استخراج ارز رمزنگاری به معنای تایید تراکنش ها و افزودن آنها به دفتر کل بلاک چین است که این کار از طریق حل مسائل پیچیده ریاضی انجام می شود. در روزهای ابتدایی معرفی ارز رمزنگاری، استخراج با استفاده از واحد پردازش مرکزی یا CPU امکان پذیر بود.
اما با افزایش سختی استخراج، واحدهای پردازش گرافیکی یا GPUها به دلیل قابلیت های پردازش بالاتر محبوبیت بیشتری پیدا کردند. این مطلب اهمیت انتخاب بهترین پردازنده های گرافیکی برای استخراج ارزهای رمزنگاری، مزایای استفاده از آنها برای پردازش موازی و تفاوت آنها با واحدهای پردازش مرکزی را بررسی می کند.
واحد پردازش گرافیکی چیست؟
واحد پردازش گرافیکی ( به انگلیسی: Graphics Processing Unit ) یا به اختصار GPU ابزاری اختصاصی برای رندر گرفتن تصاویر ( پردازش و خروجی گرفتن) در سیستم های کامپیوتری است. در واقع، واحد پردازش گرافیکی مانند واحد پردازش مرکزی است، با این تفاوت که وظیفه اصلی آن پردازش اطلاعات مرتبط با تصاویر است.
واحدهای پردازش گرافیکی معمولا برای رندر کردن گرافیک های سه بعدی در بازی های ویدیویی و سایر برنامه هایی که به تصاویری با کیفیت بالا نیاز دارند، استفاده می شوند. توانایی این واحدها در پردازش مقادیر زیادی داده به طور همزمان، آنها را به گزینه ای ایده آل برای استخراج ارزهای رمزنگاری تبدیل می کند.
تفاوت GPU با CPU
واحدهای پردازش مرکزی یا CPUها برای انجام وظایف چند منظوره مانند اجرای سیستم عامل، اجرای اپلیکیشن ها و مدیریت منابع سیستم طراحی شده اند. واحدهای پردازش مرکزی معمولا دارای تعداد کمی هسته با کارایی بالا هستند که می توانند طیف وسیعی از دستورالعمل ها را اجرا کنند.
در واقع، واحد پردازش مرکزی مغز کامپیوتر محسوب می شود که می تواند انواع عملیات پردازش داده را انجام دهد و عملکرد کلیه قسمت های کامپیوتر را کنترل کند.
واحدهای پردازش گرافیکی یا GPU ها پردازنده های تخصصی هستند که در پردازش موازی برتری دارند، به همین دلیل می توانند چندین وظیفه را به طور همزمان انجام دهند. پردازنده های گرافیکی از هزاران هسته کوچک تر تشکیل شده اند که با هم کار می کنند تا حجم زیادی از داده را پردازش کنند.
در حالی که یک هسته GPU قدرت کمتری نسبت به یک هسته CPU دارد، تعداد زیاد هسته های GPU به آنها اجازه می دهد در وظایفی که نیاز به پردازش موازی دارند (مانند استخراج ارزهای رمزنگاری) بهتر از CPUها عمل کنند.
مزایای واحدهای پردازش گرافیکی در پردازش موازی
واحدهای پردازش گرافیکی در مقایسه با واحدهای پردازش مرکزی دارای مزایای زیادی در پردازش موازی هستند:
افزایش قدرت پردازش: واحدهای پردازش گرافیکی می توانند تعداد زیادی از محاسبات را به طور همزمان انجام دهند که این منجر به زمان پردازش سریع تر برای کارهای پر داده می شود.
صرفه جویی انرژی: واحدهای پردازش گرافیکی اغلب عملکرد بهتری را در هر وات نسبت به واحدهای پردازش مرکزی دارند، به همین دلیل آنها برای استخراج ارز رمزنگاری مقرون به صرفه تر هستند.
چند منظوره بودن: واحدهای پردازش گرافیکی را می توان برای کارهای مختلفی از جمله بازی، رندر ویدیو و هوش مصنوعی استفاده کرد.
