El siguiente es un artículo de invitado de Shane Neagle, Editor en Jefe de The Tokenist.
El avance constante de Bitcoin hacia la conciencia general desde el lanzamiento de la red principal en 2009 ha tenido muchos efectos en cascada. Primero, sirvió como un vehículo revelador ejemplificando la naturaleza del dinero; por qué debería estar fuera del sistema bancario central y por qué el suministro fijo es importante para la valoración del dinero.
En segundo lugar, Bitcoin desencadenó toda una industria cripto, defendiendo aún más los servicios financieros descentralizados que eliminan a los intermediarios en favor de contratos inteligentes implementados por redes blockchain. A medida que este sector de $2.2 billones se desarrolla, los bancos están cada vez más en riesgo de perder su papel como intermediarios de confianza.
En tercer lugar, la infraestructura de centros de datos está adquiriendo más importancia que nunca. Ya sea en el hogar o en grandes operaciones de minería, la infraestructura cripto necesita recursos confiables de computación de alto rendimiento, capacidad de almacenamiento y memoria junto a redes rápidas para reducir al máximo la latencia de blockchain.
De hecho, los centros de datos son tan críticos que surgió todo un campo de conocimiento para equilibrar los requisitos de energía, soluciones de refrigeración, densidad de servidores y ubicación de alojamiento cripto. Cuando estos factores se combinan, la necesidad cripto deja una marca imborrable en el diseño de centros de datos. Exploremos cómo.
El papel crítico de los centros de datos en la infraestructura cripto
En los primeros días de Internet, las conexiones de banda ancha eran raras. Esto requería que los recursos locales dentro de las empresas e instituciones se utilizaran para el almacenamiento y gestión de datos. Para finales de la década de 2000, la infraestructura de banda ancha se había vuelto suficientemente ubicua para comenzar a soportar la computación en la nube.
En otras palabras, los centros de datos se estaban deslocalizando en clústeres de servidores remotos, escalables y bajo demanda. La capacidad de eliminar la infraestructura en las instalaciones y alojar datos y aplicaciones de forma remota reducía drásticamente el gasto de capital inicial. Por supuesto, esto benefició en última instancia a Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure y Google Cloud como el triunvirato de centros de datos que impulsa la mayor parte del panorama digital actual.
Sin embargo, asegurar las redes blockchain impone una carga completamente nueva. Dado que estos libros de contabilidad digitales facilitan el procesamiento de transacciones en tiempo real, entre múltiples nodos para verificarlas, se necesita potencia extra de CPU, GPU y RAM para minimizar la congestión y la latencia.
Y si hay un aumento repentino en el tráfico de la red blockchain, esto también requiere redundancia de recursos. Por esta razón, tanto los centros de datos orientados a IA como a blockchain han estado transitando de la arquitectura tradicional cliente-servidor (de norte a sur) a la arquitectura de espina y hoja (de este a oeste).
El enfoque espina-hoja representa un diseño no jerárquico que permite que los datos fluyan horizontalmente entre servidores. Esto es crítico para las redes blockchain, ya que cada nodo se comunica directamente con otros nodos sin tener que pasar por un punto central congestionado.
Por lo tanto, una arquitectura espina-hoja alivia los cuellos de botella y la potencial falla de un único punto. Como esto refleja el espíritu de descentralización cripto y la comunicación P2P, los centros de datos espina-hoja se han convertido en el nuevo estándar para la confiabilidad y seguridad de blockchain.
Desafíos de consumo y eficiencia energética
A medida que las redes blockchain necesitan mayor poder de computación para validar transacciones y ejecutar contratos inteligentes, también aumenta la necesidad de consumo energético. Para 2022, las redes blockchain ya habían acaparado una proporción significativa de la demanda eléctrica de los centros de datos.
Según la Agencia Internacional de Energía (IEA), el sector de datos que atiende a la industria cripto consumió globalmente 460 TWh en 2022, pronosticándose que más que duplicará para 2026.
Para comparar, Francia consumió 447 TWh anualmente en 2021. Estas tendencias indican claramente una fuente confiable de energía, lo que llevó a Microsoft a formalizar un acuerdo de 20 años con Constellation Energy para reactivar el reactor nuclear de la Unidad 1 en 2028.
En Europa, la Comisión Europea incluso designó Reactores Modulares Pequeños (SMRs) como “verdes” para equilibrar los esfuerzos de descarbonización con el aumento de la demanda eléctrica. Pero la capacidad de energía bruta es solo el comienzo de la escalabilidad.
Para aumentar la eficiencia de los centros de datos orientados a cripto, se están moviendo más cerca de las plantas de energía. Esto se ejemplifica mejor con Bitcoin. La criptomoneda primaria utiliza un algoritmo de prueba de trabajo para asegurar la red, anclando efectivamente Bitcoin en el mundo físico de la energía y los activos de hardware.
