Cos'è il mining con GPU? È più redditizio del mining con CPU?

La fossa d'oro digitale delle criptovalute motiva i minatori di criptovalute a fare di tutto. 

Per trovare blocchi di criptovalute, i minatori hanno sempre cercato di risolvere problemi matematici complessi e verificare le transazioni in modo più efficiente. Quando hanno visto che le unità di elaborazione centrale (CPU) faticavano con l'elaborazione delle transazioni, si sono rivolti alle unità di elaborazione grafica (GPU) per scomporre i blocchi della blockchain in modo più efficiente. 

Chiunque può utilizzare una o più schede GPU per risolvere e convalidare equazioni complesse e transazioni di criptovalute. Questo processo di mining è noto come mining GPU nel software di mining di criptovalute. Le GPU sono ideali per il mining di criptovalute grazie alla loro maggiore potenza di elaborazione hash e efficienza. 

Le GPU vengono utilizzate per il mining perché sono più efficienti delle CPU. Le GPU hanno molti core che possono elaborare istruzioni semplici simultaneamente, permettendo loro di gestire più compiti in parallelo.

L'interesse crescente per le criptovalute e la blockchain rende il mining di criptovalute più competitivo. La maggior parte dei grandi minatori di criptovalute ha iniziato con il mining CPU per ottenere ricompense di mining. Presto, si sono resi conto che le CPU offrono risultati limitati nonostante l'alto consumo energetico. È allora che i minatori si sono spostati verso il mining GPU o le schede video per il mining. Questo spostamento è stato principalmente dovuto al tasso di hash delle GPU.

Mining CPU vs. Mining GPU

La principale differenza tra il mining CPU e il mining GPU è che le GPU offrono tassi di hash più elevati grazie alle loro unità logiche aritmetiche (ALU). Questo permette alle GPU di risolvere equazioni matematiche complesse più velocemente.

Il mining CPU utilizza i core della CPU di un computer per verificare le transazioni di criptovalute e generare nuove monete.

Il mining GPU si basa sulla potenza di elaborazione delle schede grafiche per lo stesso compito. Le GPU risolvono equazioni crittografiche complesse in modo più efficiente. 

I minatori scelgono le GPU invece delle CPU per la facilità di manutenzione e aggiornamento.

Ora, diamo un'occhiata a come il mining GPU è arrivato dove è oggi. 

Storia del mining GPU

L'industria dei giochi per computer è stata la prima a utilizzare i moderni processori grafici. I giocatori utilizzavano le GPU per renderizzare grafica e video 3D mentre giocavano ai videogiochi per computer.

Anche se molte aziende hanno costruito GPU dagli anni '80, non è stato fino al lancio della GeForce 256 di Nvidia nel 1999 che il termine 'GPU' è diventato popolare. GeForce 256 è stata la prima GPU completamente integrata al mondo. Era un processore a chip singolo con motori di trasformazione, ritaglio, rendering e illuminazione integrati. 

Le GPU non sono entrate nel mining di criptovalute fino al 2010. I minatori utilizzavano ancora CPU multi-core per minare 50 bitcoin (BTC) per blocco. La maggior parte dei minatori di criptovalute era soddisfatta delle specifiche offerte dalle CPU in quei giorni. Un paio di computer in giro potevano farti guadagnare fino a dieci dollari al giorno.

Le cose cambiarono quando Laszlo Hanyecz offrì di pagare 10.000 BTC per un paio di pizze. La sua idea era di ottenere la consegna di cibo in cambio di bitcoin. Qualcuno dalla comunità accettò l'offerta. Hanyecz finì per avere un pasto del valore di 212 milioni di dollari oggi (al momento della scrittura di questo articolo).

Questo evento mostrò al mondo come le criptovalute potessero acquisire valore e cambiò per sempre il mining di bitcoin. Di conseguenza, la competizione nel mining aumentò nei giorni successivi. Le GPU si dimostrarono competenti mentre i minatori cercavano hardware dedicato per battere la concorrenza.

ArtForz, un altro minatore di bitcoin, si associò con Hanyecz per eseguire codici di mining privati utilizzando fattorie di GPU nel 2010. Nello stesso anno, un altro membro di Bitcointalk, Puddinpop, rilasciò il primo software di mining GPU disponibile pubblicamente, che aumentò l'adozione delle GPU.