الگوریتم های استخراج ارزهای رمزنگاری
ارزهای رمزنگاری مختلف از الگوریتم های استخراج مختلف برای ایمن سازی شبکه های خود استفاده می کنند که برخی از رایج ترین آنها به شرح زیر هستند.
اثبات کار (PoW): این الگوریتم ماینرها را ملزم می کند تا برای تایید تراکنش ها و افزودن آنها به بلاک چین، مسائل پیچیده ریاضی را حل کنند. حل این مسائل و معادلات بسیار دشوار است، اما در صورتی که حل شود، تراکنش ها را می توان به سرعت بررسی کرد.
بنابراین زمانی که یک استخراج کننده راه حل یک بلاک جدید را پیدا کند، می تواند آن بلاک را به شبکه منتقل نماید. سپس سایر استخراج کنندگان این راه حل را بررسی کرده و تایید می کنند و در نهایت بلاک تایید خواهد شد. بیت کوین بارزترین نمونه ارز رمزنگاری مبتنی بر اثبات کار است.
الگوریتم اثبات کار یا PoW چیست و چگونه کار می کند؟
بیت کوین چیست؟ آموزش کامل بیت کوین
اثبات سهام (PoS): در ارزهای رمزنگاری مبتنی بر اثبات سهام، اعتبار سنج ها براساس مقدار ارزی که دارند و مایلند آنها را استیکینگ کنند، انتخاب می شوند. اعتبارسنج ها تراکنش ها را تایید و بلاک ها را تولید می کنند و در ازای آن پاداش می گیرند. اتریوم یکی از محبوب ترین ارزهای رمزنگاری اثبات سهام است.
الگوریتم اثبات سهام یا PoS چیست؟
اثبات سهام نیابتی یا واگذارشده (DPoS): این الگوریتم شبیه به اثبات سهام است، با این تفاوت که اعتبارسنج ها از طریق رای انتخاب می شوند. در این مدل، به جای این که تمام دارندگان توکن در فرآیند تایید و ثبت تراکنش‌ها شرکت کنند، تنها نماینده‌های منتخب آنها این کار را انجام می‌دهند. البته این به معنی حذف کاربران از فرآیند استیکینگ و کسب درآمد از آن نیست.
ملزومات استخراج ارزهای رمزنگاری
برای شروع استخراج ارز رمزنگاری به موارد زیر نیاز است:
سخت افزار استخراج: یک دستگاه پیشرفته تخصصی مانند GPU یا اسیک (ASIC) برای انجام محاسبات است.
نرم افزار استخراج: برنامه ای که به سخت افزار اجازه می دهد به یک استخر استخراج یا شبکه بلاک چین متصل شود.
استخر استخراج (اختیاری): گروهی از ماینرها که قدرت محاسباتی خود را یکی می کنند تا شانس خود را برای افزودن بلاک به بلاک چین و دریافت پاداش افزایش دهند. مقدار پاداش هر ماینر براساس مقدار نرخ هشی که به اشتراک می گذارد تعیین می شود.
استخر استخراج چیست؟
کیف پول: یک کیف پول دیجیتال امن که برای ذخیره، ارسال و دریافت ارز رمزنگاری استخراج شده استفاده می شود.
شرح مختصری بر کیف پول ارزهای دیجیتال
برق: استخراج ارز رمزنگاری مصرف برق بسیار بالایی دارد، بنابراین دسترسی به برق ارزان و مقرون به صرفه برای عملیات استخراج سودآور بسیار مهم است.
GPUها چگونه روند استخراج ارزهای رمزنگاری را تسریع می کنند؟
واحدهای پردازش گرافیکی به دلیل قابلیت های پردازش موازی، برای استخراج ارزهای رمزنگاری مناسب هستند. با سخت تر شدن الگوریتم های استخراج و نیاز به قدرت پردازشی بیشتر، بسیاری از ماینرها واحدهای پردازش گرافیکی را انتخاب می کنند. قابلیت این پردازنده ها در پردازش همزمان مقادیر زیادی از داده ها و صرفه جویی در مصرف برق، انها را به گزینه ای ایده آل برای استخراج تبدیل می کند.
