ما هو التعدين ولماذا التعدين على بطاقات الفيديو

ما هو التعدين؟ لماذا في الغالبية العظمى من الحالات ، تكون بطاقات الفيديو أكثر ملاءمة لتعدين العملات المشفرة من وحدة المعالجة المركزية؟ لماذا اسيكس جيد جدا؟ في هذا المنشور ، حاولت بلغة مفهومة أن أتحدث عن أساسيات الجانب الفني للتعدين.

لفهم الصورة العامة ، يتم إعطاء المعلومات في شكل مبسط ، يتم حذف بعض التفاصيل.

ما هو التعدين؟

لنأخذ Bitcoin blockchain كمثال. لتبسيطها قدر الإمكان ، تهدف قوة الحوسبة لأجهزة كمبيوتر التعدين إلى تشفير عمليات نقل البيتكوين من محفظة إلى أخرى.

كيف تبدو؟

افترض أن ساتوشي بوترين أرسل 1 بيتكوين من محفظته إلى محفظة فيتاليك ناكاموتو. وفقًا لجوهر blockchain ، تحتاج إلى تشفير المعلومات التي تحتوي على عناوين محافظ Satoshi و Vitalik ، بالإضافة إلى عدد البيتكوين المنقولة. هنا تدخل معدات التعدين - فهو بحاجة إلى العثور على خيار التشفير الصحيح.

وفقًا لخوارزمية التجزئة SHA-256 ، التي بنيت عليها بلوكتشين Bitcoin ، تحتاج إلى القيام بذلك بطريقة محددة بدقة. على سبيل المثال ، تعليمات الخوارزمية لتشفير المعلومات بحيث تكون نهاية السلسلة المشفرة صفر. يأتي مطلب مماثل من مطوري العملة المشفرة - فهم يحتاجون إلى تشفير برمز معين من أجل زيادة مقاومة التشقق.

يبدأ الحديد في العمل - لحل هذه المشكلة الرياضية بطريقة الاختيار. تتحول المعلومات "محفظة Satoshi Buterin --- --- 1 BTC ---> Vitalik Nakamoto" إلى سلسلة مشفرة مثل "dh523456l29e4f6ab42d99c81156d3a17228d6e1eef4139be78dgw5jh63f2348". ولكن في هذا الخيار ، لا يوجد صفر في النهاية. ثم يبدأ الجهاز في اختيار خيار تشفير جديد ، بإضافة رمز إلى المعلومات التي لا تغير معناها.


بمجرد العثور على المجموعة الضرورية من التشفير ، يتم كتابتها إلى قاعدة البيانات (blockchain) ، وبشكل أكثر تحديدًا ، إلى قطعة صغيرة من قاعدة البيانات هذه ، والتي تسمى كتلة.


قرر مطورو Bitcoin blockchain أن الحجم الأقصى للكتلة لا يمكن أن يتجاوز ~ 1 ميجا بايت. ولكي يتم اعتبار الكتلة مشكلة ، يجب ملؤها بسجلات المعاملات المشفرة. بمجرد تشكيل الكتلة ، تقوم blockchain تلقائيًا بإنشاء معاملة إصدار لعملة البيتكوين من أجل مكافأة عامل المنجم على عمله.

ولكن لا تعتقد أنه يمكنك فقط أن تأخذ وتصنف بهدوء من خلال ألف مجموعة ، وتجد المجموعة الصحيحة. يمكن لأكثر من عشرة أو حتى أكثر من مائة قدرة "العمل" في مهمة واحدة. ومن سيكون الأول ، "ذلك والنعال". اتضح أنه كلما زادت قوة الحوسبة لديك ، زادت فرصة أن تكون أول من يجد خيار التشفير الصحيح.

ولكن يمكن لرجل مناجم واحد أن يشكل كتلة منفصلة على جهاز الكمبيوتر الخاص به لفترة طويلة جدًا. من غير المحتمل أن يكون أي شخص سعيدًا باحتمال التعدين لعدة سنوات دون انقطاع ، وتشكيل كتلة واحدة ، ثم تلقي 12.5 بيتكوين كمكافأة عليها (هذا هو عدد البيتكوين الذي يتم إصداره الآن لتشكيل كتلة جديدة). لذلك ، يجمع الناس قوتهم في المسابح. في هذه الحالة ، تخصص شبكة Bitcoin مكافأة للكتل المشكلة ليس لعمال تعدين فرديين ، ولكن لتجمع. يوزع المجمع ، بدوره ، المكافآت على عمال المناجم الأفراد ، وفقًا للوقت المستغرق والقوة (بدون العمولة).