Esto es lo que en última instancia otorga valor a Bitcoin como dinero descentralizado y transferencia global de riqueza. En esencia, Bitcoin representa energía digital. Pero debido a que se pierde energía en la transmisión eléctrica a larga distancia, debido a la resistencia de cobre/aluminio, sería un desperdicio construir centros de datos cripto simplemente en cualquier lugar.
Más bien, deberían estar lo más cerca posible de las plantas de energía para minimizar la pérdida de transmisión. Caso concreto, la planta de energía del estado de Nueva York elude la red de nivel estatal conectando directamente miles de servidores. Asimismo, Ward Roddam, alcalde de Rockdale, Texas, defendió recientemente que la minería de Bitcoin puede revitalizar comunidades al invertir en aprovechar el exceso de energía y estabilizar la red eléctrica con demanda de carga flexible.
Otra empresa de minería cripto, TeraWulf, ha estado construyendo su Nautilus Cryptomine adyacente a la planta de energía nuclear de Susquehanna, ahora en manos de Talen Energy. Esta será la primera instalación de minería de Bitcoin impulsada por energía nuclear y cero carbono.
Con una capacidad de 200 MW, esto equivaldría al consumo energético de aproximadamente 160,000 hogares en EE. UU. anualmente.
Adaptando el diseño de centros de datos para la tecnología blockchain
Además de la proximidad espacial para reducir la pérdida de transmisión, los centros de datos que atienden a redes blockchain requieren requisitos mecánicos, eléctricos y de plomería (MEP) particulares. Como todo propietario de PC sabe, la fuente de tales requisitos a gran escala proviene de la gestión del calor.
La resolución continua de acertijos criptográficos requiere gran poder de computación que genera calor. Durante muchos años, la refrigeración por aire ha sido la solución preferida para prolongar la longevidad del hardware y disipar el calor. Desafortunadamente, la refrigeración también consume energía significativa además de la computación misma.
Es por eso que hay una nueva tendencia a depender más en la refrigeración líquida directa al chip (refrigeración por inmersión) que reduce el consumo de energía.
Pero aun así, estos tipos de centros de datos necesitan sistemas avanzados de control HVAC y capacidad para manejar cargas térmicas. Igualmente, los clústeres de alta densidad de energía, de 20 a 40 kW por rack, requieren transformadores de energía más grandes, sistemas de respaldo y unidades de distribución de energía de alta capacidad (PDUs).
Por ejemplo, el Crypto Minotaur PDU puede manejar hasta 92.4 kW de densidad energética. Por último, para garantizar cargas de trabajo de blockchain continuas, dichos centros de datos generalmente dependen de la redundancia de respaldo a través de generadores de energía a gas natural o diésel acoplados con interruptores de transferencia automáticos (ATS).
Ajustes de nivel y gestión de costos
Aquellos familiarizados con el funcionamiento interno del código de Bitcoin saben que su seguridad se deriva del concepto de Tolerancia a Fallas Bizantinas (BFT). En resumen, incluso si múltiples nodos de la red fallan, aún se logra el consenso sobre el estado actual del libro de contabilidad.
En el diseño de centros de datos, esto significa que los mineros de blockchain deben considerar niveles de redundancia según el Uptime Institute:
- Por supuesto, a medida que cada nivel aumenta la redundancia, también aumenta el costo. Las grandes empresas con bolsillos profundos pueden permitirse tal escalamiento y luego atraer a negocios más pequeños dentro de sus ecosistemas de computación en la nube.
- Caso concreto, la infraestructura de centros de datos de Microsoft Azure está certificada como ISO/IEC 27001:2013 y NIST SP 800-53 para seguridad y confiabilidad de la red, lo cual es un prerrequisito para alcanzar el nivel de tolerancia a fallas de Tier IV.
- Sin embargo, tal redundancia no es estrictamente necesaria para las necesidades de Bitcoin, ya que otros nodos alrededor del mundo pueden absorber la carga. El intervalo de confirmación de bloques de 10 minutos de Bitcoin fue elegido intencionalmente por Satoshi Nakamoto para inyectar redundancia inherente a la red.
No obstante, esto puede no aplicar a redes blockchain como Solana (SOL) o Avalanche (AVAX) con liquidaciones casi instantáneas que buscan suplantar a los sistemas de transferencia de dinero tipo Visa. Para actividades como el day trading, requerirían un tiempo de actividad máximo proporcionado por centros de datos Tier IV.
Con ese fin, la Fundación Solana formó el Programa Solana Server. Sus contratos flexibles mes a mes dependen de proveedores de centros de datos como Edgevana. Ethereum y Avalanche típicamente usan AWS, Google Cloud y Tencent Cloud para la mayor parte de sus necesidades de servidores.