Chiunque poteva costruire un impianto di mining GPU con poche competenze tecniche e qualche centinaio di dollari a quel punto. Questa facilità d'uso e convenienza spinse i minatori a iniziare a utilizzare le GPU. I bassi requisiti computazionali rendevano tutto conveniente. 

Quando tutti iniziarono a pensare di fare buoni soldi con gli impianti di mining GPU, la difficoltà del mining aumentò. I requisiti di alta potenza di calcolo rendevano difficile per gli hobbisti e gli appassionati di criptovalute fare soldi. 

Entro il 2011, i minatori iniziarono a parlare di array di gate programmabili sul campo (FPGA) che utilizzavano tre volte meno energia delle GPU. L'FPGA è un circuito riconfigurabile che può funzionare come una scheda grafica, un microprocessore, un'unità di crittografia o tutti e tre contemporaneamente. Nangeng Zhang, alias Pumpkin Zhang, lanciò il primo miner FPGA, Pumpkin Miner, nel 2011.

Dopo l'acquisto, gli FPGA richiedevano ai minatori di modificare la parte programmabile sul campo, quindi i minatori iniziarono presto a cercare circuiti specifici per applicazioni. Questo diede vita al circuito integrato specifico per applicazioni (ASIC).

I minatori iniziarono presto il mining ASIC a causa dell'efficienza energetica del tasso di hash più veloce. Entro il 2015, i minatori ASIC avevano iniziato a dominare l'industria del mining di Bitcoin, rendendo il mining GPU meno redditizio per BTC. Tuttavia, altre criptovalute come Ethereum (ETH) rimasero minabili con le GPU grazie all'uso di algoritmi diversi. 

Nel settembre 2022, Ethereum è passato da un proof-of-work (PoW) a un proof-of-stake (PoS) meccanismo di consenso. Questa fusione ha ridotto significativamente la redditività del mining di Ethereum con le GPU. Tuttavia, ci sono molte monete alternative minabili come Ethereum Classic (ETC), Ravencoin (RVN), Ergo (ERG), Beam (BEAM) e Litecoin (LTC) che utilizzano ancora algoritmi PoW.

Negli ultimi anni, a causa della crescente complessità dell'hardware e del software di mining, i servizi di cloud mining sono emersi come un'alternativa per coloro che vogliono partecipare al mining di criptovalute senza il fastidio di costruire e mantenere un impianto fisico.

Eventi chiave del mining GPU di altcoin

2010: Rilascio pubblico del primo software di mining GPU, consentendo un passaggio dal mining CPU al mining GPU.
2011: Charlie Lee lancia Litecoin, una criptovaluta decentralizzata peer-to-peer. I minatori potevano utilizzare il mining GPU per minare Litecoin nei primi giorni.
2013: Billy Markus e Jackson Palmer rilasciano Dogecoin, e i minatori potevano utilizzare le GPU per una maggiore redditività con queste monete.
2014: ZeusMiner, il primo miner ASIC Scrypt, viene lanciato. Questo segnò l'inizio della competizione ASIC per le monete basate su Scrypt.
2014: Un'altra criptovaluta decentralizzata, Monero (XMR), è stata creata. I minatori potevano utilizzare sia CPU che GPU per minarla.
2014: Poramin Insom lancia Vertcoin, un altcoin resistente agli ASIC.
2015: Vitalik Buterin, Gavin Wood, Charles Hoskinson, Anthony Di Iorio e Joseph Lubin lanciano Ethereum.
2017: Le offerte iniziali di monete (ICO) sono aumentate in popolarità, portando a un aumento dell'interesse per il mining GPU per nuovi altcoin lanciati tramite ICO.
2018: Il mercato delle criptovalute ha subito un crollo significativo, influenzando la redditività del mining GPU per molti altcoin.
2022: Ethereum passa a PoS, eliminando l'uso delle GPU per il mining di monete ETH.

Come funziona il mining GPU

Il mining GPU funziona cercando di decodificare ripetutamente diversi hash e cambiando una cifra in ogni tentativo. Le GPU utilizzano unità logiche aritmetiche (ALU) per eseguire operazioni aritmetiche e logiche. Queste ALU consentono alle GPU di eseguire calcoli complessi e aumentare i risultati del mining. 

