Wir können die Geschichte des Fortschritts vereinfachend als eine Geschichte des steigenden Energieverbrauchs betrachten. Sowohl in der Biologie als auch in der Gesellschaftsordnung nutzen wir Energie. Energieüberschüsse schaffen Wohlstand, und dies wiederum führt zu neuen Technologien, die effektiv mehr Energie nutzen können. Die Kardaschew-Skala beispielsweise misst die Fähigkeit von Zivilisationen, Energie auf nützliche Weise zu nutzen.
Der Computer ist die natürliche Erweiterung dieser Bemühungen. Die digitale Technologie wandelt immer mehr Energie in wertschöpfende, fortschrittliche Prozesse um. Die jüngste Nachfrage nach Computern wurde von zwei spezifischen Technologien angetrieben: Bitcoin-Mining und High Performance Computing (HPC), also der Einsatz von Grafikprozessoren, insbesondere „GPUs“ für künstliche Intelligenz. Dieser rasante Anstieg des Energieverbrauchs dieser Technologien hat viele Fragen aufgeworfen. Wie wird sich diese stromhungrige Technologie auf unsere Energiesysteme auswirken? Wie wird ihr Zusammenspiel aussehen, wenn man bedenkt, dass beide Technologien so unersättlich Energie verbrauchen? Was bedeutet das für die Menschheit?
Die wesentlichen Merkmale jeder Technologie werden untersucht, ebenso wie die Art und Weise, wie diese Technologien genutzt werden können, um alternative Märkte anzubieten, die die Effizienz und Effektivität des Energiesystems verbessern. Wir behaupten auch, dass HPC und Bitcoin-Mining sich ergänzen und nicht miteinander konkurrieren. Wir werden zeigen, dass ihre Kompromisse es ihnen ermöglichen, auf eine Weise zusammenzuarbeiten, die den Wert der Energieressourcen maximiert und der Gesellschaft zugutekommt.
Dies ist ein kurzes Argument für den Computermaximalismus.
Die Energie der Sonne
Für moderne Technologien ist die Umwandlung von Energie aus vielen Quellen notwendig. Dies bringt jedoch auch Herausforderungen und Kompromisse mit sich. Eine der größten Herausforderungen ist die Portabilität.
Dafür gibt es mehrere Gründe. Zum Transport von Energie ist ein Netz erforderlich. Dabei ist es wichtig, dass das Netz ausgeglichen bleibt, d. h. zu jedem Zeitpunkt sollten Nachfrage und Erzeugung ungefähr gleich groß sein.
Es ist aus zwei Gründen schwierig.
Erstens ist die Verteilungs- und Entwicklungszeit von Energieressourcen lang. Außerdem weisen sie unterschiedliche Grade der Verteilbarkeit auf.
Zweitens sind sowohl die Übertragung als auch die Speicherung teuer. Sie haben außerdem lange Vorlaufzeiten und sind inhärent ineffizient. Schätzungsweise 8-15 % Bis der Strom seine lokalen Verbraucher erreicht, ist aufgrund von Verlusten bei der Übertragung und Verteilung bereits eine erhebliche Menge an Energie verloren gegangen. Bei der Batteriespeicherung über lange Zeiträume liegt der Wert höher.
Es ist immer günstiger und effizienter, Strom direkt an seiner Quelle zu verbrauchen, als ihn über längere Zeiträume zu transportieren. Daher ist es effizienter, Strom direkt zu nutzen, als ihn ineffizient und weit zu transportieren. Computer können diesen überschüssigen Strom hervorragend nutzen, da sie tragbar, leistungsstark und skalierbar sind. Während „Meatspace“-Einschränkungen ein wichtiger Faktor bei der Begrenzung des Energieverbrauchs traditioneller Formen wie der Aluminiumherstellung und -verhüttung sind.
Bitcoin-Mining ist eine großartige Möglichkeit, lokal überschüssigen Strom zu nutzen. Er kann verteilt werden und so Einnahmen für das Stromnetz generieren. In letzter Zeit hatte die gestiegene Nachfrage nach Hochleistungsrechnern (GPUs) erhebliche Auswirkungen auf den Energieverbrauch. Die meisten Menschen erwarten, dass diese Technologien um Energie kämpfen, aber wenn wir ihre Eigenschaften untersuchen, wird eine Symbiose deutlich.
