¿Qué es la minería con GPU? ¿Es más rentable que la minería con CPU?

El pozo de oro digital de las criptomonedas motiva a los mineros de criptomonedas a hacer todo lo posible.

Para encontrar bloques de criptomonedas, los mineros siempre han intentado resolver problemas matemáticos complejos y verificar transacciones de manera más eficiente. Cuando vieron que las unidades de procesamiento de control (CPUs) tenían dificultades con el procesamiento de transacciones, recurrieron a las unidades de procesamiento gráfico (GPUs) para descomponer los bloques de la cadena de bloques de manera más eficiente.

Cualquiera puede usar una o más tarjetas GPU para resolver y validar ecuaciones complejas y transacciones de criptomonedas. Este proceso de minería se conoce como minería GPU en software de minería de criptomonedas. Las GPUs son ideales para minar criptomonedas debido a su mayor potencia de procesamiento de hash y eficiencia.

Las GPUs se utilizan para la minería porque son más eficientes que las CPUs. Las GPUs tienen muchos núcleos que pueden procesar instrucciones simples simultáneamente, permitiéndoles manejar múltiples tareas en paralelo.

El creciente interés en las criptomonedas y la cadena de bloques hace que la minería de criptomonedas sea más competitiva. La mayoría de los grandes mineros de criptomonedas comenzaron con minería CPU para ganar recompensas de minería. Pronto, se dieron cuenta de que las CPUs ofrecen salidas limitadas a pesar del alto consumo de energía. Fue entonces cuando los mineros se dirigieron hacia la minería GPU o tarjetas de video para la minería. Este cambio se debió principalmente a la tasa de hash de las GPUs.

Minería CPU vs. Minería GPU

La principal diferencia entre la minería CPU y la minería GPU es que las GPUs ofrecen tasas de hash más altas debido a sus unidades lógicas aritméticas (ALUs). Esto permite a las GPUs resolver ecuaciones matemáticas complejas más rápido.

Minería CPU utiliza los núcleos de la CPU de una computadora para verificar transacciones de criptomonedas y generar nuevas monedas.

Minería GPU se basa en el poder de procesamiento de las tarjetas gráficas para la misma tarea. Las GPUs resuelven ecuaciones complejas de criptomonedas de manera más eficiente.

Los mineros eligen GPUs en lugar de CPUs debido a la facilidad de mantenimiento y actualización.

Ahora, veamos cómo la minería GPU llegó a donde está hoy.

Historia de la minería GPU

La industria de los videojuegos fue la primera en utilizar procesadores gráficos modernos. Los jugadores usaban GPUs para renderizar gráficos y videos 3D mientras jugaban en computadoras.

Aunque muchas empresas han estado fabricando GPUs desde la década de 1980, no fue hasta el lanzamiento de GeForce 256 de Nvidia en 1999 que el término 'GPU' se hizo popular. GeForce 256 fue la primera GPU totalmente integrada del mundo. Era un procesador de un solo chip con motores de transformación, recorte, renderizado e iluminación integrados.

Las GPUs no llegaron a la minería de criptomonedas hasta 2010. Los mineros todavía usaban CPUs de múltiples núcleos para minar 50 bitcoins (BTC) por bloque. La mayoría de los mineros de criptomonedas estaban contentos con las especificaciones que ofrecían las CPUs en esos días. Un par de computadoras por ahí podían hacerte ganar hasta diez dólares al día.

Las cosas cambiaron cuando Laszlo Hanyecz ofreció pagar 10,000 BTC por un par de pizzas. Su idea era obtener entrega de comida a cambio de bitcoins. Alguien de la comunidad aceptó la oferta. Hanyecz terminó teniendo una comida que hoy valdría $212 millones (en el momento de escribir este artículo).

Este evento mostró al mundo cómo las criptomonedas podían volverse valiosas y cambió la minería de bitcoin para siempre. Como resultado, la competencia en la minería aumentó en los días siguientes. Las GPUs demostraron ser competentes mientras los mineros buscaban hardware dedicado para superar a la competencia.