Il mining GPU sfrutta anche diversi algoritmi di hashing per mappare dati di dimensioni casuali a un hash di dimensioni fisse. Questi algoritmi o funzioni hash crittografiche condensano i dati a una dimensione più piccola per facilitare il calcolo degli hash e risolvere problemi di stringhe di dati. 

Algoritmi di mining GPU

Gli algoritmi di mining GPU mantengono i dati sicuri mentre ti aiutano a verificare le transazioni. Di seguito sono riportati alcuni algoritmi hash comuni che supportano il mining GPU.

Algoritmo SHA-256

L'algoritmo hash sicuro 256 (SHA-256) è un algoritmo hash crittografico della famiglia di algoritmi SHA-2 sviluppato dalla National Security Agency (NSA) e dal National Institute of Standards and Technology (NIST). 

Il valore finale dell'hash digest di questo algoritmo è sempre di 256 bit, da cui il nome SHA-256. È un algoritmo potente a causa del suo output unidirezionale. Ad esempio, puoi creare un output hash utilizzando SHA-256, ma non puoi ricreare l'input basato sull'output.

Tali hash sono potenti a causa del loro output unidirezionale. Puoi produrre un output hash da qualsiasi input dato, ma non puoi ricostruire i dati di input dati dallo stesso output hash. Il mining GPU utilizza questo algoritmo per verificare le transazioni tramite un meccanismo di consenso PoW.

Le criptovalute popolari che utilizzano SHA-256 includono BTC, Terracoin (TRC), Peercoin (PPC) e Bitcoin Cash (BCH).

Algoritmo Scrypt

Il ricercatore canadese di sicurezza informatica Colin Percival ha sviluppato la funzione hash Scrypt. Utilizza la derivazione della chiave basata su password per prevenire attacchi hardware personalizzati su larga scala. Oggi, alcune criptovalute utilizzano Scrypt come algoritmo PoW.

L'algoritmo Scrypt funziona creando e memorizzando numeri pseudo-casuali in posizioni di memoria ad accesso casuale (RAM). Mentre altri algoritmi basati su password hanno basse richieste di risorse, Scrypt richiede hardware elaborato per eseguire attacchi hardware su larga scala. 

Un attacco a forza bruta necessita di centinaia o migliaia di implementazioni di algoritmi per avere successo. Il principale vantaggio di Scrypt è che aumenta le richieste di risorse dell'algoritmo per prevenire tali attacchi. 

Le criptovalute popolari che utilizzano Scrypt includono Bitmark (BTM), Dogecoin (DOGE) e Latium (LAT).

Algoritmo X11

L'appassionato di criptovalute americano Evan Duffield ha sviluppato l'algoritmo X11 per il protocollo Darkcoin nel 2014. X11 è una funzione di hashing PoW progettata per essere resistente al mining ASIC. Questo algoritmo utilizza una sequenza di 11 algoritmi di hashing per rendere difficile la creazione di ASIC. In questo modo, una valuta avrà molto tempo prima che la centralizzazione del mining diventi una minaccia.

L'algoritmo X11 combina tutte queste funzioni individuali per generare hash di blocco. Il blocco utilizza BLAKE per creare il primo hash basato sul sistema di mining e sulla difficoltà target. Il PoW diventa più pesante e genera un nuovo hash mentre il primo hash passa attraverso ciascuna funzione fino alla fine del ciclo.

Le criptovalute come XCurrency (XC), CannabisCoin (CANN), StartCoin (START) e Dash (DASH) utilizzano l'algoritmo X11.

Algoritmo Ethash

L'algoritmo Ethash è una versione migliorata dell'algoritmo di mining di Ethereum chiamato Dagger-Hashimoto. La blockchain di Ethereum utilizza Ethash per essere resistente agli ASIC. Oggi, questo algoritmo combina Keccak-256 e Keccak-512 per conformarsi agli standard crittografici SHA-3. 

