
Việc khai thác Bitcoin bắt đầu khi Bitcoin ra mắt vào năm 2009. Thời kỳ đầu, thợ đào sử dụng CPU (Bộ xử lý trung tâm) của máy tính phổ thông. Khi đó, mạng lưới Bitcoin chỉ có rất ít người tham gia và độ khó đào còn thấp, nên cá nhân có thể đào Bitcoin thành công bằng máy tính cá nhân.
Đào bằng CPU đơn giản và dễ tiếp cận. Ai cũng có thể tham gia đào bằng chính tài nguyên tính toán sẵn có—không cần thiết bị chuyên dụng. Điều này giúp nhiều người tiên phong tham gia mạng lưới Bitcoin. Tuy nhiên, CPU có giới hạn về năng lực xử lý, dẫn đến tốc độ băm thấp.
Từ năm 2010 đến 2011, hoạt động đào Bitcoin chuyển sang một giai đoạn mới. GPU (Bộ xử lý đồ họa) xuất hiện, cải thiện hiệu suất vượt trội. Dù vốn dành cho xử lý đồ họa, GPU lại rất phù hợp để đào Bitcoin nhờ khả năng tính toán song song.
Laszlo Hanyecz là người mở đường cho đào GPU. Ông nổi tiếng với việc mua hai chiếc pizza bằng 10.000 Bitcoin ngày 22 tháng 05 năm 2010, đồng thời đóng vai trò quan trọng phát triển và phổ biến công nghệ đào bằng GPU. GPU có tốc độ đào nhanh hơn CPU từ hàng chục đến hàng trăm lần, giúp khai thác hiệu quả hơn. Sự đổi mới này thu hút thêm nhiều thợ đào và đẩy mạnh sự phát triển của hệ sinh thái Bitcoin.
Từ năm 2011 đến 2012, các thợ đào bắt đầu sử dụng FPGA (Mạch tích hợp lập trình được). FPGA là các vi mạch có thể lập trình để tối ưu hóa các tác vụ cụ thể. Đối với đào Bitcoin, chúng có thể lập trình để tính toán băm, mang lại hiệu quả vượt trội so với GPU.
Điểm mạnh của đào FPGA là tỷ lệ băm trên mỗi watt điện tiêu thụ cao hơn. So với GPU, FPGA thực hiện được nhiều phép tính hơn với cùng mức điện năng, giúp tăng lợi nhuận. Tuy nhiên, FPGA đòi hỏi kiến thức và kỹ năng lập trình chuyên sâu, nên đa số thợ đào khó tiếp cận và chỉ được sử dụng ở mức hạn chế. Tuy vậy, giai đoạn này đã mở đường cho thế hệ tiếp theo: máy đào ASIC.
Năm 2012 là bước ngoặt của ngành đào Bitcoin. Máy đào ASIC (Mạch tích hợp chuyên dụng) đã làm thay đổi hoàn toàn ngành này. ASIC là phần cứng chuyên biệt dành riêng cho đào Bitcoin, mang đến hiệu suất vượt trội.
Máy đào ASIC rất chuyên biệt và hiệu quả. Chúng được tối ưu cho thuật toán SHA-256 của Bitcoin, đạt tốc độ băm cao hơn CPU hoặc GPU từ hàng nghìn đến hàng chục nghìn lần. ASIC còn tiết kiệm điện năng hơn nhiều, giúp tăng lợi nhuận khai thác đáng kể.
ASIC xuất hiện đã chuyển hoạt động đào từ cá nhân sang quy mô lớn. Máy đào ASIC hiệu suất cao có giá cao và tiêu thụ điện lớn, nên quy mô là yếu tố quyết định. Điều này dẫn đến ngành đào chuyên môn hóa, tập trung, hình thành nền tảng cho lĩnh vực khai thác ngày nay.
Từ năm 2013, pool đào và các cụm máy đào đã chiếm lĩnh ngành đào Bitcoin. Pool đào cho phép nhiều thợ đào hợp lực tài nguyên tính toán, chia sẻ phần thưởng khối. Cách làm này giúp thợ đào cá nhân có nguồn thu nhập ổn định.
Ưu điểm chính của pool đào là tăng khả năng thành công. Đào đơn lẻ khả năng tìm khối rất thấp, thu nhập không ổn định. Tham gia pool giúp nhận phần thưởng ổn định theo tỷ lệ đóng góp. Nhờ đó, thợ đào nhỏ vẫn có thể tham gia mạng lưới Bitcoin.
Hiện nay, các trang trại đào quy mô lớn hoạt động khắp toàn cầu, với hàng nghìn đến hàng chục nghìn máy ASIC vận hành đồng thời. Các cơ sở này tập trung ở vùng có điện giá rẻ, sử dụng quản lý tiên tiến như tối ưu hóa làm mát và cấp điện. Đào Bitcoin tiếp tục phát triển nhờ đổi mới công nghệ, đóng vai trò thiết yếu bảo vệ bảo mật và tính phi tập trung của mạng blockchain.
Phần cứng đào phát triển theo độ khó tăng của việc khai thác. Giai đoạn CPU kém hiệu quả; GPU cải thiện hiệu suất nhưng tiêu thụ điện nhiều hơn. Giai đoạn ASIC với phần cứng chuyên dụng đạt hiệu quả tối đa. Hiện nay chỉ ASIC mới có lời—đào bằng CPU, GPU đều lỗ vì chi phí điện.
Máy đào ASIC thiết kế riêng cho thuật toán, mang lại tốc độ xử lý cao và tiêu thụ điện thấp hơn GPU rất nhiều. Sự chuyên biệt này tăng lợi nhuận, giảm chi phí vận hành, khiến ASIC trở thành lựa chọn số một để đào Bitcoin.
Từ năm 2024, đào Bitcoin bằng máy tính cá nhân không còn hiệu quả—lợi nhuận thấp hơn chi phí. Lợi nhuận ròng = giá coin × phần thưởng đào − (chi phí điện + thiết bị + bảo trì). Khi chi phí vượt doanh thu, đào không có lời, chỉ các trang trại đào chuyên nghiệp mới sinh lời.
Công nghệ ASIC vẫn tiếp tục phát triển, nâng cao hiệu suất năng lượng và năng lực xử lý. Tương lai có thể xuất hiện phần cứng như máy tính lượng tử, công nghệ quang tử, nhưng vẫn còn nhiều thách thức về quy định và chi phí.
Hoạt động đào Bitcoin tiêu thụ lượng điện rất lớn, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường. Ngành đào đang tích cực phát triển giải pháp tiết kiệm điện, như sử dụng năng lượng tái tạo và tăng hiệu suất máy ASIC.