ArtForz, otro minero de bitcoin, se asoció con Hanyecz para ejecutar códigos de minería privados utilizando granjas de GPUs en 2010. En el mismo año, otro miembro de Bitcointalk, Puddinpop, lanzó el primer software de minería GPU disponible públicamente, lo que impulsó la adopción de GPUs.

Cualquiera podía construir una plataforma de minería GPU con pocas habilidades técnicas y unos pocos cientos de dólares en ese momento. Esta facilidad de uso y asequibilidad empujó a los mineros a comenzar a usar GPUs. Los bajos requisitos computacionales lo hicieron todo valioso.

Cuando todos comenzaron a pensar en ganar buen dinero con plataformas de minería GPU, la dificultad de la minería aumentó. Los altos requisitos de potencia de cómputo hicieron que fuera difícil para los aficionados y entusiastas de las criptomonedas ganar dinero.

Para 2011, los mineros comenzaron a hablar sobre matrices de puertas programables en campo (FPGAs) que usaban tres veces menos energía que las GPUs. FPGA es un circuito reconfigurable que puede funcionar como una tarjeta gráfica, microprocesador, unidad de cifrado o los tres a la vez. Nangeng Zhang, alias Pumpkin Zhang, lanzó el primer minero FPGA, Pumpkin Miner, en 2011.

Después de la compra, las FPGAs requerían que los mineros ajustaran la parte programable en campo, por lo que los mineros pronto comenzaron a buscar circuitos específicos de aplicación. Esto dio lugar al circuito integrado específico de aplicación (ASICs).

Los mineros pronto comenzaron minería ASIC debido a la eficiencia energética de la tasa de hash más rápida. Para 2015, los mineros ASIC habían comenzado a dominar la industria de la minería de Bitcoin, haciendo que la minería GPU fuera menos rentable para BTC. Sin embargo, otras criptomonedas como Ethereum (ETH) seguían siendo minables con GPUs debido a su uso de diferentes algoritmos.

En septiembre de 2022, Ethereum pasó de un prueba de trabajo (PoW) a un mecanismo de consenso de prueba de participación (PoS). Esta fusión redujo significativamente la rentabilidad de minar Ethereum con GPUs. Sin embargo, hay muchas monedas alternativas minables como Ethereum Classic (ETC), Ravencoin (RVN), Ergo (ERG), Beam (BEAM) y Litecoin (LTC) que todavía utilizan algoritmos PoW.

En los últimos años, debido a la creciente complejidad del hardware y software de minería, los servicios de minería en la nube han surgido como una alternativa para aquellos que quieren participar en la minería de criptomonedas sin la molestia de construir y mantener una plataforma física.

Eventos clave de minería GPU de altcoins

2010: Lanzamiento público del primer software de minería GPU, permitiendo un cambio de la minería CPU a la minería GPU.
2011: Charlie Lee lanza Litecoin, una criptomoneda descentralizada de igual a igual. Los mineros podían usar la minería GPU para minar Litecoin en los primeros días.
2013: Billy Markus y Jackson Palmer lanzaron Dogecoin, y los mineros podían usar GPUs para una mejor rentabilidad con estas monedas.
2014: ZeusMiner, el primer minero ASIC Scrypt, es lanzado. Esto marcó el inicio de la competencia ASIC para monedas basadas en Scrypt.
2014: Otra criptomoneda descentralizada, Monero (XMR), fue creada. Los mineros podían usar tanto CPU como GPU para minarla.
2014: Poramin Insom lanza Vertcoin, una altcoin resistente a ASIC.
2015: Vitalik Buterin, Gavin Wood, Charles Hoskinson, Anthony Di Iorio y Joseph Lubin lanzan Ethereum.
2017: Las ofertas iniciales de monedas (ICOs) aumentaron en popularidad, llevando a un aumento en el interés por la minería GPU para nuevas altcoins lanzadas a través de ICOs.
2018: El mercado de criptomonedas experimentó un colapso significativo, impactando la rentabilidad de la minería GPU para muchas altcoins.
2022: Ethereum cambia a PoS, eliminando el uso de GPUs para minar monedas ETH.