Bitcoin Mining
Bitcoin-Mining kann als Energieverschwendung ohne Erlaubnis angesehen werden. Der Konsens-Proof-of-Work von Bitcoin entspricht einer Berechnung, die viel Energie verbraucht. Die Miner müssen die energieintensiven Berechnungen durchführen, um neue Transaktionsblöcke zu generieren und so Bitcoins zu verdienen. Proof-of-Work ermöglicht dezentrale globale Abrechnungen ohne Erlaubnis.
Dies ist ein Bild von Millionen (oder heutzutage anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen) in der Praxis. „ASICs“ ( ) laufen in Rechenzentren mit minimaler Hardware auf der ganzen Welt. Die erlaubnisfreie Natur des Bitcoin-Minings macht es zu einem der attraktivsten Aspekte. Jeder auf der Welt kann einen ASIC anschließen. Bitcoin ermöglicht es allen Minern der Welt, an einem Energiemarkt teilzunehmen. Derjenige mit den niedrigsten Stromkosten hat die größte Marge.
Bitcoin wurde von vielen Menschen aufgrund seines globalen dezentralen Systems angenommen. Sie suchen ein Währungs- und Finanznetzwerk, das rund um die Uhr ohne einen einzigen Ausfallpunkt funktioniert und nicht die perversen Anreize bietet, die mit Zentralbankmonopolen verbunden sind.
In Bezug auf GPU/HPC weist das Bitcoin-Mining die folgenden besonderen Merkmale auf:
- Keine Kunden
- Kundengewinnung
- Keine Unterstützung
- Hohe Unterbrechbarkeit
- Geringe Betriebskomplexität
- Anforderungen für geringe Konnektivität (weniger als 100 MB/s)
- Geringe Menge
Hochleistungsrechnen
GPUs für Rechenzentren, eine fortschrittliche Form von HPC, die aufgrund des rasanten Wachstums der auf ihnen basierenden KI/ML-Fortschritte schnell an Popularität gewinnt, waren in den letzten zwei Jahren sehr gefragt. Die Technologien, die diese Geräte ermöglichen, ermöglichen neue digitale Funktionen und Vorgänge, die vorher nicht möglich waren. Die Anwendungsfälle dieser Technologie werden jedoch noch erforscht. NVIDIA ist aufgrund des plötzlichen Anstiegs des Interesses an diesen Technologien zum wertvollsten Unternehmen der Welt geworden.
Der plötzliche Anstieg der Nachfrage führte zu einem schweren Engpass bei der Produktion von ausreichend GPUs. Dies war vorübergehend. Im Laufe der Zeit hat die erhöhte Produktion dazu beigetragen, den Engpass zu lindern. Dies hat zu einer Explosion des Baus neuer Rechenzentren geführt, überall dort, wo eine konstante Menge an Strom verfügbar ist. GPUs konkurrieren jetzt mit Bitcoin-Minern an Orten mit überschüssigem lokalem Strom.
GPU/HPC-Mining unterscheidet sich vom Bitcoin-Mining durch folgende Merkmale:
- Kundendienst
- Kauf von Kundenakquise
- Kundendienst
- Geringe Unterbrechbarkeit
- Komplexität der Operationen
- Hoher Konnektivitätsbedarf (10 GB – 100 GB).
- Hohe Marge (im Allgemeinen)
Genießen Sie einen kostenlosen Wettbewerb
Sowohl Bitcoin als auch KI/ML-Technologie haben im letzten Jahrzehnt an Popularität gewonnen. Ihr Nutzen für die Gesellschaft ist offensichtlich. Dies hat zu einer rasanten Verbreitung von Computerressourcen geführt.
Beide Märkte suchen nach Möglichkeiten, die Kosten durch die Nutzung überschüssiger Energie zu senken, die normalerweise billiger ist. Dies ist eine natürliche Lösung für einige Ineffizienzen im Netz. Dies bedeutet jedoch, dass sowohl die Betreiber als auch die Erbauer von Rechenzentren überlegen müssen, welche Art von Computing sie mit der gleichen Menge verfügbarer Energie unterstützen sollten.
