بررسی ریگ‌ های ماینینگ رمزارز: CPU ،GPU تا ASIC

ریگ‌ های استخراج رمزارز به اشکال مختلف (از جمله CPU ،GPU ،ASIC ،FPGA و استخراج ابری) وجود دارند. که درجات مختلفی از قدرت هش و پاداش‌های استخراج را ارائه می‌کنند.

استخراج ارزهای دیجیتال در بستر بلاک چین، روشی برای کمک به ایمن‌سازی شبکه بلاک چین، در برابر حملات است. در حالی که در این میان نیز ماینرها، با دریافت پاداش، تشویق می‌شوند تا در ایمن‌سازی بلاکچین همکاری نمایند. برای درک بیشتر این مطلب، کلیک کنید.

راه‌اندازی فرآیند ماینینگ – که در زبان عامیانه به عنوان ریگ شناخته می‌شود – می‌تواند از نظر قیمت، اندازه، مقیاس، عملکرد و کارایی متفاوت باشد. به عنوان مثال، ریگ ماینینگ می‌تواند یک واحد پردازش مرکزی (CPU)، واحد پردازش گرافیکی (GPU)، تراشه‌های دیجیتالِ قابل برنامه ریزی (FPGA)، یا مدار مجتمع با کاربرد خاص (ASIC)، باشد.

برخی از مهم‌ترین فاکتورها هنگام راه‌اندازی استخراج، عبارتند از: قیمت، مصرف انرژی، سازگاری و نرخ هش. (هش ریت یا هش پاور، معیاری برای اندازه‌گیری عملکرد یک دستگاه ماینر است. به عبارت دیگر هش ریت، میزان سرعتی که یک ماینر، موفق به حل هش می‌شود تا پاداش دریافت کند را نشان می‌دهد). در زیر به چند مورد از مزایا و معایب ماینرهای مختلف رمزنگاری می‌پردازیم.

ریگ‌ ماینینگ در انواع، شکل‌ها و اندازه‌های مختلف:

استخراج رمزارز راهی برای کمک به ایمن‌سازی شبکه بلاک چین در برابر حملات و همچنین تشویق مالی استخراج کنندگان، برای کمک به ایمن‌سازی آن است. ماینر ارز دیجیتال، ریگ ماینینگ، ماینر بیت کوین، سخت‌افزار استخراج، اینها تنها برخی از نام‌های مدارها، پردازنده‌ها و سخت‌افزارهای رایانه‌ای هستند که برای استخراج ارزهای دیجیتال استفاده می‌شوند.

برخی از ریگ‌های استخراج به منظور خاصی ساخته شده‌اند. ریگ‌های همه‌منظوره (بسیار شبیه رایانه شخصی شما) می‌توانند شما را قادر سازند تا در استخراج ارزهای دیجیتال شرکت داشته باشید. ماینرهای ارزهای دیجیتال در بلاک‌ چین‌هایی استفاده می‌شوند که از الگوریتم اثبات کار (PoW) پیروی می‌کنند. PoW نوعی مکانیزمِ اجماع و مورد استفاده برای پردازش ایمن و تأیید تراکنش‌ها است که مانع از هزینه‌های مضاعف و سایر حملات، به بلاکچین می‌شود.

بلاکچین هایی با مکانیزم PoW:

شناخته شده‌ترین بلاکچین با مکانیزم PoW، بیتکوین است. اگرچه سایر شبکه‌های تاسیس شده مانند اتریوم ۱.۰ نیز در این دسته قرار می‌گیرند. در این مقاله، ابزارهای مختلف برای استخراج رمزارزها را بررسی خواهیم کرد: شامل استفاده از مدارهای همه منظوره تا سخت‌افزارهای استخراج سفارشی.

ماینرهای رمزارز، معمولاً بیش از هر چیز به دو مورد توجه دارند: نرخ هش (هش ریت) و مصرف انرژی. نرخ هش بر حسب هش در ثانیه (h/s) اندازه‌گیری می‌شود و با میزانِ احتمالِ حل کردن معادلاتِ رمزنگاری، برای دریافت بلاک یا پاداشِ استخراج، مرتبط است.