Viabilidad de las operaciones de minería cripto
Después del cuarto halving de Bitcoin en abril, las recompensas para los mineros se redujeron a la mitad, de 6.25 a 3.125 BTC. Al mismo tiempo, la dificultad de la red de Bitcoin aumentó de 86.3886 T al presente 88.4044 T. Además, se estima que el próximo ajuste de dificultad de Bitcoin aumentará un 3.81% el 9 de octubre.
Esto se traduce en menos pagos por la misma cantidad de esfuerzo computacional y consumo de energía. Sin embargo, esto tendría un impacto negativo, hasta el punto de la bancarrota, solo si el precio de Bitcoin cayera por debajo de $40k, según el informe de CoinShares.
Teniendo en cuenta el espectro de gastos de capital iniciales, esto se traduce en diferentes márgenes de coste para distintas empresas de minería.
Analiza el retorno de inversión para operaciones de minería cripto, particularmente a la luz de las recientes reducciones en las recompensas de minería de Bitcoin. Considera el potencial de flujos de ingresos adicionales, como la conversión de las instalaciones para el reutilización del calor.
Pero con las principales presiones de venta despejadas, en particular del gobierno alemán y los pagos de Mt. Gox, es más probable que el precio de BTC suba en lugar de caer. Históricamente, el precio de BTC alcanza un nuevo máximo histórico dentro de los ~18 meses posteriores al evento de halving.
Más aún, el gasto incontrolable del gobierno de EE. UU. probablemente reforzará aún más el caso de Bitcoin como dinero sólido a medida que el valor del dólar sigue erosionándose gradualmente. Por último, la eficiencia de la minería de Bitcoin continúa mejorando, como lo indica la mencionada refrigeración por inmersión y las actualizaciones a máquinas ASIC más nuevas como Antminer S21.
Integración de prácticas sostenibles en la minería cripto
Para que una red eléctrica permanezca estable (y utilizable), debe equilibrar los períodos de alta y baja demanda. La red Bitcoin está perfectamente adaptada para esta tarea ya que los mineros de Bitcoin pueden ajustar el uso al instante.
Después de que la legislatura de Texas aprobara la Ley 591, los centros de datos de Bitcoin tienen un papel adicional en la sostenibilidad energética. La ley permite a los operadores de petróleo y gas vender gas vented/flared a centros de datos móviles en el lugar. Este gas de otro modo sería desperdiciado como un subproducto de la extracción.
Se estima que dicha redirección reduciría su huella de carbono hasta en un 63%. Además, los centros de datos de Bitcoin que utilizan refrigeración por inmersión pueden utilizar esa energía para calentar agua. Usando este enfoque, la startup minera cripto canadiense MintGreen ha estado desplegando calderas digitales en Vancouver.
El exceso de calor del centro de datos también podría usarse para calentar invernaderos, como se demuestra en los Países Bajos por BloemBitcoin.
Si el precio de Bitcoin alcanza nuevos máximos en 2025 y más allá, no es difícil prever una mayor aceptación en el mercado general de tales soluciones innovadoras.
Para terminar, la minería cripto primero trajo a foco la computación de alto rendimiento a gran escala (HPC). Durante mucho tiempo, esto fue recibido con hostilidad, a menudo pintado como derrochador. Después de la exitosa integración de Bitcoin por parte de BlackRock a través de su IBIT ETF, tales preocupaciones han desaparecido en gran medida. Sí, este fue el mismo BlackRock que impulsó el marco de Gobierno Ambiental, Social y Corporativo (ESG) en el sector financiero.
Ahora se espera que la minería cripto sea eclipsada por la infraestructura de IA generativa, beneficiándose de años de lecciones aprendidas en la implementación de centros de datos a gran escala. Además, incluso las empresas de minería cripto como Core Scientific e Iris Energy están adoptando un enfoque híbrido al alojar tanto servidores GPU para IA como máquinas ASIC para la minería de Bitcoin.
Al final, los centros de datos cripto han demostrado ser cualquier cosa menos desperdiciadores.
Preguntas Frecuentes
- ¿Cómo afecta la minería de Bitcoin al consumo de energía de los centros de datos?
La minería de Bitcoin requiere un alto poder de computación, lo que aumenta la demanda de energía en los centros de datos. Según la IEA, en 2022, las redes blockchain ya consumían una proporción significativa de la demanda eléctrica de los centros de datos. - ¿Cuáles son las soluciones para mejorar la eficiencia de los centros de datos relacionados con cripto?
Acercar los centros de datos a las plantas de energía para reducir la pérdida de transmisión y adoptar la refrigeración líquida directa al chip son estrategias clave para mejorar la eficiencia energética y reducir costos operativos. - ¿La minería de Bitcoin puede ser una opción sostenible?
Sí, utilizando prácticas innovadoras como la reutilización del calor de los centros de datos para calentar otras instalaciones y redirigir el gas flared para alimentar centros de datos móviles, se puede minimizar la huella de carbono de la minería de Bitcoin.
