La brutal eficiencia de la minería criptográfica: mucho más allá de la ley de Moore

Por Stephen Perrenod en The Capital

Esto no es un consejo de inversión. Bitcoin y otras criptomonedas son una clase de activos nueva y altamente volátil. Consulte a su asesor de inversiones; haga su propia diligencia debida.

¿Para el mío o simplemente para comprar y HODL?

Recientemente eché un vistazo a un contrato de minería de Bitcoin a largo plazo basado en hardware de última generación, con todos los costos incluidos la electricidad y la gestión de sistemas. Afortunadamente, he estado rastreando los principales grupos de minería y las tendencias de dificultad y hashrate en los últimos años, así como el consumo de energía en la industria. También tengo cierta experiencia personal en la compra de contratos de minería en la nube.

Un artículo anterior cubre la producción de los grupos de minería criptográfica de prueba de trabajo más grandes a fines del año pasado: https://link.medium.com/5LXTFKkg85. Y este artículo, https://link.medium.com/9tK14mog85 analiza el uso de energía en la minería de Bitcoin. Y en este artículo https://medium.com/the-capital/modeling-bitcoin-value-three-methods-fb4093b2de71, noté que durante los seis años anteriores la dificultad minera estaba creciendo más abruptamente que la décima potencia del Bloque de altura (en el análisis se utilizaron años en bloque de 52.500 bloques, un poco menos de un año calendario).

Pero incluso con esos antecedentes, me sorprendió. Evalué el flujo de Bitcoin esperado de la vida del contrato de varios años utilizando dos modelos diferentes que abarcaron los últimos años de dificultad y aumento de la tasa de hash. Cuando se mide en Bitcoin, el contrato devolvería menos del 25% de la inversión inicial durante su vida.

Comprar y mantener (HODLing) Bitcoin por adelantado fue claramente una estrategia de inversión superior en comparación con los términos del contrato minero, incluso si el precio de Bitcoin aumentara sustancialmente durante el período de cinco años.

Siete órdenes de magnitud en siete años

El crecimiento en la minería de criptomonedas y el ritmo de innovación de las plataformas mineras basadas en ASIC ha sido fenomenal. En los últimos siete años, la dificultad aumentó en siete órdenes de magnitud, aproximadamente 10 millones de veces. La dificultad es el ajuste programado en el consenso de Nakamoto para hacer que la minería de Bitcoin sea cada vez más difícil a medida que aumenta la tasa de hash agregada desplegada en todo el mundo.

La economía de la industria minera de Bitcoin es brutal; Solo los grupos de minería más eficientes con acceso a la electricidad de menor costo pueden sobrevivir. He observado que los mismos grupos permanecen en la parte superior del montón año tras año. De hecho, dos de los grupos más grandes son propiedad de la misma empresa, Bitmain, que produce la muy popular serie Antminer de plataformas mineras. Si mina, está compitiendo con el productor de hardware que obtiene sus plataformas a un costo y tiene electricidad china a bajo costo.

La mayor parte de la minería de Bitcoin desde 2013 se realiza mediante sistemas basados ​​en ASIC de propósito especial. Estos han progresado desde la tecnología de 130 nm hasta los 7 nm de vanguardia en el intervalo. Se ha implementado una amplia variedad de optimizaciones de diseño para obtener el mayor rendimiento en relación con el consumo de energía.

Figura 1. Dificultad de minería de Bitcoin frente al tiempo y fechas aproximadas de introducción de la nueva tecnología de minería. Tenga en cuenta que las líneas horizontales están separadas por dos órdenes de magnitud (un factor de 100 entre las líneas vecinas).

Fuente: “La evolución del hardware de Bitcoin” por Michael Bedford Taylor (Universidad de Washington), CoinDesk Research https://www.coindesk.com/rise-of-asics- historial-de-minería-bitcoin

La industria minera de Bitcoin se beneficia de un hardware cada vez más rápido y eficiente) pero debe sobrevivir y buscar ganancias contra el implacable crecimiento de la competencia en términos de hashrate de otros mineros, y también contra el implacable programa de reducción a la mitad que reduce el subsidio de bloque a la mitad aproximadamente. cada cuatro años. Hasta la fecha, las tarifas de transacción proporcionan solo un pequeño porcentaje del rendimiento total para los mineros de Bitcoin.

