Kann Bitcoin-Mining per Grafikkarte gewinnbringend sein?

Donnerstag, 18. August 2011
 / von Leonidas
 

Wir hatten das Thema kürzlich in den News angesprochen, wollen es aber hiermit noch einmal genauer betrachten: Bitcoin-Mining, sprich das Benutzen eines Spielerechners bzw. dessen Grafikkarte zur Erzeugung von Bitcoins mit natürlich einer Gewinnabsicht. Ausgangspunkt hierfür ist der bekannte Artikel von PC Perspective mit wichtigen Messungen zur Bitcoin-Performance verschiedener Grafikkarten und leider aber wenig zielführenden Aussagen zur Wirtschaftlichkeit der ganzen Sache. Dies wollen wir an dieser Stelle nachholen und stellen daher unsere eigenen Hochrechnungen auf, ob man mit Bitcoin-Mining auf Grafikkarten Gewinn erwirtschaften kann.

Dabei benutzen wir als erstes die klare Erkenntnis aus dem Artikel von PC Perspective, daß nur AMD-Grafikkarten sinnvoll sind fürs Bitcoin-Mining (Prozessoren sowieso nicht) – und hierbei natürlich nur die neueren Karten der Radeon HD 5000 und 6000 Serien, weil diese viele Shader-Einheiten fürs Geld unter der 40nm-Fertigung bieten. Auf der Suche nach der besten Bitcoin-Karte kann man generell nach der reinen SinglePrecision-Rechenleistung gehen (Anzahl der Shader-Einheiten mal Shader-Takt mal 2), da Textureneinheiten, Speicherinterface, Speichertakt und Speichermenge hier keine Rolle spielen. In dieser Frage ist das komplette AMD-Portfolio sehr gut aufgestellt, relevante Differenzen gibt es dann nur noch in der Frage des Stromverbrauchs pro Rechenleistung und natürlich des Preises pro Rechenleistung.

Ausgangslage dieses Artikels sind als erstes deutsche Strompreise von 21 bis 25 Eurocent/kWh (Rechnungen mit günstigeren US-Strompreisen sind jedoch ebenfalls enthalten), ein Bitcoin-Preis von 11 Dollar, ein Euro/Dollar-Kurs von 1,42 und die am Wochenanfang aktuelle Bitcoin-Schwierigkeit von 1888787 (auf dieser Schwierigkeit ergeben 100 mhash/s 19,436 Bitcoins im Jahr). Alle Wattage-Ermittlungen der einzelnen Grafikkarten basieren auf FurMark- und Idle-Messungen seitens HT4U. Alle Rechnungen können natürlich nicht 100prozentig akkurat sein, weil die Stromverbrauchswerte eben unter FurMark und nicht unter Bitcoin aufgenommen wurden, zudem kommen in der Praxis dutzende verschiedener kleiner Einflüße auf alle Teilaspekte der Rechnung hinzu, welche das Endergebnis beeinflußen. Wir schätzen die Abweichungsquote unserer Rechnungen in der Praxis auf gewöhnlich ±10 Prozent, in besonderen Fällen können es auch ±20 Prozent sein.

Zuerst werden wir uns auf dieser Grundlage ein System rein zum Bitcoin-Minern ansehen, welches sich rund um die Uhr ausschließlich dieser Aufgabe widmen soll. Die Hardware hierfür kann billig und gebraucht sein, relevant ist nur ein grundsolides Netzteil und eine leistungsfähige Grafikkarte. In diese Rechnung fließen natürlich alle Hardware- und Stromkosten ein, weil das System ja eben ausschließlich zum Bitcoin-Minern aufgestellt wird. Die Hardware-Kosten sollen sich dabei nach zwei Jahren komplett amortisieren (ein Drittel der Hardware-Kosten werden als Gebrauchtwert nach zwei Jahren herausgerechnet), weil man beim aktuellen Fortschritt der Grafikchip-Entwicklung nach zwei Jahren eine neue Grafikkarte zum gleichen Preis und gleicher Leistungsaufnahme erstehen kann, welche die doppelte Rechenleistung bietet. Demzufolge wurde auf der Einnahmenseite sowohl Einnahmen als auch Gewinn gleich für diese zwei Jahre ausgewiesen. Die eigentlich ständig steigende Bitcoin-Schwierigkeit wurde in dieser Modellrechnung noch nicht einbezogen.