L'algoritmo Ethash segue questi passaggi per verificare le transazioni crittografiche:

• Utilizza intestazioni di blocco per creare un seme calcolato e iniziare il mining.
• Il seme calcola una cache pseudo-casuale di 16 megabyte (MB).
• La cache genera un set di dati semi-permanente di oltre 4GB e lo aggiorna per ogni 30.000 blocchi. Ecco perché i grafi aciclici diretti (DAG) – una rappresentazione concettuale di una serie di attività – variano ogni volta che si mina.
• Il mining inizia una volta che il sistema genera il DAG.
• Il processo di mining prende i valori DAG e i dati di rete per verificare le transazioni.
• Il processo di verifica delle transazioni utilizza la memoria cache per rigenerare parti specifiche del set di dati.

Oltre a Ethereum, criptovalute come Ethereum Classic e Expanse utilizzano anche l'algoritmo Ethash. 

Ora che sai come funziona il mining GPU, diamo un'occhiata a come puoi costruire un impianto di mining GPU.

Cos'è un impianto di mining GPU?

Un impianto di mining GPU è un computer assemblato per il mining di criptovalute utilizzando la velocità e l'efficienza delle GPU. Un impianto di mining GPU assomiglia a un computer personale ma presenta accessori speciali come ventole, riser e schede madri per il mining. La maggior parte di questi impianti utilizza gli stessi sistemi operativi dei computer personali. Il software di benchmarking è eccellente per i test delle prestazioni del computer, le recensioni hardware e l'ottimizzazione del sistema per il mining GPU.

Come costruire un impianto di mining GPU

Se vuoi guadagnarti da vivere utilizzando il mining di criptovalute basato su GPU, è meglio iniziare da zero.

Ecco cosa ti serve per iniziare. 

1. La GPU è la base di un impianto di mining. Puoi utilizzare una GPU economica per il mining, ma considera di utilizzare un calcolatore di redditività del mining GPU per decidere quale GPU acquistare in base alle stime dei potenziali guadagni. Alcuni minatori creano anche impianti di mining con più GPU per aumentare le possibilità di trovare blocchi.

2. La CPU non influisce sulle prestazioni della GPU, ma le CPU di alta qualità garantiscono un'esperienza ottimale. Tuttavia, puoi acquistare CPU di fascia bassa o moderata per ridurre i costi di costruzione dell'impianto di mining. Assicurati di acquistare una di fascia alta se vuoi minare solo con una CPU.

3. La scheda madre dovrebbe essere in linea con la CPU che acquisti. Se la tua CPU non è già integrata in una scheda madre, sarai meglio con una scheda madre moderata. Inoltre, assicurati che la tua scheda madre abbia connettori sufficienti per la GPU che hai acquistato. I minatori di GPU spesso scelgono schede madri Intel e AMD per prestazioni superiori. 

4. I requisiti del disco rigido variano in base al sistema operativo. Ad esempio, il mining su Windows 10 richiede un'unità a stato solido (SSD) o un disco rigido (HDD) da 120GB, mentre il sistema operativo basato su Linux richiede almeno un'unità flash da 16GB. 

5. La unità di alimentazione o la scelta del PSU dipende dal tipo di GPU che hai. Le GPU consumano quantità variabili di energia e wattaggio in base ai loro tipi. Tuttavia, puoi facilmente calcolare il consumo totale di energia (TPD) poiché le GPU consumano energia in wattaggio. Ricorda di aggiungere ulteriori 100 watt al wattaggio della GPU per CPU, RAM e disco rigido. Ora, moltiplica il TPD per 1,2 per trovare i requisiti totali di alimentazione. 

6. La RAM è un altro componente chiave degli impianti GPU. Assicurati che la tua RAM sia compatibile con la scheda madre in modo da poter utilizzare efficacemente gli slot RAM della scheda madre. Alcuni minatori aggiungono più RAM a seconda del numero di slot disponibili. RAM da 8 a 16 GB dovrebbero darti prestazioni ottimali.

7. Le ventole di raffreddamento impediscono alle schede grafiche di surriscaldarsi e ne aumentano la longevità. La maggior parte dei sensori delle schede grafiche ti avvisa in caso di superamento di una certa soglia di temperatura. Inoltre, devi essere più attento poiché il throttling termico è un problema reale con le schede grafiche. 

Guarda la tabella delle temperature delle GPU qui sotto per sapere cosa è sicuro e cosa no.

Come puoi vedere, la temperatura della GPU dovrebbe essere inferiore a 174°F per prestazioni e sicurezza ottimali.

