GPUs und ASICs - Eine nie endende Mining-Schlacht

Seit der Einführung von Bitcoin im Jahr 2009 ist war Kryptowährungs-Mining sowohl unter durchschnittlichen Enthusiasten als auch Hardcore-Fanatikern sehr beliebt.

Zu Beginn gab es keine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), die nun eher als ASIC-Chips bekannt sind. Mining wurde zunächst mit regulären Zentralprozessoreinheiten (CPUs) betrieben, was bedeutete, dass PC-Enthusiasten mit der besten Hardware einen Vorteil beim Bitcoin-Mining hatten.

Laut einem Artikel von Professor Michael Bedford Taylor von der Universität von Washington, haben im Jahr 2010, also etwas mehr als ein Jahr später, Leute auf der ganzen Welt den Code bekommen, um Bitcoin mit Grafikprozessoreinheiten (GPUs) zu minen. Das war der Moment, ab dem viele kluge Leute ernsthaft mit dem Mining dieser herausragenden Kryptowährung begonnen haben.

Es dauerte nicht lange, bis Bastler begannen, ganze Farmen zu bauen. Dabei wurden Grafikkarten quer über ein Motherboard gesteckt und mit PCIE-Verlängerungskabeln verbunden . Dies führte zu einer Vielzahl verschiedener Optimierungen, da die Miner versuchten, ihre Hash-Leistung zu erhöhen.

Durch die Entwicklung von ASIC-Minern, die 2013 auf den Markt kamen war die Party schnell vorbei. Es wurden immer leistungsfähigere Chips entwickelt, die ihre GPU-Pendants bei Weitem übertrafen.

Trotzdem haben Enthusiasten weiterhin Mining-Farmen mit den besten Grafikkarten gebaut. Das war in den letzten Jahren ein wahrer Segen für die GPU-Hersteller Nvidia  und AMD.

Mining für Laien

Mining ist der Prozess, in dem Transaktionen auf der Bitcoin-Blockchain aufgezeichnet und unveränderlich gespeichert werden. Für eine ausführlichere Erklärung des Prozesses können Sie hier unseren Anfänger-Leitfaden lesen.

Dieser Prozess wird von Computern ausgeführt, die zunächst Bitcoin-Transaktionen entgegennehmen und in einem Block bündeln. Sobald der Block seine maximale Kapazität (1 MB bei Bitcoin) erreicht hat, ist der Block bereit, zur Blockchain hinzugefügt zu werden.

Um das zu tun, muss ein Miner entweder mit GPUs oder ASIC-Minern einen komplexen kryptografischen Proof of Work-Algorithmus lösen, um den Block zur Blockchain hinzufügen zu können. Wenn sie genug Glück haben, bekommen sie eine bestimmte Anzahl an Bitcoins als Belohnung. Aktuell beträgt die Belohnung 12,5 BTC.

Zusätzlich erhalten Miner eine Gebühr für die Verarbeitung von Transaktionen, die auf Blöcken gespeichert werden. Je höher die Transaktionsgebühr, desto schneller wird Ihre Transaktion von Minern bearbeitet.

GPUs gegen ASIC-Miner - eine nie endende Schlacht

Die Miner, die früh damit angefangen haben, haben von den Vorteilen der Skalierungsschwierigkeiten beim Mining profitiert. Der Prozess ist so programmiert, dass er schwieriger wird, je mehr Miner versuchen, Transaktionen zu validieren und Blöcke zu entsperren.

In den frühen Jahren gab es nicht viele Miner, daher waren die Belohnungen höher und die Algorithmen weniger schwierig zu lösen. Aber als mehr Leute damit anfingen, ihre PCs für das Mining benutzen, wurden diese immer schwieriger.

Mining begann mit CPUs, die die Blockchain validierten. Dann ging man zu GPUs über, bis dann die Einführung von ASIC-Chips das Spiel komplett veränderte.