El ajuste de dificultad ocurre después de cada 1008 bloques (aproximadamente cada dos semanas) y casi siempre es en dirección ascendente. El rompecabezas criptográfico que los mineros están tratando de resolver se vuelve cada vez más difícil. La nueva dificultad se ajusta al alza en proporción a la tasa de hash promedio de la quincena anterior, para mantener el tiempo de solución del bloque cerca de 10 minutos para cada bloque de Bitcoin.

Algunas características principales de la plataforma de minería

Hay varios sitios con calculadoras para estimar la rentabilidad de las plataformas de minería criptográfica, uno de los más agradables es asicminervalue.com, que tabula la rentabilidad para docenas de modelos diferentes en una variedad de algoritmos de minería PoW.

La Tabla 1 anterior proporciona parámetros para algunas de las plataformas de minería más nuevas, potentes y rentables para el algoritmo SHA-256 de Bitcoin. El hashrate aparece en Terahashes por segundo. En comparación, el hashrate global para Bitcoin a fines de abril era de 112 Exahashes por segundo (112 millones de Terahashes). Uno tiene una compensación entre el hashrate y el consumo de energía y, por supuesto, las fechas de disponibilidad también son importantes. También he calculado las métricas hashrate por kilovatio de consumo de energía y hashrate por kilo dólar de costo. Un modelo más antiguo de baja velocidad como el Antminer S9-SE es muy asequible, pero el problema es si será capaz de producir suficiente cripto para cubrir su consumo de energía.

De electrones a bits para bloquear la recompensa

Luego hay que mirar las distintas monedas para evaluar su rentabilidad; hay unas 50 monedas que utilizan el SHA-256 de Bitcoin, por ejemplo. Tomamos una instantánea el 30 de abril de 2020, con el precio de Bitcoin en $ 8871. La tabla 2 anterior muestra el beneficio por día actualmente. Sin embargo, esto solo incluye el precio favorable de la electricidad en los factores de costo, a 6 centavos por kilovatio-hora. Las tarifas residenciales más bajas en los EE. UU. Son de aproximadamente 9 centavos. Solo unos pocos países tienen precios promedio tan baratos como 6 centavos o menos, incluida China. Se cree que las tarifas hidroeléctricas en China son más bajas.

A menos que tenga un solo equipo en su hogar, podría tener otros costos, incluidos refrigeración, espacio en el piso y administración. (Si está en el sótano de su mamá, su electricidad puede ser “gratis” si solo tiene una plataforma, pero más de $ 4 al día es un incremento bastante notable en su factura mensual).

Todas las plataformas mineras en la Tabla 2 son inicialmente rentables después de restar 6 centavos de electricidad. Mostramos la ganancia por día en USD y términos netos de Bitcoin (por un precio de $ 8871). A 12 centavos por kWh, la tasa residencial promedio de EE. UU., Las ganancias son mucho menores. Algunos mineros chinos están trasladando plataformas a los vecinos Kazajstán y Kirguistán que tienen una potencia de tan solo 3 centavos por kWh.

Figura 2. Kazajstán y algunos otros – Stans con electricidad de bajo costo. Convenientemente cerca de China.

La inminente reducción a la mitad

En solo 9 días mientras escribo esto, ocurrirá el evento Halving (“reducción a la mitad”) más esperado hasta la fecha para el subsidio de recompensa en bloque de Bitcoin. Existe un buen apoyo estadístico para la idea de que los Halvings anteriores han elevado el precio de Bitcoin al reducir la tasa de inflación a la mitad. Este es el modelo de stock a flujo popularizado por PlanB, que muestra una dependencia pronunciada del precio de la ley de potencia como mayor que 3 en el parámetro de stock a flujo.

