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¿Por qué los mineros criptográficos necesitan GPU? – Los foros de criptomonedas

¿Por qué los mineros criptográficos necesitan GPU? – Los foros de criptomonedas
13 enero, 2021
Category: Tasas Hipotecarias

Si eres un jugador de PC que busca actualizar tu hardware de juegos o planeas construir una PC de juegos desde cero, es posible que hayas notado que las unidades de procesamiento de gráficos (GPU) han escaseado últimamente. Incluso si tiene la suerte de haber encontrado uno, es probable que su precio casi se haya duplicado. ¿La razón? Los mineros de criptomonedas las han estado obteniendo a granel tan pronto como llegan al mercado.

¿Por qué los mineros criptográficos necesitan GPU? La minería de criptomonedas se ha convertido en una carrera armamentista informática cada vez mayor a medida que los mineros compiten para ser los primeros en validar las transacciones de datos en cadenas de bloques resolviendo problemas matemáticos complejos, y las criptomonedas las esperan como recompensa si tienen éxito. Debido a que es un ganador que acepta todas las propuestas, los mineros están recurriendo a las GPU para proporcionar la potencia de procesamiento sin procesar que necesitan.

En este artículo, haremos una inmersión profunda en la minería de criptomonedas, donde chocan los mundos de la criptomoneda, el cifrado de alto nivel y el procesamiento informático sofisticado. Estos son temas complicados, pero los desglosaremos para que pueda comprender mejor los desafíos únicos que enfrentan los mineros criptográficos en la actualidad y cómo las GPU se convirtieron en su herramienta más valiosa.

¿Qué es la minería de criptomonedas y por qué necesita una GPU para extraer criptomonedas?

La criptomoneda que inició la locura de la minería fue Bitcoin en 2009. Como el estándar de oro de las criptomonedas, en lo que va de 2020, Bitcoin se cotiza a alrededor de $ 6.000 por moneda y actualmente recompensa a sus mineros con 12,5 bitcoins, lo que equivale a un día de pago de $ 75.000,00. Entonces, ¿por qué no todo el mundo está minando? En pocas palabras, porque es muy, muy difícil, y fue diseñado para ser así.

Como su nombre indica, la minería exitosa da como resultado la creación de nuevas criptomonedas que se otorgan a los mineros exitosos. La minería es la única forma en que ciertos tokens criptográficos (por ejemplo, Bitcoin) entran en circulación. No se pueden extraer todas las criptomonedas, como las que prelanzan todas sus monedas como parte de una oferta inicial de monedas (ICO). Estos se conocen como criptografía de prueba de participación .

Las criptomonedas que se pueden extraer, como Bitcoin, Litecoin y Ethereum Classic, se conocen como criptos de prueba de trabajo . Se puede argumentar que los mineros realizan una función que es la columna vertebral de la criptomoneda de prueba de trabajo: la validación de las transacciones entre pares. Sin los esfuerzos de los mineros, las transacciones de criptomonedas, como comprar criptomonedas o pagarle a alguien con criptomonedas, no podrían verificarse ni registrarse.

Comprender las criptomonedas en criptomonedas

Independientemente de la criptomoneda o el modelo operativo, todas las criptomonedas se basan en la criptografía (el arte de codificar y decodificar datos) para registrar transacciones y asegurar la red . Es como un código secreto que requiere matemáticas complejas tanto para escribir los datos cifrados como para decodificar o descifrar los mismos datos.

Cada vez que se produce una transacción en una red criptográfica, por ejemplo, cuando alguien compra o transfiere criptomonedas, o paga algo con criptografía, la transacción debe validarse y luego registrarse. Lo que es tan único sobre la prueba de trabajo criptográfico es que la responsabilidad de verificar e ingresar estas transacciones recae sobre los hombros de los mineros. Esto se hace a través de un sistema llamado blockchain .

Tecnología Blockchain

Una cadena de bloques es un sistema de organización de datos que, en el caso de las criptomonedas, sirve como un libro mayor de la comunidad de todas las transacciones que ocurren en la red. Cientos de transacciones se agrupan en un bloque que, cuando se valida, se agrega al final de una cadena de bloques ya verificados. Cualquiera con una computadora puede acceder a este libro mayor, y millones de personas pueden tener posesión del libro mayor y su contenido al mismo tiempo.