Der Proof-of-Work-Algorithmus von Bitcoin ist als SHA256 bekannt. Sowohl GPUs als auch ASIC-Miner können diesen Algorithmus verarbeiten, aber letztere sind weitaus effizienter.

Als dann ASIC-Miner, wie zum Beispiel der leistungsfähige Antminer S9 von Bitmain auf den Markt kamen, erlitten traditionelle GPU-Miner Verluste. Grund dafür war der Vorteil, den ASIC-Chips beim Lösen des SHA256-Algorithmus hatten.

Glücklicherweise hat die Einführung von Altcoins, wie zum Beispiel Ethereum, den GPU-Mining-Sektor mit einem Algorithmus, der GPU-Chips einen Vorteil verschafft, wiederbelebt. Hobby-Miner konnten ihre PCs und GPUs für das Mining von Ethereum einsetzen, da diese Kryptowährung als ASIC-resistent beschrieben wurde und sie daher nicht durch massenproduzierte ASIC-Miner bedroht waren, die ihren Gewinn schmälern.

Trotz der existierenden ASIC-Miner, stieg die Nachfrage nach GPUs und führte Mitte 2017 sogar zu einer Lieferknappheit.

AMD und Nvidia konnten nicht mit der riesigen Nachfrage nach ihren GPUs mithalten. Einige Einzelhändler in den USA haben ihre AMD-Karten restlos ausverkauft, da Enthusiasten GPUs wie verrückt kauften. Grund dafür war, dass der Preis von Ethereum und Bitcoin im Laufe des Jahres durchgehend anstieg.

Es war nicht überraschend, dass sowohl Nvidia als auch AMD eine solide Aktienkursentwicklung nach oben verzeichnen konnten. Vor allem Nvidia sorgte Ende des Jahres für Schlagzeilen und wurde zum führenden Chiphersteller auf dem Standard & Poor 500 Index.

Nvidia hat ebenfalls ihre neue Volta-betriebene Grafikkarte Titan V auf den Markt gebracht, die Gamer mit viel Geld scharenweise gekauft haben.

Nicht auf Mining fokussiert

Es ist kaum zu glauben, dass AMD und Nvidia dem Drang, sich auf die Produktion von Grafikprozessoren für das Mining zu konzentrieren, widerstanden haben. Doch beide haben behaupten, dass die Entwicklung von Grafikkarten für Spiele ihre Priorität ist.

Während Nvidia im Jahr 2017 Boards speziell für den Mining-Bereich entwickelt hat, wurden die meisten Chips für den konventionellen Zweck von Grafikprozessoren entwickelt - nämlich dem Rendern von Grafiken. Nvidia gestand ein, dass sie ein massives Wachstum aufgrund der Nachfrage der Kryptowährungs-Mining-Industrie verzeichnen konnten.

Unterdessen hat das Unternehmen AMD einen wohlüberlegteren Ansatz gewählt und gab bekannt, dass es in seiner langfristigen Wachstumsplanung im Juli 2017 Kryptowährungs-Mining nicht berücksichtigen würde. Doch sechs Monate später hat die CEO Lisa Su ihre Haltung dazu geändert und äußerte Pläne des Unternehmens AMD, in den Blockchain-Bereich einzutreten. Das hängt allerding vom Fortschritt der weltweiten Akzeptanz im Jahr 2018 ab.

CEO von Nvidia Jensen Huang hat einen neuen Ansatz für Kryptowährungen und die Beteiligung seiner Firma an diesen im März bekanntgegeben. Da ihre Grafikprozessoren in Computern auf der ganzen Welt sind, sind sie unweigerlich Teil des Bitcoin-Mining-Webs geworden.

Wie Huang in der Fast Money-Show von CNBC erklärte, dient ihr "Prozessor als der perfekte Prozessor, um diese Superrechner-Fähigkeit zu verbreiten". GPUs sind nur eines von vielen im Netzwerk von Computern eingebetteten Zahnrädchen, die die Bitcoin-Blockchain durchgehend validieren.

