Perkembangan Teknologi Penambangan Bitcoin

Selama beberapa dekade terakhir, mesin pemelihara jaringan atau penambangan Bitcoin telah mengalami perkembangan teknologi dengan cepat.

Peralatan penambangan adalah fitur mendasar dari keberhasilan jaringan Bitcoin karena mesin ini menentukan keuntungan bagi para penambang untuk melakukan apa yang mereka lakukan, yaitu memproses perhitungan yang diperlukan untuk menanamkan blok transaksi pada blockchain.

Meskipun sedikit terabaikan, sejarah peralatan pertambangan bitcoin ini merupakan penjelasan utama mengapa aktivitas penambangan selama bertahun-tahun ini berkembang menjadi industri bernilai miliaran dolar. Industri tersebut terus berkembangan hingga saat ini, meski terlihat adanya tanda-tanda perlambatan pada perkembangan tersebut.

Pada artikel ini kita akan melihat sejarah lengkap teknologi penambangan Bitcoin, dan ke arah mana selanjutnya inovasi akan bergerak.

CPU untuk Penambangan

Pada 3 Januari 2009, dengan nama samaran Satoshi Nakamoto, ia pertama kali menciptakan penambangan blok Bitcoin. Sebagai satu-satunya penambang di jaringan Bitcoin saat itu, Nakamoto tidak memerlukan peralatan khusus untuk meluncurkan blockchain Bitcoin. Dia mampu membuat blok bitcoin menggunakan komputer pribadi rata-rata.

Komputer-komputer yang misalnya digunakan untuk menjelajah internet, membuat Microsoft Word, atau sejumlah aplikasi lainnya yang tak terhitung jumlahnya tersebut, semuanya mengandung apa yang disebut Central Processing Unit (CPU). Perangkat ini mengontrol bagaimana perintah di komputer diproses dan dijalankan. Karena kurangnya persaingan penambang, pada awal waktu bitcoin ini, energi komputasi yang diperlukan untuk membuat blok baru dan mendapatkan rewards dari penambangan dapat dengan mudah diproses pada perangkat CPU.

Perangkat keras yang diperlukan untuk menambang koin baru lalu berevolusi seiring berjalannya waktu ketika para penambang baru bergabung dengan jaringan Bitcoin dan mulai bersaing untuk mendapatkan blok rewards.

GPU dan FPGA untuk Penambangan

Inovasi besar pertama untuk perangkat keras penambangan Bitcoin datang tidak lama setelah nilai pasar untuk Bitcoin didirikan.

Pada 22 Mei 2010, programmer komputer Laszlo Hanyecz membayar sekitar 10.000 BTC untuk dua pizza Papa John. Jika dalam dolar Pizza tersebut bernilai sekitar $25. Menurut penyedia data cryptocurrency, Coin Metrics, harga pasar Bitcoin kemudian naik di bulan Juli menjadi sekitar 8 sen. Pada saat harga Bitcoin mencapai 10 sen pada Oktober 2010, perangkat penambangan pertama yang memanfaatkan Graphics Processing Units (GPU) kemudian dikembangkan.

Baca juga: Cara Memilih Mining Pool Terbaik untuk GPU dan CPU

Tidak seperti CPU, perangkat GPU dioptimalkan untuk melakukan berbagai tugas komputasi yang terbatas. Awalnya GPU dibangun untuk aplikasi game dan unggul dalam komputasi operasi matematika sederhana secara paralel, daripada satu per satu, dalam menghasilkan ribuan piksel gambar yang sensitif terhadap waktu. Perangkat ini juga dapat diprogram ulang untuk menghitung operasi matematika lainnya seperti yang diperlukan untuk penambangan Bitcoin baru.

Inovasi penambangan Bitcoin pada perangkat GPU ini, membuat produksi blok Bitcoin dan mendapatkan blok reward rata-rata sekitar enam kali lebih efisien menurut analisis yang dilakukan oleh CEO perusahaan konsultan pertambangan Navier, Josh Metnick. Keuntungan efisiensi ini menggunakan biaya rata-rata perangkat GPU hanya dua kali lipat dari rata-rata perangkat CPU.

Pada tahun berikutnya, tahun 2011, keuntungan tersebut dengan cepat disusul ketika Field-Programmable Gate Arrays (FPGA) dirombak untuk keperluan penambangan Bitcoin.

Menurut perhitungan Metnick, FPGA dapat menghitung operasi matematika yang diperlukan untuk menambang Bitcoin dua kali lebih cepat dari GPU kelas tertinggi. Namun, perangkat ini lebih padat karya untuk dibuat.

FPGA juga memerlukan konfigurasi pada tingkat perangkat lunak dan perangkat keras, yang berarti perangkat harus diprogram untuk menjalankan kode yang disesuaikan, serta dirancang untuk menjalankan kode tersebut secara efisien. Kemampuan dalam menyesuaikan komponen perangkat keras pada FPGA membuat jenis perangkat ini lebih optimal untuk penambangan Bitcoin daripada GPU.

