비트코인 채굴기의 발전 과정
해시파워의 중요성
디지털자산 채굴은 해시 값을 먼저 계산해야 하는 경쟁입니다. 초기에는 누구나 개인 PC를 이용해 채굴할 수 있었지만 채굴 경쟁이 심화되고, 문제 난이도가 높아지면서 현재 일반 개인 PC를 이용한 채굴은 어려워졌습니다.
연산 문제를 풀 수 있는 능력을 '해시파워'라고 말하기도 합니다. 해시파워는 채굴자의 역량과 채굴 장비에 따라 차이가 발생합니다. 전용 채굴기를 가진 사람이 일반 개인용 PC를 가진 사람보다 더 많은 채굴을 할 수 있는 이유는 해시파워의 차이 때문입니다. 해시파워를 높일 수 있는 고성능 기계와 이를 돌릴 전력이 마련되어 있지 않으면 채굴 경쟁에서 이기기 어렵습니다. 그래서 최근에는 대부분 팀을 이뤄 대규모로 채굴을 시행하거나 전문화된 하드웨어(ASIC)를 사용합니다.
채굴기의 발전 과정
1) 1세대 CPU 채굴기
최초의 디지털자산 채굴은 일반 개인용 PC를 이용한 채굴이었습니다. 비트코인이라는 개념을 최초로 설계한 사토시 나카모토(Satoshi Nakamoto)도 개인용 PC의 중앙처리장치(CPU)를 이용해 채굴한 것으로 알려져있습니다.
컴퓨터는 중앙처리장치(CPU)을 탑재하고 있습니다. CPU는 명령어의 해석과 자료의 연산, 비교 등의 처리를 제어하는 컴퓨터 시스템의 핵심 장치입니다. 1세대 CPU 채굴기는 컴퓨터의 두뇌에 해당하는 CPU를 이용하여 채굴 소프트웨어를 다운 및 실행하여 채굴하는 것을 의미합니다.
2009년~2010년 채굴 초기 단계에서는CPU만 이용하여 채굴했습니다. 그러나 이후 채굴에 참여하는 사람이 늘어나고, 채굴에 적합한 하드웨어가 생겨나면서 1세대 CPU 채굴기는 비효율적인 방식이 되었습니다.
2) 2세대 GPU 채굴기
2010년 이후, 고성능 그래픽 처리장치(GPU)를 여러 개 장착한 전문 채굴기가 나왔습니다. 게임 애플리케이션을 위해 만들어진 GPU는 분초를 다투며 수천 개의 이미지 픽셀을 생성해야 하므로, 반복되는 계산을 수행하는 병렬 연산에 적합합니다. GPU는 CPU에 비해 더 많은 ALU(연산처리장치)를 구성하고 있어 CPU 대비 더 많은 수학적 연산 수행이 가능하기 때문에 채굴에 유리합니다.
GPU 채굴기는 부품을 구매해 직접 조립하거나 완성품을 구매할 수 있습니다. 4 Way, 6 Way, 8 Way 등 채굴에 최적화된 그래픽 카드 개수를 구성해 디바이스를 만들어 채굴했고, 이러한 추세는 2014년까지 이어졌습니다.
3) 3세대 ASIC 채굴기
2013년 10월부터 비트코인 가격이 급등하면서 비트코인을 채굴하려는 수요가 늘어나자 그래픽 카드가 아닌 더 효율적인 장치를 고안하게 됩니다. 그것이 바로 ASIC(디지털자산 채굴을 위한 주문형 반도체) 채굴기 입니다. 2013년 중국의 컴퓨터 하드웨어 제조사인 카난 크리에이티브가 디지털자산 채굴을 위한 ASIC을 출시하면서 시작됐습니다.
CPU, GPU와는 달리, ASIC은 처음부터 디지털자산 채굴을 위해 설계되었습니다. 쉽게 말해 ASIC 채굴기는 모든 하드웨어와 소프트웨어가 오직 블록체인 블록 생성에 필요한 연산을 위해 설계되고 최적화되어 있습니다. 이러한 특징 때문에 다른 유형과 달리 ASIC은 채굴 용도로만 사용할 수 있고 다른 작업에는 사용할 수 없습니다. 그러나 채굴 성능이 CPU나 GPU에 비해 월등히 빠르기 때문에 기존 채굴기를 빠른 속도로 대체했습니다.
ASIC 채굴기는 발전되면서 반도체의 크기가 점차 줄어들고 있습니다. ASIC은 2013년 130nm(나노미터)에서 최신 하드웨어 모델의 경우 5nm까지 줄어들었습니다. ASIC의 채굴 속도가 너무 빠르자 의도적으로 ASIC과 호환이 불가능하게 만든 코인이 나오기 시작했는데, 이더리움이 대표적입니다.
다음 세대로 넘어갈 만큼 효율성을 높일 수 있는 디지털자산 채굴기는 아직 개발되지 않았지만, 머지않아 개발될 것이라 기대해 봅니다.