Trotz eines schwierigen Jahresanfangs für die Kryptowährungsmärkte, zeigte Huang sich zuversichtlich und meinte, dass die Technologie noch weit davon entfernt ist, unterzugehen:

"Diese Fähigkeit der Welt, eine äußerst reibungslose, kostengünstige Methode für den Wertaustausch zu haben, wird hier für lange Zeit bleiben - Blockchain wird hier für lange Zeit bleiben."

GPUs am wanken

Während Nvidia und AMD die Kryptowährungsbranche genau beobachten und vom Durchbruch in den Mainstream im Jahr 2017 profitiert haben, stehen sie einer starken Konkurrenz gegenüber. Die Konkurrenz besteht aus Unternehmen, die Hardware speziell für das Kryptowährungs-Mining entwickeln.

Wie CNBC im Februar berichtete, erzielte der chinesische Mining-Hardware-Hersteller Bitmain im Jahr 2017 höhere Gewinne als Nvidia und AMD. Man geht davon aus, dass Bitmain umgerechnet zwischen 2,4 und 3,2 Mrd. Euro Gewinn gemacht hat. Nvidia hat im Vergleich dazu umgerechnet 2,4 Mrd. Euro gemacht.

Das ist erheblich, da Bitmain nur ASIC-Miner für eine Reihe verschiedener Kryptowährungen herstellt.

Bitmains Flaggschiff, der Antminer S9, gilt als der weltweit effizienteste Bitcoin-Miner, aber das Unternehmen expandiert weiter. Insbesondere dadurch, dass Miner entwickelt werden, die verschiedene Proof-of-Work-Algorithmen lösen können.

Das hat zu Empörung in der Kryptowährungs-Community geführt. Diese ist gegen jegliches Mining-Monopol, das verschiedene Blockchains validieren kann. Grund dafür sind Sicherheitsbedenken durch Überzentralisierung.

Kleinere Kryptowährungen, wie zum Beispiel Siacoin, haben sich überlegt, einen Hard-Fork bei ihrer Blockchain durchzuführen, als Bitmain seinen Antminer A3-Siacoin-Miner auf den Markt brachte. Aber letztendlich hat man sich bei Siacoin dagegen entschieden, während Monero seinen Plan in die Tat umsetzte, nachdem Bitmain seinen Monero-Miner letzten Monat auf den Markt brachte.

Sogar Ethereum ist nun davon bedroht, nachdem Bitmain letzte Woche die Einführung seines ersten Ethash ASIC-Miners angekündigt hatte. Natürlich hat die Ethereum-Community bereits über die Vorzüge eines Hard-Fork diskutiert, um den Bitmain Ethash ASICs entgegenzuwirken. Das White Paper des Ethereum-Gründers Vitalik Buterin besagt, dass das Protokoll bereits ASIC-resistent ist:

"Ein bemerkenswertes und interessantes Merkmal dieses Algorithmus ist, dass er jedem die Möglichkeit bietet, den "Brunnen zu vergiften", indem er eine große Anzahl von Verträgen in der Blockchain ablegt, die speziell dafür ausgelegt sind, bestimmte ASICs zu blockieren."

Es gibt keine offizielle Stellungnahme zum weiteren Vorgehen von Ethereum. Währenddessen deutet die Bitmain-Website darauf hin, dass die erste Charge von Antminer E3-Einheiten Mitte Juli ausgeliefert wird.

In einer konkurrierenden Unternehmenswelt war es schon von vornherein klar, dass die Einführung von ASIC-Minern es schwieriger für Amateur-Enthusiasten macht, weiterzukommen. Nichtsdestotrotz kann man mit GPUs immer noch Gewinn durch Mining machen, aber Investoren mit großen Scheckbüchern können sich die leistungsstärkste Hardware auf dem Markt leisten - ob es der Community gefällt oder nicht.

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