در گذشته امکان استخراج به وسیله واحدهای پردازش مرکزی (CPU) وجود داشت، اما افزایش روز افزون سختی استخراج باعث شده تا سودآوری آنها به مرور زمان کاهش یابد. واحدهای پردازش گرافیکی چندین مزیت نسبت به واحدهای پردازش مرکزی دارند که به شرح زیر هستند.
- قدرت پردازش موازی بیشتر به آنها اجازه می دهد مسائل را سریع تر حل کنند.
- مصرف برق کمتر و بهره وری انرژی بالاتر باعث کاهش هزینه های عملیات استخراج می شود.
- چند منظوره بودن GPU ماینرها را قادر می سازد تا ارزهای رمزنگاری مختلف را استخراج کنند و از آنها برای وظایف دیگر به غیر از استخراج استفاده کنند.
واحدهای پردازش گرافیکی با سرعت بخشیدن به محاسبات مورد نیاز برای حل مسائل پیچیده ریاضی مربوط، فرایند استخراج را تسریع می کنند. قابلیت پردازش موازی، آنها را قادر می سازد تا چندین محاسبه را به طور همزمان انجام دهند و شانس پیدا کردن راه حل و دریافت پاداش بلاک را افزایش دهند.
واحدهای پردازش گرافیکی با ارائه توان عملیاتی بالا، پردازش موازی، پهنای باند حافظه، تطبیق پذیری، نرم افزار استخراج بهینه شده و مقیاس پذیری، فرایند استخراج ارز رمزنگاری را بهبود می بخشد. در ادامه این ویژگی ها را بررسی خواهیم کرد.
پردازش موازی
یکی از دلایل مهم علاقه ماینرها به استفاده از واحدهای پردازش گرافیکی در استخراج، قابلیت آنها در پردازش تعداد زیادی از محاسبات به طور همزمان است. پردازش موازی منجر به توان عملیاتی بالاتری می شود که به افزایش کارایی هنگام حل مسائل ریاضی مربوط به استخراج منجر می شود. واحدهای پردازش گرافیکی با انجام چندین محاسبه به طور همزمان، می توانند روند استخراج را به میزان قابل توجهی سرعت بخشند.
تطبیق پذیری و چند منظوره بودن
واحدهای پردازش گرافیکی چند منظوره هستند و به راحتی می توان آنها را برای الگوریتم های مختلف استخراج تغییر کاربری داد. از آنجایی که ارزهای رمزنگاری مختلف از الگوریتم های استخراج مختلف استفاده می کنند، این تطبیق پذیری به ماینرها اجازه می دهد تا ارزهای رمزنگاری سودآور را جایگزین ارزهای کم بازده کنند. این تطبیق پذیری معمولا در ماینرهای اسیک (که محدود به یک الگوریتم خاص هستند) وجود ندارد.
پهنای باند حافظه
استخراج ارز رمزنگاری اغلب نیاز به دسترسی سریع به حجم زیادی از داده ها دارد. واحدهای پردازش گرافیکی دارای پهنای باند حافظه بالایی هستند و به آنها امکان خواندن و رایت داده ها را با سرعت بالا می دهد.
نرم افزار استخراج بهینه شده
بسیاری از توسعه دهندگان نرم افزارهای استخراج، اپلیکیشن های خود را به طور ویژه برای واحدهای پردازش گرافیکی بهینه کرده اند. این بهینه سازی می تواند با بهره گیری از ساختار و قابلیت های منحصر به فرد GPU، سرعت استخراج را بالا ببرد.این پشتیبانی از نرم افزار یک مزیت اضافی برای ماینرهایی است که به دنبال به حداکثر رساندن سود استخراج خود هستند.
مقیاس پذیری
واحدهای پردازش گرافیکی راه حلی مقیاس پذیر برای استخراج ارزهای رمزنگاری ارائه می کنند، زیرا ماینرها می توانند به راحتی GPUهای بیشتری را برای افزایش نرخ هش خود به ریگ های استخراج اضافه کنند. این مقیاس پذیری به ماینرها این امکان را می دهد تا با تغییر نیازها و بودجه، عملیات خود را به مرور زمان توسعه دهند.