Diese beiden Computerformen ähneln sich darin, dass sie beide viel Energie verbrauchen und überall eingesetzt werden können (mit Ausnahme von rechtlichen oder behördlichen Erwägungen, die außerhalb des Rahmens dieses Artikels liegen). Sie scheinen miteinander zu konkurrieren, aber ihre komplementäre Natur ermöglicht es ihnen, die Nutzung überschüssigen Stroms zu maximieren und optimale Gewinne zu erzielen.
GPU-Arbeitslasten sind komplexer, weisen eine geringere Unterbrechungswahrscheinlichkeit auf und erfordern eine höhere Anfangsinvestition. Sie sind keine gute Wahl für die Erfassung vorübergehender Stromüberschüsse wie z. B. Spitzenproduktion von Solarmodulen. GPUs werden nicht für das Bitcoin-Mining verwendet. Kunden können uns auch kontaktieren, indem sie hier klicken.Es gibt Ausnahmen, wie z. B. Spot-Instanzen und Frameworks, die ein Failover von diesen Instanzen aus ermöglichen. Zwar gibt es bestimmte Ausnahmen, wie z. B. Spot-Instanzen oder Frameworks, die ein Failover von diesen Instanzen aus ermöglichen, aber im Allgemeinen wird die Unterbrechungstoleranz der GPU-Infrastruktur aufgrund der Anwesenheit von Kunden nie so hoch sein wie beim Bitcoin-Mining. Angesichts der gestiegenen Kapitalkosten und der Komplexität des Systems wird erwartet, dass das Bitcoin-Mining eine dominierende Belastung für das Netz darstellt.
Ein konstanter Leistungsüberschuss ist eine ideale Gelegenheit für GPUs, die Lücke zu füllen. Dies ist eine Situation, die aufgrund ihrer geringen Unterbrechungsrate für die GPU-Infrastruktur von Vorteil ist. Die zusätzlichen Kosten und die Komplexität sind gerechtfertigt, um höhere Einnahmen zu erzielen. Solange ausreichend Bandbreite vorhanden ist, um GPU-Arbeitslasten zu unterstützen (10 GB/s oder besser, 100 GB/s), können diese Sites immer mehr Einnahmen erzielen, als wenn sie ausschließlich für das Bitcoin-Mining verwendet werden.
Strategien für hybride Rechenzentren
Sie können beide Technologien auch zusammen verwenden, um Umsatz und ROI zu steigern.
Als Erstes könnte man Bitcoin-Mining als anfängliche Energiequelle nutzen, bevor der Standort für HPC geeignet wird. Einige Beispiele sind die Nutzung von halbtragbaren, modularen Rechenzentren für Bitcoin-Mining zur Stromerzeugung, bis die restliche Infrastruktur eines HPC-Rechenzentrums (redundante Internet-/Stromleitungen, Gebäude und Backup-Energiesysteme) gebaut ist. Die restliche Infrastruktur für ein HPC-Rechenzentrum (redundante Strom-/Internetleitungen, Gebäude, Backup-Energiesysteme usw.) wird gerade gebaut. Der kürzlich angekündigte Deal von Core Scientific mit CoreWeave könnte als Beispiel dafür gelten, dass dies tatsächlich im wirklichen Leben passiert ist, denn Bitcoin-Mining wurde verwendet, um ein riesiges Umspannwerk und die Hülle des Rechenzentrums zu entwickeln, die letztendlich für HPC genutzt werden.
Eine andere, fortgeschrittene Strategie wäre, HPC parallel mit Bitcoin-Mining zu kombinieren und Bitcoin als Ausgleich zu verwenden, um Schwankungen bei HPC-Workloads auszugleichen. HPC erfordert eine zuverlässige Stromversorgung. „Inferenz-Workloads“ Die KI/ML-Produktionsmodelle, die zum Hosten der Daten verwendet werden, können sich basierend auf der Echtzeitnutzung durch die Benutzer ändern. Dies führt zu Zyklen mit geringer Leistung und hoher Aktivität und dann wieder zurück. Der Wert solcher HPCs hat die Ineffizienzen, die durch den schwankenden Stromverbrauch verursacht werden, überwogen. Bitcoin-Mining, das hochflexibel und unterbrechbar ist, kann jedoch eine stabile Stromversorgung und niedrigere effektive Stromtarife bieten. Diese Strategie wird von einigen als „Mullet-Rechenzentrum“ beschrieben, bei dem KI im Vordergrund und Bitcoin im Hintergrund steht. Obwohl diese Strategie noch sehr früh im Spiel ist, verspricht sie, die besten Funktionen von HPC sowie Bitcoin-Mining-Technologie zu nutzen, um den Wert für Rechenzentren zu maximieren.