ماینرها همچنین تمایل دارند به میزان برق مصرفی ریگِ ماینینگ، از جمله مصرف کلی انرژی و کارایی آنها از نظر هش در هر کیلووات ساعت توجه کنند. بدون قدرت هش و بهره وری انرژی کافی، یک ماینر، سودآور نخواهد بود. و ممکن است در واقع هزینه برق بیشتری نسبت به هر پاداش استخراجی که در ازای آن دریافت می‌کنید، داشته باشد.

در حالی که برخی از ماینرها صرفا برای حمایت از امنیت شبکه و ماموریت گسترده‌تر شبکه‌های غیرمتمرکز، فرآیند استخراج را انجام می‌دهند. اکثر ماینرهای رمزارز، برای کسب سود، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

۱) آیا استخراج با CPU، هنوز هم مناسب است؟

فرآیند استخراج ارز دیجیتال با CPU، از یک واحد پردازش مرکزی به نام (CPU) استفاده می‌کند. CPUها را می‌توان در سخت افزارهای روزمره مانند لپ تاپ‌ها و رایانه‌ها (pcها)، یافت.

در همان روزهای اولیه استخراجِ بیت کوین (BTC)، استخراج کنندگانِ BTC، با موفقیت بلاک‌ها را با پردازنده‌های لپ تاپ و رایانه‌های رومیزی خود استخراج می‌کردند. این امکان‌پذیر بود زیرا در آن زمان ماینرهای بسیار کمی وجود داشت و بنابراین در زمانی که شبکه بیت کوین در مراحل اولیه خود قرارداشت، نرخ هشِ کلی، بسیار کمتر بود.

و در نتیجه، رقابتِ کمتر به معنای نرخ موفقیتِ بیشتر در استخراج است. با افزایش محبوبیت بیت کوین، رقابت نیز افزایش یافت، که استخراج بیت کوین با CPUهای در دسترس را تا حد زیادی منسوخ و سخت کرد.

کدام بلاک چین‌ها برای استخراج با CPU مناسب اند؟

برخی از بلاک چین‌ها نیز هستند که به گونه‌ای طراحی شده‌اند که برای استخراج با CPU مناسب باشند. از جمله Bytecoin ، Zcash و Monero. دلیل اصلیِ این نوع طراحی، این است که به ماینرهای  عادی اجازه دهیم تا بتوانند به طور سودآور با ماینرهای سازمانی در مقیاس بزرگ، که بر استخراج در دیگر بلاک چین‌های اصلی تسلط یافته اند، رقابت کنند.

همچنین این امر، علاوه بر عادلانه‌تر بودن، تضمین می‌کند که اینگونه پروژه ها، غیرمتمرکز بودنِ استخراج را حفظ می‌کنند. همانطور که گفته شد، ماینینگ با CPU برای استخراج بیت کوین و بسیاری از بلاک چین‌های PoW، در گذشته، مناسب بوده است.

در حجم‌های بزرگترِ استخراج، ماینرهای CPU نمی‌توانند از برق، به همان اندازه‌ی کارآمد استفاده کنند و قدرت هش آن‌ها نمی‌تواند با سایر ابزارهای ماینینگ رقابت نماید.

استخراج با تراشه‌های CPU، بر حسب کیلوهش در ثانیه (kh/s) اندازه‌گیری می‌شود که هر kh برابر با ۱۰۰۰ هش است. اکثرا، بهترین CPUها به ۸-۲۰ kh/s دست می‌یابند و تنها تعداد کمی (تا سال ۲۰۲۱) از آستانه ۲۰ kh/s فراتر می‌روند. این اعداد در

مقایسه با قدرتِ دیگر انواع ریگ‌های ماینینگ، بسیار کم است.

۲) ماینینگ با GPU کار را به دست می‌گیرد:

با افزایش علاقه به استخراج رمزارزها، تعداد ماینرها  و در نتیجه رقابت برای پاداشِ استخراج نیز افزایش یافته است. در نتیجه‌ی این چرخه، اکثر ماینرهای ارزهای دیجیتال، که ارزش بالایی دارند، دیگر از پردازنده‌ها استفاده نکرده و شروع به استفاده از واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) کرده‌اند.

