Perché si utilizzano le GPU nel mining di criptovalute?

In che modo le GPU entrano in gioco nel mondo del mining? Quanto questa pratica sta effettivamente influenzando la loro disponibilità?

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Mining, un complesso sistema economico che ruota interamente su una similitudine per certi versi vicina a quella che fu la corsa all'oro. Un fascino, un'attrattiva a volte anche verso l'ignoto che si nasconde dietro una fitta rete di macchine che non fanno altro che validare transazioni effettuate con la stessa moneta con cui verranno ripagate.
A questo proposito la prima grande doverosa distinzione va fatta fra trading e mining. Per "minare" criptovalute l'unico investimento da fare è l'hardware, non verrà richiesto di acquistare valuta di alcun tipo.

Le fondamenta intangibili della moneta virtuale

L'etereo mondo della blockchain e della moneta totalmente decentralizzata si poggia in realtà su un solido metodo di validazione delle transazioni effettuate con la stessa moneta, che di fatto innesca un circolo vizioso nel quale la moneta circolante permette una costante immissione di nuova valuta, in maniera assolutamente calmierata e senza necessità di un riscontro aureo in un deposito centrale.

L'ossatura dell'intero ecosistema delle valute basate su blockchain, spiegata in maniera molto più dettagliata nel nostro approfondimento dedicato, è un meccanismo di "registri" virtuali, detti blocchi, al cui interno viene stipato un numero variabile di transazioni effettuate con la stessa valuta. Questo nel caso del Bitcoin. Altre valute basate su blockchain utilizzano i loro blocchi per contenere tutt'altro tipo di informazioni. Ad esempio, i blocchi di Ethereum contengono contratti mentre su VeChain vengono registrati dei flussi di informazioni su prodotti di consumo, come il tracking della filiera di un prodotto di alta moda per proteggere l'azienda dalla contraffazione.

Questi registri vengono quindi utilizzati per lo scambio di valore o di informazioni tra due o più fonti in maniera peer to peer, senza intermediari. Qualunque sia il tipo di informazione contenuta all'interno dei blocchi, il potenziale computazionale di macchine dedicate, dette ASIC, oppure quello più poliedrico delle nostre GPU, si estrinseca nella validazione dei questa informazione in maniera "democratica", cioè attraverso un meccanismo di consenso maggioritario semplice.

Una struttura a prova di frode

Le macchine dei "minatori" connesse alla blockchain sono in ascolto di questi flussi di dati e dei codici identificativi di chi li ha generati, quindi nel caso del Bitcoin della firma crittografica di chi invia il denaro.
I miner ricevono una copia di questi registri pieni di transazioni crittografate tramite quella che in informatica viene definita funzione crittografica di hash e devono cercare di risolvere questa funzione attraverso un meccanismo di "guess", o tentativi, espressi appunto in tantissimi hash al secondo. I miner che si avvicinano per primi a questa sorta di reverse engineering (usando un termine assolutamente improprio) possono dichiarare validato il blocco.

Qui entra quindi in gioco il sistema maggioritario, poiché chiunque potrebbe inserire una transazione falsa all'interno di un blocco e successivamente validarlo in maniera fraudolenta: non basta validare il blocco per primi ma è necessario aspettare che la maggioranza del potenziale computazionale, ovvero del bacino di miner connessi alla rete, validi quell'esatto blocco.
Il ruolo dell'hardware è quindi quello di eseguire migliaia di calcoli al secondo fino ad avvicinarsi quanto più possibile alla soluzione di quella funzione crittografata in un algoritmo chiamato Proof of Work.

Il guadagno deriva dalle commissioni incluse all'interno delle transazioni e da un premio finale che, nel mondo dei bitcoin, ha un valore prestabilito. Il primo miner della rete a chiudere un blocco successivamente validato dal resto della rete, riceverà un numero preimpostato di Bitcoin. Al momento questo premio è fissato a 6,25 BTC ed è sottoposto a cicli regolari a un meccanismo anti-svalutazione detto halving che ogni 210.000 blocchi dimezza il premio fino al totale azzeramento della ricompensa, che avverrà quando i Bitcoin raggiungeranno la famosa quota di 21 milioni di monete.

Il ruolo delle GPU

Il sistema Bitcoin beneficia di un livellamento automatico delle funzioni per cui, all'aumentare dei minatori e quindi delle possibilità di soluzione della chiave, aumenterà di conseguenza anche la difficoltà della funzione stessa. Per questo motivo minare direttamente Bitcoin con una GPU al momento è totalmente antieconomico. Una delle valute attualmente più minate con le GPU è Ethereum.

Finalmente, o purtroppo, arriviamo alle nostre GPU. Come di recente approfondito nel nostro speciale dedicato alle schede grafiche, il cuore pulsante di una scheda video è sviluppato a pennello per svolgere questo genere di minuscoli e ripetitivi calcoli in termini di migliaia al secondo, diventando sempre più utilizzate nel mining.

L'ultimo grande assalto dei miner al mondo del gaming fu sostenuto dalle incredibili prestazioni della AMD RX 480 prima e dalla successiva RX 570 poi. Basti pensare che, nel mining di Ethereum, mentre una RTX 2080 di scorsa generazione è in grado di svolgere un picco di 37 Mh/s (Megahash al secondo), con una media di 20-25 e un consumo energetico di poco meno di 300 W, una RX 570 riesce a sfoderare numeri che si avvicinano ai 50 Mh/s con consumi estremamente ridotti grazie all'eccezionale architettura Polaris.
Ma perché la Serie 30 di NVIDIA è diventata il sogno proibito dei miner? Numeri alla mano, l'hashrate di una RTX 3080 è quasi il triplo di quanto espresso dalla top di gamma della scorsa generazione con architettura Turing, attestandosi sugli 86-87 Mh/s, con un consumo inferiore e quindi un guadagno, al netto della corrente elettrica, di gran lunga superiore. Anche la RX 6800 XT riesce a fare dei numeri interessanti, attestandosi circa sui 60 Mh/s.

Come già detto in precedenza, la piattaforma Bitcoin elargisce nuova moneta sotto forma di "lotteria" al primo validatore del blocco, ma anche piccole quantità di valore estratte dalla commissione delle transazioni in essa contenute.
Alcuni giganti del mining globale hanno creato dei gruppi organizzati chiamati pool, attualmente disponibili per la maggior parte delle criptovalute esistenti. Di questi gruppi si può entrare a far parte concedendo la potenza di calcolo del proprio PC alla società che gestisce il pool, la quale poi beneficerà del premio finale ma pagherà gli utenti in criptovaluta in funzione del lavoro svolto.

In termini puramente economici questo si traduce in un guadagno netto di circa 7 Euro giornalieri con una RTX 3080 di NVIDIA o 5 Euro con una RX 6800, riuscendo a recuperare l'intero capitale investito nella scheda video in circa 3-4 mesi, contro i circa due anni necessari per ripagarsi allo stesso modo una 2080. Per un'analisi più dettagliata del proprio hardware esistono poi dei calcolatori automatici che ci permettono di ottenere una stima in base alla nostra scheda e alla tariffa della corrente che abbiamo a casa.

Per questo motivo, le GPU di nuova generazione sono estremamente ricercate per questo utilizzo, ma non si può in alcun modo affermare che il mining sia l'unica causa del problema della carenza di GPU, situazione in cui ci troviamo da ormai quasi un anno e sulla quale abbiamo cercato di fare chiarezza in un video dedicato.