Cómo funciona la minería GPU

La minería GPU funciona intentando decodificar repetidamente diferentes hashes y cambiando un dígito en cada intento. Las GPUs utilizan unidades lógicas aritméticas (ALUs) para realizar operaciones aritméticas y lógicas. Estas ALUs permiten a las GPUs realizar cálculos complejos y aumentar los resultados de la minería.

La minería GPU también aprovecha diferentes algoritmos de hash para mapear datos de tamaño aleatorio a un hash de tamaño fijo. Estos algoritmos o funciones hash criptográficas condensan los datos a un tamaño más pequeño para facilitar el cálculo de hashes y la resolución de problemas de cadenas de datos.

Algoritmos de minería GPU

Los algoritmos de minería GPU mantienen los datos seguros mientras te ayudan a verificar transacciones. A continuación se presentan algunos algoritmos de hash comunes que admiten la minería GPU.

Algoritmo SHA-256

El algoritmo de hash seguro 256 (SHA-256) es un algoritmo de hash criptográfico de la familia de algoritmos SHA-2 desarrollado por la Agencia de Seguridad Nacional (NSA) y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST).

El valor final del hash digest de este algoritmo siempre es de 256 bits, de ahí el nombre SHA-256. Es un algoritmo poderoso debido a su salida unidireccional. Por ejemplo, puedes crear una salida de hash usando SHA-256, pero no puedes recrear la entrada basada en la salida.

Estos hashes son poderosos debido a su salida unidireccional. Puedes producir una salida de hash a partir de cualquier entrada dada, pero no puedes reconstruir los datos de entrada dados a partir de la misma salida de hash. La minería GPU utiliza este algoritmo para verificar transacciones a través de un mecanismo de consenso PoW.

Las criptomonedas populares que utilizan SHA-256 incluyen BTC, Terracoin (TRC), Peercoin (PPC) y Bitcoin Cash (BCH).

Algoritmo Scrypt

El investigador canadiense de seguridad informática Colin Percival desarrolló la función de hash Scrypt. Utiliza derivación de clave basada en contraseña para prevenir ataques de hardware personalizados a gran escala. Hoy en día, algunas criptomonedas utilizan Scrypt como un algoritmo PoW.

El algoritmo Scrypt funciona creando y almacenando números pseudoaleatorios en ubicaciones de memoria de acceso aleatorio (RAM). Mientras que otros algoritmos basados en contraseñas tienen bajas demandas de recursos, Scrypt requiere hardware elaborado para realizar ataques de hardware a gran escala.

Un ataque de fuerza bruta necesita cientos o miles de implementaciones de algoritmos para tener éxito. La principal ventaja de Scrypt es que aumenta las demandas de recursos del algoritmo para prevenir tales ataques.

Las criptomonedas populares que utilizan Scrypt incluyen Bitmark (BTM), Dogecoin (DOGE) y Latium (LAT).

Algoritmo X11

El entusiasta estadounidense de criptomonedas Evan Duffield desarrolló el algoritmo X11 para el protocolo Darkcoin en 2014. X11 es una función de hash PoW diseñada para ser resistente a la minería ASIC. Este algoritmo utiliza una secuencia de 11 algoritmos de hash para dificultar la creación de ASICs. De esa manera, una moneda tendrá mucho tiempo antes de que la centralización de la minería se convierta en una amenaza.

El algoritmo X11 combina todas estas funciones individuales para generar hashes de bloques. El bloque utiliza BLAKE para crear el primer hash basado en el sistema de minería y la dificultad objetivo. El PoW se vuelve más pesado y genera un nuevo hash a medida que el primer hash pasa por cada función hasta el final del ciclo.

Las criptomonedas como XCurrency (XC), CannabisCoin (CANN), StartCoin (START) y Dash (DASH) utilizan el algoritmo X11.

Algoritmo Ethash

El algoritmo Ethash es una versión mejorada del algoritmo de minería de Ethereum llamado Dagger-Hashimoto. La cadena de bloques de Ethereum utiliza Ethash para ser resistente a ASIC. Hoy en día, este algoritmo combina Keccak-256 y Keccak-512 para cumplir con los estándares criptográficos SHA-3.