Auswirkungen auf die Industrie
Bis vor relativ kurzer Zeit wurde der Rechenzentrumsmarkt von Colocation-Dienstleistern dominiert. Diese Anbieter bauen die Rechenzentren, in denen Industrieserver untergebracht sind, und vermieten dann Platz, Strom und Konnektivität an ihre Mieter. Die Mehrheit der Mieter in der Cloud waren traditionell Hyperscale- und Großunternehmensanbieter. Diese Hyperscale-Cloud-Anbieter und Großunternehmenskunden haben ihre Rechenzentren gebaut, um ihrem Wachstum Rechnung zu tragen.
Bitcoin-Mining ist mittlerweile eine große Branche. Seit 2017 werden ganze Rechenzentren zum Mining von Bitcoins gebaut, an Orten mit großen Unterschieden in Stromverbrauch und -produktion. Wir haben jetzt Marktverschiebungen erlebt, die 2023 und 2024 noch deutlicher und disruptiver sind. Viele Rechenzentren, die sich zuvor auf Colocation konzentrierten, haben es nun gewagt, diese GPU-Infrastruktur zu kaufen und zu hosten. Hyperscaler wiederum kolokalisieren sich mit Grundlastkraftwerken, um billige und zuverlässige Energie für den neuen Aufschwung des HPC zu erhalten. Besonders bemerkenswert ist die Tatsache, dass staatliche Subventionen der Hauptgrund dafür sind, da in den letzten Jahren intermittierende erneuerbare Energien die dominierende Form der Energieerzeugung waren.
Folgendes erwarten wir:
1. Bei beiden Computerarten steigt der Energieverbrauch weiterhin an.
2. Der nächste Engpass bei der Erweiterung des HPC-Footprints ist der Bau neuer Rechenzentren. Große Teile des Bitcoin-Mining-Betriebs werden für Anwendungsfälle mit höheren Margen umfunktioniert.
3. HPC-Workloads werden Schwierigkeiten haben, die variablen Ineffizienzen der Mining-Hardware auszunutzen.
4. Bitcoin-Mining kombiniert mit HPC-„Mullet-Rechenzentren“ Das hohe Umsatzpotenzial von HPC und die Flexibilität des Bitcoin-Mining werden genutzt, um den Stromverbrauch und die lokalen Netze auszugleichen und gleichzeitig mit herkömmlichen Rechenzentrumsstrategien zu konkurrieren.
Lesen Sie auch unser Fazit.
Energieverbrauch und externe Effekte sind bei neuen, stromhungrigen Technologien oft ein Problem. Beim Bitcoin-Mining und HPC ist das nicht anders. Politiker und Technologen fordern beide ihre Kontrolle oder Eindämmung. Solche unersättlichen Technologien sind eine natürliche Entwicklung der Menschheit. Das Bitcoin-Abwicklungsnetzwerk, KI/ML und Workloads haben einen offensichtlichen Wert. Aber wir können beweisen, dass diese Technologien so genutzt werden können, dass neue und vorhandene Ressourcen effizient für wirtschaftliche Zwecke eingesetzt werden können.
Drew Armstrong und Ariel Deschapell sind die Autoren dieses Gastbeitrags. Die von Drew Armstrong und Ariel Deschapell geäußerten Meinungen sind ausschließlich ihre eigenen und nicht die von BTC Inc. oder Bitcoin Magazine.
„Dieser Artikel stellt keine Finanzberatung dar.“
„Recherchieren Sie immer selbst, bevor Sie irgendeine Art von Investition tätigen.“
„Bitradar ist nicht für Aktivitäten verantwortlich, die Sie außerhalb von Bitradar durchführen.“
Quelle: bitcoinmagazine.com