Esto significa que sería increíblemente desafiante, si no imposible, ocultar una transacción fraudulenta en este libro mayor porque siempre está a la vista. Además, sería igualmente difícil para un pirata informático intentar cambiar o modificar una transacción existente debido a la forma en que funciona una cadena de bloques. Para cambiar los datos de un bloque, también deben cambiarse todos los bloques anteriores porque todos están vinculados.

Una de las características únicas e ingeniosas del sistema blockchain es que el propósito de los bloques no es solo almacenar datos de transacciones, sino también proporcionar un directorio de su contenido para facilitar la búsqueda. Además, cada bloque contiene códigos únicos que son necesarios para crear bloques adicionales. Lo que hace que una cadena de bloques sea tan eficaz como tecnología de mantenimiento de registros es el uso de hashes cifrados .

¿Qué es un hash?

Un hash es una operación matemática que toma una entrada y produce una salida encriptada. El hash es una parte vital de la cadena de bloques porque permite que un bloque de datos se vincule al siguiente bloque de datos de tal manera que el enlace no se pueda romper, cambiar o manipular. Los hashes son tan complejos que requieren computadoras para generarlos y resolverlos.

Así es como funciona un hash:

  1. La entrada puede constar de prácticamente cualquier cantidad de caracteres alfanuméricos. En el caso de la criptografía, esto generalmente incluye la marca de tiempo de la transacción, los detalles de la transacción (por ejemplo, las claves y los montos de las partes), un identificador de bloque único, un directorio y un hash cifrado para el bloque anterior.

Lo importante (y verá por qué en un momento) es que el tamaño de la entrada no afecta el tamaño de la salida. En otras palabras, una entrada de 10 caracteres generará una salida de la misma longitud que una entrada de un millón de caracteres.

  • Un hash es una función , es decir, un proceso (siempre realizado en una computadora) que toma los datos de entrada y ejecuta ecuaciones matemáticas específicas sobre los datos. Una vez que se completa esta operación, el hash generará la salida, que es una cadena encriptada de letras y números de longitud fija.

Este no es un proceso aleatorio. En otras palabras, el propósito del hash no es convertir cada entrada en una cadena de caracteres aleatoria. El hash genera una salida que es única y específica para cada entrada. Si ingresa la misma entrada cinco veces, obtendrá la misma salida cada vez. Además, si volviera a ejecutar la salida no cifrada en el hash, vería la entrada.

  • La salida es una cadena de letras y números que se generan cuando la entrada es hash. Los hash de cifrado producen salidas de longitud fija. Ya sea que la entrada sea una palabra o el texto completo de la Constitución de EE. UU., La salida siempre será la misma cantidad de caracteres (aunque diferentes).

Lo que también es interesante es que incluso el más mínimo cambio en la entrada dará como resultado una salida completamente diferente. Esta función desempeña un papel importante para disuadir a los posibles piratas informáticos de intentar alterar los datos de la cadena de bloques en una red criptográfica.

( Este hash en particular se conoce como “md2” y es uno de los más simples. Como puede ver, independientemente de la longitud de la entrada, la salida siempre consta de 32 caracteres. En los dos primeros ejemplos, simplemente agregue el signo de exclamación al final de “Hola” cambió por completo la salida hash).

Esto ilustra lo difícil que sería alterar o manipular el contenido de un bloque porque incluso el más mínimo cambio daría como resultado una salida completamente diferente, lo que sin duda llamaría la atención de alguien en la red de cifrado que tiene una copia del libro mayor común.

SHA-256 : este puede ser el hash más famoso jamás creado, ya que es el que utiliza Bitcoin en su cadena de bloques. Fue desarrollado por la Agencia de Seguridad Nacional de EE. UU. En 2002 y posteriormente publicado. Significa Secure Hash Algorithm y es de 256 bits, lo que significa que produce una salida de 64 caracteres (frente a 32 en nuestro ejemplo).

¿Qué es un Nonce?

Ahora ha visto cómo los hash cifrados pueden ser tan útiles para proteger datos confidenciales en una red de criptomonedas. Hay medidas de seguridad adicionales para proteger aún más la información vital en cada bloque. Además de los hashes cifrados, cada bloque también contiene un nonce que significa “número solo se usa una vez”.

