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发布于 3周前 阅读数 4856

矿机的ASIC化以及数字货币的抗ASIC化

内容指导:上海挖易投资部朱高强

01矿机的分类矿机按照使用的集成电路分类,可以分为三种:显卡矿机,FPGA矿机和ASIC矿机。

显卡矿机:

现在以太坊挖矿主要使用这类矿机,使用通用计算机显卡作为核心运算器件。特点是算法灵活,只需要运行不同的挖矿软件就可以挖不同的数字货币。算力上不如其他两种矿机。
还有一个特点是残值高。比如即将要淘汰的474显卡,用来打游戏性能还是很不错的。
显卡矿机有很多种,比如根据厂商可以分为A卡和N卡,按照显卡机数量也分为6卡矿机和8卡矿机等。(点击查看:显卡矿机硬件详解)

矿机的ASIC化以及数字货币的抗ASIC化

图:显卡矿机

ASIC(Application Specific Integrated Circuit,专用集成电路)矿机,就是用ASIC作为核心运算器件的矿机。
优点是算力大,功耗算力比低;缺点是只能挖一种比灵活性比较差。比特币的矿机都属于这一类。
早期的比特币挖矿也是用显卡机,按照比特币设计的规则每天的产出是固定的,为了取得比其他人更多的优势逐渐发展为现在的矿机都是ASIC矿机。

ASIC的设计&生产

芯片设计→芯片验证→芯片制造→封装测试

1.芯片设计
前端设计:模拟电路和数字电路的设计
后端设计:将设计好的电路转化为芯片版图

2.芯片验证
前端验证:芯片在设计阶段,对芯片设计的逻辑,通过EDA工具软件进行验证及仿真,FPGA硬件验证。
后端验证:芯片制造好之后,对芯片实物进行各项功能的验证及测试。
芯片验证特别重要,因为流片一次需要花费几百万至上千万,因此全部验证后才能进行量产芯片。

3.芯片制造
将设计好的芯片版图发给流片厂进行加工制造。

4.封装测试
制造好的芯片,要进行各项测试(也是为了节约一定的成本),再封装成带管脚可焊接的芯片,最终焊接到电路上。
封装之后需要再进行一次测试。
FPGA(Field Programmable Gate Array,可编程逻辑阵列)矿机,就是用FPGA作为核心运算器件的矿机。
FPGA内部是门阵列,门是实现所有逻辑运算的基本单元。灵活性和算力介于ASIC和显卡矿机之间,这类矿机非常小众,需要投入时间和精力来挖一些没有ASIC矿机的小币种。

矿机的ASIC化以及数字货币的抗ASIC化

图:三类矿机对比

02BTC被ASIC攻陷

这主要是和计算方法有关系。比特币的计算公式:found_hash = sha256(previous_hash, merkle_root, nonce)

从原理上:左边是给定的结果,右边第一个参数是上一个区块的哈希值,第二个是要打包交易的哈希值,第三个是需要计算的哈希值。

如果能够在同一时间大量、重复的运算就可以在挖矿中取得极大的优势,因此这种计算公式极度适合ASIC。也导致了在ASIC进入挖矿市场后便迅速成为了BTC的主流挖矿硬件,彻底把家用CPU/GPU从BTC挖矿中挤出去。

(当然用显卡也可以挖比特币。按照当前币价,一张显卡挖一年的比特币收入为0.2元,而一年的电费要200多元)

03数字货币的抗ASIC

很多数字货币的团队不希望ASIC矿机来参与挖矿,比如LTC、ETH和XMR等。

LTC通过使用大量内存的scrypt算法,内存对于计算机和ASIC矿机来说,成本是一样的。虽然最后LTC矿机也被ASIC化,但是因为需要平衡算力和内存,ASIC矿机的算力远没有BTC矿机那么夸张。

ETH采用ethash算法,为了抵抗ASIC矿机,这个算法也是内存密集型算法。特点是挖矿的效率基本上和处理器的速度无关,而是和内存的带宽正相关。然后通过不停的升级算法,优化GPU效率,减小与ASIC矿机的算力差距。

XMR最初采用CryptoNight算法,该算法特点是需要用到2MB的cache支撑,所以CPU更有优势。但是最终还是被矿机厂商攻破,制造了100倍算力的ASIC矿机。为了排除ASIC矿机,XMR决定每年固定时间更改算法参数。

另外一种对抗ASIC的方法是混合各种不同的算法,然后根据时间,区块高度,交易记录等决定使用哪一种。这样就可以抵抗不能任意切换算法的ASIC。

04话题:有没有必要对抗ASIC?

支持对抗ASIC的人认为

·ASIC拉高了挖矿的门槛

·矿机厂商把持着算力,违背去中心化的精神

支持ASIC的人认为

·为了抗ASIC,定期升级算法风险巨大

·升级算法,排除ASIC矿机后,算力大降,网路容易被攻击

GPU矿场也有中心化问题

·去除ASIC,会导致厂商使用FPGA,不能彻底解决问题

本文链接:https://www.8btc.com/media/654528
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