ASIC untuk Penambangan

Lalu, selanjutnya ada inovasi besar lain untuk penambangan Bitcoin. Inovasi ini kemungkinan membutuhkan jumlah yang lebih besar pada sumber daya khusus, waktu, dan pengembangan untuk dicapai. Dibandingkan mengubah parameter perangkat lunak dan perangkat keras dari mesin yang ada, terdapat upaya untuk menciptakan mesin baru khusus untuk penambangan bitcoin. Hal ini akhirnya terbayarkan pada tahun 2013, produsen perangkat keras komputer berbasis di Tiongkok bernama Canaan Creative merilis rangkaian pertama Application-Specific Integrated Circuits (ASIC) untuk penambangan Bitcoin.

Tidak seperti CPU, GPU, dan FPGA, perangkat ini sudah dari awal perancangannya memang dikhususkan untuk menambang Bitcoin. Ini berarti semua komponen perangkat keras dan perangkat lunak dari perangkat ASIC ini telah dirancang dan dioptimalkan untuk menghitung secara ketat perhitungan yang diperlukan untuk membuat blok Bitcoin baru. Keuntungan secara efisien dari ASIC ini tidak dapat ditandingi oleh perangkat-perangkat yang sudah lebih mendahuluinya.

Sementara itu, Canaan Creative, Produsen ASIC Bitcoin pertama dan produsen seperti Bitamin dan MicoBT juga menghadirkan versi baru perangkat penambangan Bitcoin ASIC dengan perangkat keras yang semakin canggih. Salah satu perkembangan yang paling mencolok dalam teknologi penambangan ASIC sejak 2013 ini adalah pengurangan ukuran chip yang stabil. Ukuran chip ASIC yang mulanya berukuran 130nm pada 2013 telah menyusut menjadi hanya 7nm dalam model perangkat keras terbaru.

“Tanpa pemasangan teknologi dasar baru yang revolusioner ini, penambang Bitcoin akan segera berhenti aktif melakukan persaingan dasar pada perangkat keras dan peralatan lain seperti yang terjadi selama dekade terakhir”

Pentingnya ukuran chip akan mengukur pula efisiensi penambangan. Semakin lebar permukaan chip ASIC, semakin besar pula saluran komunikasinya dan oleh karena itu semakin banyak listrik yang diperlukan untuk mengirimkan data pada permukaannya. Menurut perhitungan Metnick, perangkat penambangan Bitcoin ASIC hari ini memiliki 100 miliar kali kecepatan rata-rata CPU pada tahun 2009.

Baca juga: Transaksi Bitcoin Habiskan Listrik Setara Kebutuhan Rumah Tangga di Inggris Selama 2 Bulan!

Rakesh Kumar, associate professor Teknik Elektro dan Komputer di University of Illinois, percaya faktor pendorong kuat dari evolusi perangkat keras penambangan selama bertahun-tahun sejak penciptaan Bitcoin ini adalah meningkatnya nilai dolar Bitcoin, yang menjadikan kegiatan penambangan semakin menguntungkan.

Semakin tinggi nilai pasar dari blok rewards, semakin tinggi pula harga untuk inovasi dalam teknologi penambangan ini yang meningkatkan margin keuntungan penambang seraya mengurangi biaya operasi.

Masa Depan Penambangan Bitcoin

Sejak 2015, pengurangan ukuran chip pada perangkat penambangan Bitcoin ASIC menjadi lebih lambat dan kurang dramatis dibandingkan tahun 2013 dan 2014. Terlebih lagi, sejak penambang ASIC Bitcoin pertama, belum ada lagi teknologi baru untuk meningkatkan efisiensi penambangan dengan cara yang sama dengan penambangan GPU untuk penambangan CPU atau penambangan FPGA untuk penambangan GPU.

“Kami mencapai batas fundamental,” ujar Kumar. “Masalah ini ada di seluruh industri, bukan hanya penambangan (Bitcoin saja), tetapi seluruh industri semikonduktor … Kami membutuhkan perangkat jenis baru.”

Tanpa teknologi terobosan baru yang revolusioner, penambang Bitcoin akan segera berhenti aktif melakukan persaingan dasar pada perangkat keras dan peralatan lain seperti yang terjadi selama dekade terakhir. Jika perangkat keras penambangan Bitcoin menjadi komoditas di mana keuntungan efisiensi dari satu model sangat berbeda dari model yang lebih baru, penambang akan dipaksa untuk mempertimbangkan bidang lain untuk mendapatkan keunggulan kompetitif. Hal ini dapat terjadi pada inovasi dalam sumber energi, perencanaan keuangan, atau bahkan diversifikasi produk.

Sementara evolusi perangkat keras penambangan Bitcoin secara historis menjadi sumber peningkatan besar pada efisiensi penambangan, ini mungkin tidak akan terjadi lagi di masa depan, hal itu terutama disebabkan karena inovasi teknologi berbasis perangkat keras menjadi lebih sedikit dan lebih jauh. Persaingan terhadap rewards penambangan Bitcoin akan terus memacu evolusi teknologi. Namun, tidak jelas akan seperti apa lompatan besar berikutnya dalam teknologi pertambangan Bitcoin ini.

Sumber