El algoritmo Ethash sigue estos pasos para verificar transacciones de criptomonedas:

• Utiliza encabezados de bloques para crear una semilla calculada y comenzar a minar.
• La semilla calcula un caché pseudoaleatorio de 16 megabytes (MB).
• El caché genera un conjunto de datos semipermanente de más de 4GB y lo actualiza cada 30,000 bloques. Por eso los gráficos acíclicos dirigidos (DAG) – una representación conceptual de una serie de actividades – varían cada vez que minas.
• La minería comienza una vez que el sistema genera el DAG.
• El proceso de minería toma valores DAG y datos de la red para verificar transacciones.
• El proceso de verificación de transacciones utiliza la memoria caché para regenerar partes específicas del conjunto de datos.

Aparte de Ethereum, criptomonedas como Ethereum Classic y Expanse también utilizan el algoritmo Ethash.

Ahora que sabes cómo funciona la minería GPU, veamos cómo puedes construir una plataforma de minería GPU.

¿Qué es una plataforma de minería GPU?

Una plataforma de minería GPU es una computadora improvisada para minar criptomonedas utilizando la velocidad y eficiencia de las GPUs. Una plataforma de minería GPU se parece a una computadora personal pero cuenta con accesorios especiales como ventiladores, elevadores y placas base de minería. La mayoría de estas plataformas utilizan los mismos sistemas operativos que las computadoras personales. El software de evaluación comparativa es excelente para pruebas de rendimiento de computadoras, revisiones de hardware y optimización del sistema para la minería GPU.

Cómo construir una plataforma de minería GPU

Si quieres ganarte la vida utilizando la minería de criptomonedas basada en GPU, es mejor comenzar desde cero.

Esto es lo que necesitas para comenzar.

1. La GPU es la base de una plataforma de minería. Puedes usar una GPU barata para la minería, pero considera usar una calculadora de rentabilidad de minería GPU para decidir qué GPU comprar en función de las estimaciones de ganancias potenciales. Algunos mineros también crean plataformas de minería con múltiples GPUs para aumentar las posibilidades de encontrar bloques.

2. La CPU no afecta el rendimiento de la GPU, pero las CPUs de alta calidad aseguran una experiencia óptima. No obstante, puedes comprar CPUs de gama baja o moderada para reducir los costos de construcción de la plataforma de minería. Asegúrate de comprar una de gama alta si deseas minar solo con una CPU.

3. La placa base debe estar a la par con la CPU que compres. Si tu CPU no está ya integrada en una placa base, te irá mejor con una placa base moderada. Además, asegúrate de que tu placa base tenga suficientes conectores para la GPU que compraste. Los mineros de GPU a menudo eligen placas base Intel y AMD para un rendimiento superior.

4. Los requisitos del disco duro varían según tu sistema operativo. Por ejemplo, la minería en Windows 10 requiere una unidad de estado sólido (SSD) o disco duro (HDD) de 120GB, mientras que el sistema operativo basado en Linux necesita al menos una unidad flash de 16GB.

5. La unidad de fuente de alimentación o PSU depende del tipo de GPU que tengas. Las GPUs consumen diferentes cantidades de energía y vatios según sus tipos. Sin embargo, puedes calcular fácilmente la potencia total consumida (TPD) ya que las GPUs consumen energía en vatios. Recuerda agregar 100 vatios adicionales al consumo de energía de la GPU para la CPU, RAM y disco duro. Ahora, multiplica el TPD por 1.2 para encontrar los requisitos totales de la fuente de alimentación.

6. La RAM es otro componente clave de las plataformas GPU. Asegúrate de que tu RAM sea compatible con la placa base para que puedas usar eficientemente las ranuras de RAM de la placa base. Algunos mineros agregan múltiples RAMs dependiendo del número de ranuras disponibles. Las RAMs de 8 a 16 GB deberían darte un rendimiento óptimo.

7. Los ventiladores de enfriamiento evitan que las tarjetas gráficas se sobrecalienten y aumentan su longevidad. La mayoría de los sensores de tarjetas gráficas te alertan en caso de que se supere un cierto umbral de temperatura. Además, debes tener más cuidado ya que la limitación térmica es un problema real con las tarjetas gráficas.