Cada Era para Bitcoin se ejecuta de un Halving a la siguiente y tiene 210,000 bloques agregados a la cadena de bloques, y es igual a cuatro Block Years (52,500 bloques cada uno). El inicio de Bitcoin fue en enero de 2009, y las dos últimas reducciones a la mitad fueron en noviembre de 2012 y julio de 2016 (como puede ver, los años de bloque son algo más cortos que los años calendario).

Cada reducción a la mitad reduce el subsidio en bloque a la mitad. Originalmente eran 50 bitcoins, luego 25 después de la primera reducción a la mitad, y actualmente son 12.5 bitcoins por bloque desde mediados de 2016. El 12 de mayo de 2020 o alrededor de esa fecha, con la tercera reducción a la mitad en el bloque 630.000, la recompensa se reducirá a 6,25 bitcoins por bloque.

Esto fuerza una mayor eficiencia brutal a los mineros de Bitcoin. Tenemos que actualizar la Tabla 2 a la Tabla 3 anterior, para recompensas que son la mitad de grandes. El costo de la electricidad no se reduce. El resultado es que la ganancia por día cae más de un factor de dos y, en algunos casos, se vuelve negativa . La rentabilidad de la plataforma más rentable (¡que aún no se envía!) Se reduce en un factor de 3, de aproximadamente $ 12.5 a aproximadamente $ 4 por día.

¿Es eso suficiente brutal? Espera, hay más …

Entonces, ¿cree que puede comprar un Antminer S19 Pro el próximo mes y llevarlo a Kazajstán o la República de Georgia (tiene amigos, verdad?) con 6 centavos de electricidad y ganar $ 4 por día y recuperar el precio de compra en solo 670 días, o menos de dos años? Buena suerte estando en la cola de entrega.

Pero aquí está el verdadero asesino. ¿Recuerdas la tabla de dificultad? Ese Antminer S19 Pro será cada vez más lento cada día, en términos relativos. Comienza con casi exactamente una millonésima parte de toda la potencia minera de Bitcoin en todo el mundo.

Pero dos semanas (1008 bloques) después de implementarlo, la dificultad aumentará, o al menos la mayor parte del tiempo durante su vida económica lo hará. El evento Halving empujará algunas plataformas mineras al montón de chatarra (o a los campos de gas natural), pero las tendencias de hashrate a la baja y los ajustes de dificultad nunca han durado mucho. Vea la figura 1.

Entonces, ¿qué tan rápido se crean más boletos de lotería para el subsidio en bloque? Recuerde de la sección introductoria, comentamos que la dificultad ha aumentado en los últimos años más rápido que la décima potencia de la altura del Bloque. Para simplificar, usaremos una ley de potencia de 10 y comenzaremos desde la fecha de reducción a la mitad (¡tomó la entrega anticipada!). Entonces, en el primer año bloque podría aumentar en un factor ~ [(630,000 + 52,500) / 630,000] ¹⁰ = (13/12) ¹⁰ = 2.23 veces. Luego, al final del primer año, tiene menos de una participación de dos millones de los boletos de lotería global (tasa de hash, recuerde que la dificultad es directamente proporcional a la tasa de hash promedio quincenal).

La Tabla 4 anterior muestra los resultados por trimestre de bloque (generalmente unos días menos que un trimestre calendario). La recompensa del bloque cae a menos de la mitad en el quinto trimestre y, después de la electricidad, las ganancias se convierten en pérdidas. Las ganancias están cayendo rápidamente cada trimestre. La ganancia acumulada generada cesa después de cuatro trimestres de extracción en $ 666. Recuerde que la plataforma de minería en este ejemplo tiene un precio de $ 2633, por lo que la pérdida se acerca a $ 2000.

(En realidad, la tabla es demasiado optimista, ya que tomamos valores al comienzo del trimestre y la recompensa cae continuamente en cada trimestre).

Tenga en cuenta que la cantidad total de Bitcoin extraído después de cuatro trimestres es 0,267, esto es menos que el precio de la plataforma minera inicial en términos de Bitcoin.