A diferencia de un hash cifrado que produce un resultado particular que corresponde a una entrada específica (es decir, NO aleatorio), un nonce es una cadena de números generada aleatoriamente que se agregan al contenido hash de un bloque.

El nonce, junto con los datos del bloque ya procesados, se procesa nuevamente . Esta capa adicional de cifrado refuerza aún más la seguridad no solo de la información confidencial almacenada en los datos, sino que, dado que cada bloque está construido de la misma manera y están vinculados entre sí, es como una cadena de fortalezas impenetrables.

Poniéndolo todo junto: el papel vital de las GPU en la minería criptográfica

Entonces, ¿dónde encajan las GPU en todo esto? Piense en la criptominería como una serie de desafíos extremadamente difíciles que consisten en problemas matemáticos extraordinariamente complejos. La única herramienta que tiene el minero a su disposición es una computadora.

Cuanto más rápida y poderosa sea la computadora, mayores serán las posibilidades del minero de superar los desafíos y ser el primero en resolver los problemas y reclamar el bloque y su recompensa de criptomonedas.

Cada bloque contiene un hash de destino, que incluye los requisitos para “resolver” el bloque. En última instancia, el minero puede resolver los problemas y producir un hash que, en comparación con el hash objetivo, satisface todas las condiciones.

Los desafíos que enfrentan los cripto mineros

¿Recuerdas el nonce? El primer desafío al que se enfrenta el minero criptográfico es adivinar correctamente el nonce. Dado que es una cadena aleatoria de números, no hay forma de calcular el nonce. Debe adivinarse, lo que significa que será un proceso repetitivo de prueba y error hasta que se encuentre el correcto.

Adivinar el nonce correcto es solo el primer paso para validar un bloque. El nonce debe agregarse al hash del bloque y luego volver a aplicar el hash. Es este resultado el que se compara con el hash objetivo para ver si se cumplen todas las condiciones. Si no es así, el proceso comienza de nuevo.

Ahora imagine que hay miles, quizás más de un millón, mineros de criptomonedas en todo el mundo que intentan resolver los mismos problemas para ganar las mismas recompensas de criptomonedas. La competencia es extremadamente dura , y todo se reduce a la rapidez con la que se pueden adivinar los nonces, agregarlos a los hash, luego volver a aplicarlos y compararlos con el hash de destino, y luego repetir este proceso hasta que se produzca el hash correspondiente.

¿La clave del éxito de la minería criptográfica? Velocidad y potencia de cálculo

Ya sea por trabajo o por placer, todos confiamos en las computadoras para hacer las cosas. En el corazón de cada computadora está su CPU o unidad central de procesamiento. La CPU realiza tareas muy rápidamente. Sigue instrucciones, realiza cálculos o responde a la entrada. Por ejemplo, la CPU de la computadora en la que se escribió este artículo dispuso cada carácter de esta página tal como se escribió en el teclado.

Las CPU son rápidas y eficientes. En la mayoría de los casos, las tareas o los cálculos se realizan en microsegundos. Para fines cotidianos, las CPU son más que capaces de manejar la mayoría de las necesidades informáticas. Pero la minería de criptomonedas es un animal diferente, y las CPU simplemente no están a la altura.

¿Cuál es la diferencia entre una GPU y una CPU?

Mientras que las CPU son más adecuadas para tareas cotidianas sencillas como el procesamiento de textos, navegar por la web y otros tipos de computación estándar, las GPU son ideales para escenarios que requieren tareas más complejas . Se puede pensar en una GPU como una versión altamente especializada de una CPU. La forma en que se diferencian las CPU y las GPU se puede analizar mejor examinando la forma en que realizan su trabajo.

Procesamiento en serie frente a procesamiento en paralelo

Una CPU típica tiene de uno a cuatro procesadores, que son las unidades de procesamiento reales que realizan el trabajo de la CPU. Los procesadores de CPU modernos son rápidos y versátiles. Su única limitación es el hecho de que realizan un procesamiento en serie , es decir, cada procesador realiza una tarea a la vez, en el orden en que se le asignó la tarea. En otras palabras, las CPU realizan el trabajo de forma secuencial (una tras otra).

