para 2021, aunque esto es sólo una proyección ya que lleva años perfeccionar nuevos paradigmas de transistores.
En particular, sólo se espera que los transistores de 3 nm traigan un aumento del 20% en potencia y rendimiento, en comparación con el aumento del 30% al 40% observado durante las evoluciones anteriores del transistor.
Esencialmente, los científicos están desarrollando tecnologías completamente nuevas con el fin de combatir la tunelización cuántica y tratar de mantenerse al día con la Ley de Moore, pero el tiempo que se tarda en desarrollar transistores más pequeños está aumentando, y lo más importante, estas próximas generaciones de los transistores están aportando mejoras menores en la eficiencia energética y la potencia de procesamiento.
El aumento exponencial de la tasa de hash de minería Bitcoin puede ralentizarse debido a la tunelización cuántica
Por lo tanto, la tecnología de minería Bitcoin parece estar acercándose a un inminente obstáculo debido a la tunelización cuántica, y esto podría ralentizar el aumento de la tasa de hash de minería Bitcoin. Dicho esto, Bitcoin tasa de hash de minería también depende del precio de Bitcoin, por lo que si el precio de Bitcoin logra subir fuertemente a largo plazo, entonces la tasa de hash todavía podría aumentar casi exponencialmente. Por otro lado, si el precio de Bitcoin aumenta lentamente a largo plazo, entonces la tasa de hash esencialmente meseta.
Además, es posible que los científicos puedan perfeccionar la computación cuántica, lo que permitiría que la ley de Moore continuara. Dicho esto, la computación cuántica todavía está en sus etapas embrionarias, y las principales empresas tecnológicas generalmente se centran en la fabricación de transistores clásicos más pequeños con el fin de aumentar la potencia y el rendimiento de las computadoras, al menos por ahora.