Radeon HD 5870 Radeon HD 5970 Radeon HD 6990 Dual Radeon HD 5970 Dual Radeon HD 6990
reiner Bitcoin-Rechner mit günstigen (teilweise gebrauchten) Komponenten und 24h-Laufzeit allein für Bitcoin; Hardware-Armortisierung nach zwei Jahren (ein Drittel Gebrauchtwert); Strompreise: 21 bis 25 Eurocent/kWh; Bitcoin: 11 Dollar; Euro/Dollar: 1,42; Bitcoin-Schwierigkeit: 1888787; ohne Einrechnung der Zunahme der Bitcoin-Schwierigkeit
mhash/s 296,5 514,3 681,9 1028,6 1363,8
Bitcoins/2Jahre 115 200 265 400 530
Einnahmen/2Jahre 1268$ 2199$ 2916$ 4398$ 5832$
Investition 470€ 620€ 850€ 960€ 1420€
Stromverbrauch 256W 341W 400W 632W 750W
Stromkosten/2Jahre
(25 Eurocent/kWh)
1095€ 1494€ 1752€ 2768€ 3285€
Gewinn/2Jahre
(25 Eurocent/kWh)
-512€ -354€ -260€ -304€ -115€
Stromkosten/2Jahre
(23 Eurocent/kWh)
1007€ 1374€ 1612€ 2547€ 3022€
Gewinn/2Jahre
(23 Eurocent/kWh)
-425€ -235€ -119€ -83€ 148€
Stromkosten/2Jahre
(21 Eurocent/kWh)
920€ 1255€ 1472€ 2325€ 2759€
Gewinn/2Jahre
(21 Eurocent/kWh)
-337€ -115€ 21€ 139€ 410€

Nur unter den besten deutschen Strompreisen sowie unter den gewählten optimistischen Bedingungen und ohne Berücksichtigung der ständig steigenden Bitcoin-Schwierigkeit kommt man auf gewisse Gewinne, welche aber angesichts der zwei Jahre Laufzeit und der hohen dafür notwendigen Investitionssummen dann auch nicht wieder besonders lohneswert erscheinen. Etwas anders sieht dies zu US-Strompreisen aus, diese liegen mit 8 bis 17 US-Cent/kWh doch deutlich unterhalb deutscher Strompreise und ermöglichen zumindest in unserer optimistischen Beispielrechnung durchaus eine Gewinnaussicht mit einem reinen Bitcoin-Rechner:

Zweijahresgewinn 8 US-Cent/kWh 11 US-Cent/kWh 14 US-Cent/kWh 17 US-Cent/kWh 21 Eurocent/kWh
reiner Bitcoin-Rechner mit günstigen (teilweise gebrauchten) Komponenten und 24h-Laufzeit allein für Bitcoin; Hardware-Armortisierung nach zwei Jahren (ein Drittel Gebrauchtwert); Strompreise: 8 US-Cent/kWh bis 21 Eurocent/kWh; Bitcoin: 11 Dollar; Euro/Dollar: 1,42; Bitcoin-Schwierigkeit: 1888787; ohne Einrechnung der Zunahme der Bitcoin-Schwierigkeit
Radeon HD 5870 336€ (477$) 243€ (346$) 151€ (214$) 58€ (83$) -337€ (-479$)
Dual Radeon HD 5870 893€ (1268$) 726€ (1031$) 560€ (795$) 393€ (558$) -319€ (-453$)
Triple Radeon HD 5870 1456€ (2068$) 1216€ (1726$) 975€ (1385$) 734€ (1043$) -294€ (-417$)
Radeon HD 6950 348€ (494$) 253€ (359$) 158€ (224$) 63€ (89$) -344€ (-488$)
Dual Radeon HD 6950 917€ (1302$) 745€ (1058$) 573€ (814$) 402€ (570$) -332€ (-472$)
Triple Radeon HD 6950 1492€ (2119$) 1244€ (1767$) 996€ (1414$) 747€ (1061$) -314€ (-446$)
Radeon HD 6950@6970 451€ (640$) 344€ (488$) 236€ (335$) 129€ (183$) -330€ (-468$)
Dual Radeon HD 6950@6970 1123€ (1594$) 927€ (1316$) 730€ (1037$) 534€ (759$) -304€ (-432$)
Triple Radeon HD 6950@6970 1801€ (2558$) 1516€ (2153$) 1231€ (1748$) 946€ (1344$) -272€ (-386$)
Radeon HD 5970 803€ (1140$) 677€ (961$) 551€ (782$) 424€ (603$) -115€ (-163$)
Dual Radeon HD 5970 1840€ (2613$) 1606€ (2281$) 1372€ (1949$) 1138€ (1616$) 139€ (197$)
Triple Radeon HD 5970 2871€ (4076$) 2529€ (3591$) 2187€ (3106$) 1846€ (2621$) 386€ (548$)
Radeon HD 6990 1098€ (1559$) 950€ (1348$) 802€ (1138$) 653€ (928$) 21€ (29$)
Dual Radeon HD 6990 2429€ (3450$) 2152€ (3056$) 1874€ (2661$) 1597€ (2267$) 410€ (583$)
Triple Radeon HD 6990 3741€ (5313$) 3334€ (4735$) 2927€ (4156$) 2520€ (3578$) 780€ (1108$)

Gut zu sehen ist, daß mit entsprechend niedrigem Strompreis Bitcoin-Mining in der Theorie einer Beispielrechnung unter optimistischen Annahmen durchaus gewinnbringend erscheint. Am besten geeignet sind dabei augenscheinlich diese Systeme mit möglichst vielen Grafikchips, weil bei diesen der Aufwand und die Stromkosten für das restliche PC-System relativ gesehen immer niedriger werden. Trotz ihres recht hohen Preises erzielt dabei die Dual/Triple Radeon HD 6990 das durchgehend beste Ergebnis, wobei die Dual/Triple Radeon HD 5970 diesem Ergebnis mit klar niedrigeren Investitionssummen ziemlich nahe kommt. Die Systeme mit gleich drei DualChip-Grafikkarten sind hier im übrigen in der Tat möglich – zwar sind gleich sechs Grafikchips unter Spielen nicht nutzbar, zum Bitcoin-Mining allerdings schon.

Doch bevor nun diejenigen, welche in Regionen mit niedrigen Strompreisen leben, sofort anfangen, entsprechende Hardware zu ordern, sei gesagt, daß das größe Problem in dieser Rechnung noch gar nicht enthalten ist – die ständig steigende Bitcoin-Schwierigkeit. Denn die Schwierigkeit, eine Bitcoin auszurechen, steigt unaufhörlich, so daß in Zukunft ein immer größerer Hardware-Einsatz vonnöten wird, um auf dieselbe Bitcoin-Ausbeute zu kommen. Zwischen Juli und August ging die Bitcoin-Schwierigkeit in drei Stufen um insgesamt 37 Prozent nach oben – sicherlich bedingt auch durch die Presseberichterstattung im Frühjahr und Sommer, welche Bitcoin viele neue Nutzer zugetrieben hat. Die Zunahme der Bitcoin-Schwierigkeit zerstört die vorstehende Beispielrechnung komplett, weil der Bitcoin-Ertrag somit in einem sehr kurzen Zeitraum erheblich abnimmt. Nachfolgend wurden einige Beispielrechnungen unter der idealen Bedingung eines Strompreises von nur 8 US-Cent/kWh und verschiedenen Zunahmen der Bitcoin-Schwierigkeit durchgeführt:

Zweijahresgewinn +5%/Monat +10%/Monat +20%/Monat +37%/Monat
reiner Bitcoin-Rechner mit günstigen (teilweise gebrauchten) Komponenten und 24h-Laufzeit allein für Bitcoin; Hardware-Armortisierung nach zwei Jahren (ein Drittel Gebrauchtwert); Strompreis: 8 US-Cent/kWh; Bitcoin: 11 Dollar; Euro/Dollar: 1,42; Bitcoin-Schwierigkeit: 1888787; mit Einrechnung der Zunahme der Bitcoin-Schwierigkeit
Radeon HD 5870 -31€ (-44$) -207€ (-294$) -358€ (-506$) -441€ (-626$)
Dual Radeon HD 5870 159€ (225$) -193€ (-274$) -492€ (-699$) -661€ (-938$)
Triple Radeon HD 5870 355€ (504$) -172€ (-244$) -621€ (-882$) -874€ (-1241$)
Radeon HD 6950 -30€ (-42$) -210€ (-299$) -364€ (-517$) -451€ (-640$)
Dual Radeon HD 6950 162€ (230$) -200€ (-283$) -508€ (-721$) -681€ (-967$)
Triple Radeon HD 6950 360€ (511$) -182€ (-259$) -645€ (-915$) -904€ (-1284$)
Radeon HD 6950@6970 18€ (25$) -190€ (-269$) -367€ (-520$) -466€ (-662$)
Dual Radeon HD 6950@6970 256€ (364$) -158€ (-225$) -512€ (-727$) -711€ (-1009$)
Triple Radeon HD 6950@6970 502€ (712$) -121€ (-171$) -651€ (-924$) -949€ (-1348$)
Radeon HD 5970 166€ (236$) -138€ (-196$) -398€ (-565$) -544€ (-773$)
Dual Radeon HD 5970 567€ (805$) -43€ (-60$) -562€ (-798$) -854€ (-1213$)
Triple Radeon HD 5970 961€ (1364$) 47€ (66$) -733€ (-1041$) -1171€ (-1663$)
Radeon HD 6990 254€ (360$) -150€ (-214$) -495€ (-703$) -689€ (-978$)
Dual Radeon HD 6990 741€ (1053$) -67€ (-95$) -756€ (-1073$) -1143€ (-1623$)
Triple Radeon HD 6990 1209€ (1717$) -3€ (-4$) -1036€ (-1472$) -1617€ (-2297$)

Die vorstehende Rechnung zeigt eindrucksvoll,daß selbst bei einem idealen Strompreis von nur 8 US-Cent/kWh nur unter der unrealistisch niedrigen Schwierigkeits-Zunahme von nur 5 Prozent im Monat ein Gewinn erwirtschaftbar ist. Die letzten Schwierigkeits-Zunahmen lagen allerdings am oberen Ende dieser vorstehenden Tabelle, d.h. es existiert keine Aussicht darauf, daß die Schwierigkeits-Zunahme irgendwann einmal so niedrig ausfallen könnte (nicht über 7 Prozent im Monat), auf daß sich das Bitcoin-Mining mit extra dafür aufgestellten Bitcoin-PCs lohnen würde. Auf der aktuellen Schwierigkeits-Zunahme von 37 Prozent pro Monat müsste der Bitcoin-Preis schon satte 40 Dollar betragen, damit einige Konfigurationen passable Gewinne machen können. Dabei sind noch wesentlich höhere Schwierigkeits-Zunahmen als 37 Prozent im Monat denkbar – das ganze Bitcoin-Berechnungssystem produziert schließlich zwangsläufig eine immer schneller steigende Zunahme der Bitcoin-Schwierigkeit.