زیرا این سیستم‌ها برای استخراج، کارآمدتر هستند و نرخ هش بسیار بهتری نسبت به CPUها دارند. اولین نرم‌افزار نیز برای استخراج با GPU، در سال ۲۰۱۰ منتشر شد. در حالی که نرخ هش CPU بر حسب kh/s اندازه گیری می‌شود، نرخ هش GPU، با مگا هش در ثانیه (mh/s) اندازه گیری می‌شود. که هر ۱۰۰۰ کیلوهش برابر با یک مگا هش می‌باشد (یک میلیون هش).

عملکرد GPUها بر اساس سن و قیمت‌شان متفاوت است. اما بسیاری از GPUهای مدرن بیش از ۱۰ mh/s کار می‌کنند. عملکرد برخی از بهترین GPUها نیز به ۶۰ mh/s می‌رسد (از سال ۲۰۲۱). با این اوصاف، یک ماینرِ GPU، با سرعت ۴۰ میلی‌ساعت بر ثانیه، ۲۰۰۰ برابر بیشتر از یک ماینر CPU، با سرعت ۲۰ کیلو بر ثانیه، قدرتِ هش دارد.

چرا ماینرهای GPU محبوب شدند؟

ماینرهای GPU به این معیارها دسترسی دارند. زیرا می‌توانند عملیات بسیار بیشتری را به موازات یک CPU پردازش کنند. علاوه بر این، بسیاری از ماینرها ریگ‌های ماینینگ را تشکیل می‌دهند. که هر کدام دارای ۶ تا ۱۲ پردازنده گرافیکی هستند که قدرت هش آن‌ها را چند برابر می‌کند.

برخی از علاقه مندان به استخراجِ رمزارز، چندین ریگ ماینینگ با چند GPU در حال اجرا دارند. یا حتی در برخی موارد، ۲۴ تا ۴۸ ریگِ GPU، بصورت همزمان فعالند. علاوه بر اینکه GPUها بسیار سریع‌تر و کارآمدتر از CPUها هستند، از انعطاف‌پذیری خاصی نیز برخوردارند. تا بتوانند انواع سکه‌ها را با الگوریتم‌های ماینینگِ متمایز، در بلاک‌چین‌های مختلف، استخراج کنند.

سکه‌های زیادی برای استخراج با پردازنده‌های گرافیکی موجود هستند و اتر (ETH) یکی از محبوب‌ترینِ آن‌ها در سال ۲۰۲۱ است. با این حال، با انتقال اتریوم به اثبات سهام (PoS)، این ماینرها ممکن است مجبور شوند ارز دیگری را جایگزین کنند.

در حالی که استخراج بیت‌کوین با GPU به سرعت جایگزین استخراج با CPU شد، سلطه ماینینگ آن نیز نسبتاً کوتاه بود. تا سال ۲۰۱۵، که ماینینگ بیت کوین تحت سلطه نوع جدیدی از سخت افزارها به نام ماینرهای ASIC قرار گرفت.

۳) حالا ماینرهای ASIC بیت کوین را تصاحب می‌کنند:

ماینرهای ASIC که مخفف «مدارهای مجتمع با کاربرد خاص» است، برای انجامِ تنها یک کار طراحی شده‌اند و آن استخراج ارز دیجیتال است.

اولین ماینر ASIC در سال ۲۰۱۲ ساخته شد و حدود ۲۰۰ برابر قدرتمندتر از ماینرهای استانداردِ GPU، در آن زمان بود. قدرت محاسباتی GPU بر حسب mh/s اندازه‌گیری می‌شود. در حالی که قدرت استخراج ASIC معمولاً بر حسب تراهش در ثانیه (th/s) اندازه‌گیری می‌شود که یک تراهش برابر با ۱۰۰۰ مگا هش (یک تریلیون هش) است.

از سال ۲۰۲۱، ماینرهای برتر ASIC می‌توانند ۹۰-۱۰۰ th/s را محاسبه کنند که این میزان بسیار بیشتر از، ماینرهای GPU است. با این حال، ماینرهای ASIC نقاط ضعفی نیز دارند که مانع از تسلط آن‌ها بر کلِ بخش استخراجِ رمزارزها شده است. اَسیک ماینرها گران هستند و قیمت آن‌ها معمولاً از ۲۰۰۰ تا ۱۵۰۰۰ دلار متغیر است.