Mira la tabla de rangos de temperatura de GPU a continuación para saber qué es seguro y qué no lo es.

Como puedes ver, la temperatura de la GPU debe ser inferior a 174°F para un rendimiento y seguridad óptimos.

8. Los elevadores separan las GPUs y las mantienen alejadas de la placa base. Colocar las GPUs cerca unas de otras puede resultar en demasiado calor. Por eso los mineros usan elevadores de interconexión de componentes periféricos (PCI)-e para conectar las GPUs a la placa base con cables extensibles.

9. Los marcos de la plataforma de minería o cajas te ayudan a eliminar el calor de las GPUs. Puedes construir o comprar uno.

Una vez que construyas una plataforma de minería de criptomonedas con GPU, la siguiente pregunta lógica es: ¿qué minar con GPU?

Consideraciones para construir una plataforma de minería GPU

Veamos qué debes considerar al construir plataformas de minería GPU.

• Criptomoneda: La feroz competencia obliga a los mineros a invertir en GPUs de alta gama que producen altas tasas de hash. Por eso es mejor mirar la recompensa de bloque del algoritmo de criptomonedas o el precio antes de comenzar a construir una plataforma.
• Rentabilidad de la operación de minería: Las ganancias de la minería GPU dependen de los costos de electricidad, portabilidad, mecanismos de calefacción/enfriamiento y la propia GPU. Considera todos estos factores al construir una plataforma. Mira las criptomonedas más rentables que puedes minar de manera rentable con GPUs.
• Algoritmo de minería de criptomonedas: Algunas redes de criptomonedas pasan del algoritmo PoW a otros algoritmos de consenso, por lo que debes asegurarte de que tu plataforma pueda minar criptomonedas además de la tuya.
• Potencia y conectividad: Ya sea que compres una GPU de minería nueva o usada, una plataforma de minería siempre necesitará energía estable y una conexión a internet. Asegúrate de tener ambos.

Beneficios de la minería GPU

La minería GPU ofrece muchas ventajas sobre la minería CPU si no estás seguro de cuál elegir. Veamos qué cosas buenas puedes esperar con la minería GPU.

Tasas de hash más altas

La rentabilidad de la minería GPU se reduce a la velocidad a la que los relojes ejecutan instrucciones. Mientras que las CPUs miden las tasas de hash en kilo hash por segundo (kh/s), las GPUs miden en megahashes por segundo (mh/s).

1 kh/s = 1,000 hashes por segundo
1 mh/s = 1,000,000 hashes por segundo
1000 Kh/s = 1 mh/s

Como puedes ver, una GPU de 40 mh/s es más poderosa que una CPU de 40 kh/s. Este poder proviene de la capacidad de las GPUs para procesar más opciones en paralelo que las CPUs. Además, algunos mineros construyen plataformas de minería GPU con más de cinco GPUs para multiplicar el poder de hash.

Flexibilidad en la minería de monedas

La capacidad de minar diferentes monedas en diferentes plataformas de cadena de bloques es importante para la rentabilidad, ya sea que estés minando solo, en una granja de minería o en un grupo de minería. Las GPUs te permiten hacer precisamente eso.

Por ejemplo, cuando ETH pasó a algoritmos de prueba de participación (PoS), los mineros podían buscar fácilmente otras monedas para minar con GPUs. Es esta flexibilidad la que atrae a los mineros a usar GPUs.

Ahora, veamos algunos de los riesgos comunes de la minería GPU de los que debes estar al tanto.

¿Es legal la minería GPU?

En general, sí, pero también depende del país donde estés minando. Echa un vistazo a este estado de legalidad de criptomonedas por país para averiguar si eres elegible para minar y transaccionar criptomonedas.

Software de minería GPU

Los mineros GPU utilizan software de minería de criptomonedas para utilizar el poder de procesamiento de las GPUs para descubrir bloques de criptomonedas y obtener ganancias. Estas herramientas de minería te ayudan a asignar recursos de minería de criptomonedas y conectar el hardware de minería a la cadena de bloques.

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Este artículo fue publicado originalmente en 2022. Ha sido actualizado con nueva información.