8. I riser distanziano le GPU e le tengono lontane dalla scheda madre. Posizionare le GPU troppo vicine tra loro può causare troppo calore. Ecco perché i minatori utilizzano riser di interconnessione periferica (PCI)-e per collegare le GPU alla scheda madre con cavi estensibili. 

9. I telai per impianti di mining o case ti aiutano a rimuovere il calore dalle GPU. Puoi costruirne uno o acquistarne uno.

Una volta costruito un impianto di mining di criptovalute GPU, la domanda logica successiva è: cosa minare con la GPU?

Considerazioni sulla costruzione di impianti di mining GPU

Vediamo cosa dovresti considerare mentre costruisci impianti di mining GPU.

• Criptovaluta: La feroce concorrenza costringe i minatori a investire in GPU di fascia alta che producono alti tassi di hash. Ecco perché è meglio guardare la ricompensa del blocco dell'algoritmo crittografico o il prezzo prima di iniziare a costruire un impianto.
• Redditività dell'operazione di mining: I profitti del mining GPU dipendono dai costi dell'elettricità, dalla portabilità, dai meccanismi di riscaldamento/raffreddamento e dalla GPU stessa. Considera tutti questi fattori mentre costruisci un impianto. Guarda le monete crittografiche più redditizie che puoi minare in modo redditizio con le GPU.
• Algoritmo di mining crittografico: Alcune reti crittografiche si spostano dall'algoritmo PoW ad altri algoritmi di consenso, motivo per cui devi assicurarti che il tuo impianto possa minare criptovalute diverse dalla tua.
• Alimentazione e connettività: Che tu acquisti una GPU di mining nuova o usata, un impianto di mining avrà sempre bisogno di alimentazione stabile e connessione internet. Assicurati di avere entrambi.

Vantaggi del mining GPU

Il mining GPU offre molti vantaggi rispetto al mining CPU se non sei sicuro di quale scegliere. Diamo un'occhiata a cosa puoi aspettarti di buono con il mining GPU.

Tassi di hash più elevati

La redditività del mining GPU si riduce alla velocità con cui gli orologi eseguono le istruzioni. Mentre le CPU misurano i tassi di hash in kilo hash al secondo (kh/s), le GPU misurano in megahash al secondo (mh/s). 

1 kh/s =  1.000 hash al secondo 
1 mh/s = 1.000.000 hash al secondo
1000 Kh/s = 1 mh/s

Come puoi vedere, una GPU da 40 mh/s è più potente di una CPU da 40 kh/s. Questa potenza deriva dalla capacità delle GPU di elaborare più opzioni parallele rispetto alle CPU. Inoltre, alcuni minatori costruiscono impianti di mining GPU con più di cinque GPU per moltiplicare la potenza di hashing. 

Flessibilità nel mining di monete

La capacità di minare monete diverse su diverse piattaforme blockchain è importante per la redditività, che tu stia minando da solo, in una fattoria di mining o in un pool di mining. Le GPU ti permettono di fare proprio questo. 

Ad esempio, quando ETH è passato agli algoritmi proof of stake (PoS), i minatori potevano facilmente cercare altre monete da minare con le GPU. È questa flessibilità che attrae i minatori a utilizzare le GPU.

Ora, diamo un'occhiata ad alcuni dei rischi comuni del mining GPU di cui dovresti essere consapevole.

Il mining GPU è legale?

In generale, sì, ma dipende anche dal paese in cui stai minando. Dai un'occhiata a questo stato di legalità delle criptovalute per paese per scoprire se sei idoneo a minare e transare criptovalute.

Software di mining GPU

I minatori GPU utilizzano software di mining di criptovalute per utilizzare la potenza di elaborazione delle GPU per scoprire blocchi di criptovalute e fare profitti. Questi strumenti di mining ti aiutano ad allocare risorse di mining di criptovalute e a connettere l'hardware di mining alla blockchain.

Trova un modo migliore per minare criptovalute

Le piattaforme di scambio di criptovalute sono un ottimo punto di partenza se non sei sicuro se vuoi minare utilizzando CPU o GPU.

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Questo articolo è stato originariamente pubblicato nel 2022. È stato aggiornato con nuove informazioni.