این هزینه‌ی قابل توجهی است و تا زمانی که هزینه‌های آن با درآمدش، سر به سر شود، به مدتی زمان نیاز دارد. (و حتی رسیدن به آن نقطه نیز تضمین نشده است).

مزایا و معایب ریگ‌های استخراج ASIC:

با مقیاس‌های مختلف، هزینه‌های برق و مشکلات شبکه، خرید ماینرهای ASIC، هم می‌تواند بسیار سودآور باشد و هم بسیار پرهزینه. در واقع، تعداد زیادی از عملیات استخراج با ASIC باید اجرا شود تا رقابت ایجاد گردد. (با انبارهایی که با صدها یا هزاران ASIC پر شده باشد).

علاوه بر این، حتی نوسانات خود بازار ارزهای دیجیتال می‌تواند بر سوددهی استخراج، تأثیر بگذارد. زیرا این سکه‌های استخراج‌شده می‌توانند به طور قابل‌توجهی در قیمت نوسان داشته باشند. بنابراین بر شرایطِ سودآوری ریگ‌های استخراج و انبارهای پرهزینه‌ی ASIC، تأثیر می‌گذارند.

با این حال، سازندگان ماینرهای ASIC، آن‌ها را برای Litecoin (LTC) و سایر بلاک چین‌هایی که از همان الگوریتمِ Scrypt استفاده می‌کنند، منتشر کرده‌اند.

۴) آیا ماینرهای FPGA از بهترین ریگ‌ ماینینگ هستند؟

ماینرهای FPGA که مخففِ بلوک‌های قابل برنامه‌ریزی هستند، اغلب سریع‌تر و کارآمدتر از GPUها برای اکثر الگوریتم‌های استخراج کار می‌کنند. در حالی که تواناییِ کانفیگ (پیکربندی) مجدد خود را برای استخراج طیف گسترده‌ای از سکه‌ها حفظ می‌کنند. (کاری که اکثر ماینرهای ASIC نمی‌توانند انجام دهند).

به همین دلیل، برخی از استخراج کنندگان، راه‌اندازی FPGA را بهترین گزینه برای ماینینگ می‌دانند. زیرا FPGAها می‌توانند قدرت هش قوی را همراه با انعطاف‌پذیری برای استخراجِ چندین نوع سکه یا الگوریتم‌های متفاوت، هماهنگ کنند.

ماینرهای FPGA «قابل برنامه ریزی در زمینه» نامیده می‌شوند. زیرا می‌توان آن‌ها را پس از تحویل به مشتری، برنامه ریزی کرد یا «در زمینه‌ای خاص» تغییر داد. «واژه‌ی G مخففِ Gate» به گیت‌های منطقی اشاره دارد. که می‌توانند برای یک هدف خاص برنامه ریزی و بهینه شوند (مانند استخراج رمزارزها).

بسته به ماینر FPGA و کوینی که استخراج می‌کنند، عملکرد آن‌ها می‌تواند بسیار متفاوت باشد. از چند ۱۰۰ کیلو در ثانیه تا بیش از ۲۰ گیگا هش در ثانیه (gh/s). هر گیگاهش معادل یک میلیارد هش است.

هزینه‌ی ماینرهای FPGA نیز طیف گسترده‌ای دارد. حدودا قیمت‌ها می‌تواند از ۲۰۰ تا ۶۰۰۰ دلار باشد. یکی از نقاط ضعف استخراج با FPGA، این است که راه‌اندازی آن معمولاً به اندازه برخی دیگر از ابزارهای استخراج، کاربرپسند نیست.

شاید لازم باشد گیت و نرم‌افزار را خودتان طراحی کنید. همچنین می‌توانید الگوریتم استخراج بیت‌استریم یا FPGA را دانلود کنید. که فرآیند راه‌اندازی را ساده‌تر می‌کند. اما یک جریان کوچک از FPGA ممکن است مبلغی را دریافت کند که به اندازه ۸٪ از سودِ مکررِ شما هزینه داشته باشد.

برای مطالعه‌ی مقاله‌ی استخراج ابری، که نیاز به ریگ برای ماینینگ ندارد نیز، کلیک کنید.

منبع: gemini.com