Por el contrario, una GPU utiliza procesamiento paralelo en el que una gran cantidad de procesadores trabajan en conjunto para realizar una gran cantidad de tareas simultáneamente . Estos procesadores pueden comunicarse entre sí y pueden acceder a los mismos datos o bancos de memoria, lo que los hace muy eficientes y cohesivos.

Las GPU se desarrollaron inicialmente para aplicaciones gráficas como videojuegos, animación por computadora y, más recientemente, inteligencia artificial. Estos programas requieren que se realicen una gran cantidad de procesos al mismo tiempo y al unísono perfecto para que funcionen correctamente. De lo contrario, la animación por computadora se vería entrecortada y los videojuegos siempre se congelarían.

El poder del procesamiento paralelo aplicado a la minería criptográfica

Por estas razones, las GPU son ideales para la minería criptográfica. Como hemos comentado, la clave para una minería exitosa es producir hashes lo más rápido posible para compararlos con el hash objetivo y repetir este proceso hasta que se cumplan las condiciones objetivo. Estas tareas altamente repetitivas que se realizan simultáneamente son perfectas para las GPU.

Mientras que una CPU puede tener hasta cuatro “núcleos” (unidades de procesamiento), las GPU de gama alta pueden tener más de 4.000 núcleos. Con todos estos procesadores encontrando posibles soluciones para el hash objetivo en rápida sucesión, uno tras otro y a la velocidad del rayo, uno puede entender por qué los mineros criptográficos están dispuestos a invertir miles de dólares en actualizar sus computadoras a la última tecnología de GPU. .

(Tomemos, por ejemplo, esta nueva versión que se promociona como la GPU de última generación para los jugadores de PC incondicionales, y cuenta con 4,352 procesadores).

¿Por qué los cripto mineros compran tarjetas gráficas?

Aunque los términos a menudo se usan indistintamente, existe una clara diferencia entre una GPU y una tarjeta gráfica . La GPU es un circuito que está integrado en la tarjeta gráfica. La tarjeta gráfica es la estructura completa que incluye la GPU, un bus de memoria (que se necesita para que la CPU se comunique con la tarjeta gráfica) y otros componentes.

Las tarjetas gráficas consumen una gran cantidad de electricidad y generan una enorme cantidad de calor. Por esta razón, las tarjetas gráficas más grandes tienen ventiladores incorporados para enfriar los delicados circuitos mientras realizan su trabajo.

La funcionalidad de las tarjetas gráficas es tal que se pueden agregar fácilmente a las plataformas de minería (sistemas informáticos diseñados específicamente para la minería criptográfica) y se pueden apilar una frente a la otra para una potencia informática masiva.

¿El futuro de la cripto minería?

Una característica interesante de Bitcoin y otras criptomonedas de prueba de trabajo es que son cripto de lanzamiento limitado. En otras palabras, el número de monedas que se emitirán alguna vez ha sido predeterminado. Además, Bitcoin, Litecoin y algunas otras criptomonedas reducen periódicamente a la mitad sus recompensas.

¿Forzará esto a los mineros criptográficos a buscar fuentes alternativas de ingresos y reducir su número? ¿O conducirá a un mayor ingenio e innovación en el hardware informático? No mucha gente le dio a la criptomoneda la oportunidad de tener éxito cuando llegó por primera vez. Casi una década después, su valor universal es de cientos de miles de millones, por lo que es seguro decir que si hay cripto, indudablemente habrá mineros.

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TC comenzó a codificar en TRS-80 en la escuela secundaria en 1979. Ha existido desde los primeros días en los que tenía que crear una función si quería que su computadora hiciera algo. Desde allí hasta Atari, Commodore, Apple y PC, ha escrito código para todos ellos. Formado en medicina en lugar de tecnología, se mantuvo al día con el mundo tecnológico escribiendo la utilidad ocasional para ayudar con la formación médica. También se involucró temprano en la inversión en tecnología y logró evitar el ciclo de auge / caída en los años 90 porque reconoció que muchas empresas no ofrecían un producto que los consumidores necesitaban. Ahora aplica este enfoque de antecedentes, capacitación e inversión a las criptomonedas. Él comparte sus pensamientos aquí mientras proporciona recursos educativos para inversores y usuarios de criptomonedas principiantes e intermedios.

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