Pero el precio sube

Pero espera, dices, el precio de Bitcoin generalmente está aumentando. Es cierto, pero no tan rápido como la dificultad. En este artículo, mostré que el precio sube en línea con la potencia de 5.42 de la altura del Bloque mientras que la dificultad, como se mencionó, sube mucho más abruptamente, con la potencia de 10.51.

En la Tabla 5, asumimos un salto de precio a $ 10,000 alrededor de la reducción a la mitad y luego esperamos 10 trimestres de Bloque considerando tanto un precio en aumento como una dificultad en aumento. Con el precio en aumento, naturalmente lo hacemos mejor y podemos extraer durante nueve trimestres. La ganancia acumulada generada es de casi $ 1900, y ahora solo hemos perdido $ 751, después de restar el costo de la plataforma. Eso no tiene en cuenta el costo de oportunidad de los fondos ni tampoco los gastos que no sean de electricidad.

Pero supongamos que acabamos de comprar Bitcoin con los $ 2633 al precio de $ 8871 del 30 de abril. Triplicaríamos nuestra inversión en términos de USD durante el período de nueve trimestres. Comprar Bitcoin inicialmente y HODLing es mucho mejor que comprar un contrato de minería incluso con un precio que aumenta tan rápidamente.

Bitcoin y el problema varado gas

La fuente de energía más barata es el gas natural en el campo. Se quema una gran cantidad de gas natural porque no hay un gasoducto donde colocarlo, especialmente ahora en esta era de energía barata. Por eso, las empresas emprendedoras están instalando plataformas mineras en los campos de gas de Alberta, Canadá, la Cuenca Pérmica de Texas y en otros lugares para capturar esta fuente de energía casi gratuita.

Upstream Data en Canadá fue uno de los pioneros de este concepto con contenedores modulares llenos de plataformas; su argumento de venta es simple: “Monetice el gas de ventilación o antorcha”. Una gran cantidad de gas quemado es ilegal, viola las regulaciones ambientales y contribuye significativamente al calentamiento global, ya sea dentro de las pautas o no. Este concepto ayuda al medio ambiente y al resultado final de los productores de energía. Y no es necesario construir ni ampliar ningún gasoducto. Las plataformas van directo a la fuente. También se han expandido a los campos de gas de EE. UU.

Y al menos dos empresas estadounidenses están instalando instalaciones de gas natural para bitcoins en Texas y otros estados. Crusoe Energy Systems de Denver planea instalar 70 unidades en 2020 y ya tiene varias en funcionamiento. Recaudaron dinero de Winklevoss Capital y Upper90. La compañía Great American Mining anuncia un “gasoducto digital” para la mitigación de gas quemado.

Esta fuente de energía será increíblemente barata, pero no he visto estimaciones equivalentes en kWh. Uno tendría que cubrir los costos del contenedor para las plataformas, para el mantenimiento y la administración, y los generadores y enfriamiento necesarios. Debería establecer una nueva frontera de rentabilidad para la minería de criptomonedas.

Ahora mismo estoy leyendo el libro Blowout de Rachel Maddow, que es una historia de la industria del petróleo, una industria que busca en todo el mundo, incluidos los lugares más peligrosos, y es “flexible” en sus operaciones. en muchos aspectos, por decir lo menos. La industria minera de criptomonedas está lista para transformarse para convertirse en un socio cada vez más activo de la industria energética.

El oligopolio minero

Cuando tiene que enfrentar la dificultad cada vez mayor, en realidad está compitiendo con las dos docenas de grupos de minería más eficientes del mundo que dominan la industria y producen más de $ 6 mil millones en criptomonedas por año. Su incesante búsqueda de economías de escala, el último hardware de minería y las fuentes de energía más rentables aumentan la dificultad, pero también aumentan el valor de Bitcoin, para su beneficio. Si invierte correctamente.

Cuando considere las opciones de minería, haga los cálculos, no simplemente asumiendo un precio en aumento. Además, suponga que la dificultad continuará su ascenso extremadamente rápido. Hay más de una década de evidencia que respalda esa tendencia.