لماذا بطاقات الفيديو ، وليس وحدة المعالجة المركزية؟

تختلف بنية معالج الرسومات ووحدة المعالجة المركزية (CPU) اختلافًا كبيرًا. تتكون وحدات المعالجة المركزية الحديثة من 4-8 نوى - وهذا يجعلها مناسبة لحل المهام الكبيرة والمعقدة. بالإضافة إلى ذلك ، باستخدام هذه البنية ، يمكنهم التبديل بسرعة من مهمة إلى أخرى.

وتم إنشاء معالجات الرسومات من أجل حل عدد كبير من المهام الصغيرة والبسيطة. لذلك ، لا تتكون من زوج من النوى الكبيرة ، ولكن من آلاف النوى الصغيرة. في هذا النموذج ، من الأنسب لهم معالجة ملايين البيكسلات والمضلعات. لكن أداء المهام المعقدة ، بالإضافة إلى التبديل من واحد إلى آخر ، أمر صعب للغاية بالنسبة لوحدة معالجة الرسومات.


سعى مبدعو بطاقات الفيديو في البداية إلى تحسين الصورة ومعالجتها في ألعاب الكمبيوتر. ومن المؤكد أنهم لم يتوقعوا أن تكون بنية مماثلة لوحدات معالجة الرسومات الخاصة بهم هي الأنسب للتعدين.

بعد كل شيء ، ما هو التعدين؟ هذا عبارة عن تعداد لمئات الآلاف من المجموعات المختلفة للتشفير ، تختلف في الجوهر بواسطة شخصية واحدة فقط. يمكن لآلاف نوى GPU التعامل مع هذا العمل البسيط والبسيط بشكل أسرع بكثير من 4-8 نواة وحدة معالجة مركزية ذكية ولكنها صغيرة.

للمقارنة: تقوم وحدة المعالجة المركزية الأساسية بمعالجة ثمانية تعليمات 32 بت لكل ساعة (AVX). ويعالج معالج بطاقة الرسومات Radeon HD 5970 3200 تعليمات 32 بت لكل دورة.

ولكن هناك أجهزة يكون التعدين فيها أسرع - يطلق عليها ASIC.

ASIC

ترجمة من الإنجليزية ، تعني الدائرة المتكاملة الخاصة بالتطبيقات "دائرة متكاملة ذات أغراض خاصة". هذه معدات مصنوعة لحل مشكلة محددة بدقة. إذا تحدثنا عن ASIC للتعدين ، فعندئذ في جوهرها "الكل في واحد": وحدة تزويد الطاقة ، وجهاز تبريد ولوحة صغيرة توجد عليها وحدات المعالجة المركزية ، ROMs ، RAM وكتل أخرى. وإذا لم تكن بطاقات الفيديو قد تم إنشاؤها في الأصل للتعدين ، فسيتم "شحذ" هذه الأجهزة بدقة لهذه المهمة.

خذ ، على سبيل المثال ، بطاقة الرسومات AMD Radeon RX 580 ، والتي تحظى بشعبية لدى عمال مناجم البيتكوين ، والتي تكلف حوالي 26000 روبل ، وقوتها التعدينية هي 1.5 غيغا / ثانية. وضعنا ASIC AntMiner R4 ضده: بتكلفة ~ 100000 ص. سعتها 8.7 TH / s. الفرق واضح.


Antminer r4

علاوة على ذلك ، يقوم مصنعو تعدين ASICs بإنشائها لاستخراج عملة مشفرة معينة. يختارون المكونات ويهيئون البرامج في ASIC بطريقة تتوافق بشكل أفضل مع حل المشكلات وفقًا للخوارزمية المحددة التي يتم بناء عملة مشفرة معينة عليها (على سبيل المثال ، SHA-256 لتعدين بيتكوين). هذا ، من الناحية النظرية ، يمكن استخدام أسيك للبيتكوين لتعدين عملة رقمية أخرى ، لكن أداءها في هذه الحالة لن يكون مثيرًا للإعجاب.

ولكن إذا كان بإمكانك بعد ذلك توصيل بطاقة الفيديو بالكمبيوتر وتشغيل الألعاب المختلفة معها ، فلا يمكنك القيام بذلك باستخدام ASIC - حيث تقوم بتثبيت أنظمة تشغيل مبسطة للغاية عليها ، وقد تم تصميم قدراتها خصيصًا لتعدين العملات المشفرة.

الملخص

قدمنا ​​التعدين على مثال البيتكوين في شكل مبسط وحاولنا شرحه بأكثر طريقة يمكن فهمها. وتجدر الإشارة إلى أنه بالنسبة للعملات المشفرة المختلفة ، فإن بطاقات الفيديو من الشركات المصنعة المختلفة أكثر ملاءمة: واحد يناسب Nvidia أكثر ، و AMD ستكون أفضل حل للآخر. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن العملات المشفرة مبنية على خوارزميات مختلفة: بطاقة الفيديو التي تكون ميزات تصميمها الأنسب لكل واحدة محددة هي الأفضل.