نرخ هش یا قدرت هش بیت کوین چیست؟
واحدهای پردازش گرافیکی محبوبی که برای استخراج استفاده می شوند
- NVIDIA GeForce RTX 3090: این کارت گرافیک بازدهی بالایی دارد، اما گران بوده و مصرف برق ان نسبت به سایر کارت های گرافیک بالاتر است.
- NVIDIA GeForce RTX 3080: یک کارت گرافیک با کارایی بالا که بازده استخراج عالی دارد و برق کمتری مصرف می کند.
- AMD Radeon RX 6800 XT: این کارت گرافیک بازدهی استخراج بالایی دارد و از نظر نرخ هش و بهره وری انرژی با NVIDIA GeForce RTX 3080 رقابت می کند.
- AMD Radeon RX 5700 XT: یک کارت گرافیکی کمی قدیمی تر اما همچنان قوی که بازده استخراج خوبی دارد و مصرف برق آن پایین است.
- NVIDIA GeForce RTX 3060: یک کارت گرافیکی سطح متوسط که بازده استخراج چشمگیری را با قیمت مقرون به صرفه تری نسبت به همتایان رده بالای خود ارائه می دهد.
- NVIDIA GeForce GTX 1660 Super: یک کارت گرافیک دارای بازده نسبتا خوب بوده و مناسب ماینرهایی هاست که بودجه کمتری دارند یا عملیات استخراج را در مقیاس کوچک تری شروع می کنند.
لطفاً توجه داشته باشید که در دسترس بودن و قیمت این کارت های گرافیک بسته به شرایط بازار ممکن است متفاوت باشد و با پیشرفت فناوری، کارت های گرافیک جدید به گزینه‌های محبوب تبدیل شوند.
انجام تحقیق در مورد کارت های گرافیک و مقایسه جدیدترین آنها برای تصمیم گیری آگاهانه براساس نیازهای استخراج و بودجه امری ضروری است. علاوه بر این، تغییر در الگوریتم اجماع استخراج می تواند بر بازار GPU تاثیر بگذارد. برای مثال، انتقال اتریوم از اثبات کار به سهام در سال 2022 باعث شد تا قیمت GPU ها در چین به پایین ترین حد خود برسد. بازار کارت گرافیک های دست دوم نیز پر از GPU شد، چون ماینرها شروع به فروش ریگ های خود کردند.
چالش های استخراج ارز رمزنگاری با GPU
مصرف برق: یکی از چالش های بزرگ در استخراج با GPU مصرف بالای برق است. ماینرها در هنگام برآورد میزان سودآوری عملیات استخراج خود باید هزینه های برق را در نظر بگیرند. دسترسی به برق ارزان برای حفظ عملیات استخراج سودآور ضروری است.
تولید گرما: واحدهای پردازش گرافیکی در طول فرایند استخراج گرمای بسیار زیادی تولید می کنند. برای جلوگیری از تولید گرمای زیاد به خنک کننده و تهویه مناسب نیاز است که این می تواند منجر به کاهش بازده استخراج و خرابی سخت افزار شود.
سختی استخراج: با پیوستن ماینرهای بیشتری به شبکه و پیچیده تر شدن الگوریتم های استخراج، سختی استخراج افزایش می یابد. این می تواند باعث کاهش سودآوری و طولانی تر شدن زمان رسیدن به سرمایه اولیه هزینه شده در سخت افزار شود.
تاثیر استخراج ارز رمزنگاری بر بازار GPU
تقاضا برای واحدهای پردازش گرافیکی جهت استخراج ارز رمزنگاری باعث افزایش قابل توجه قیمت آنها بین سال های 2021 تا 2022 شد. این امر محدود شدن دسترسی گیمرها و سایر کاربران به GPU را در پی داشت. شرکت های سازنده با عرضه GPUهای مخصوص استخراج و انجام اقداماتی برای منصرف کردن ماینرها از خرید GPUهای بازی، این مشکل را بر طرف کردند.
با پیشرفت بازار ارز رمزنگاری، الگوریتم های استخراج جدیدی ممکن است معرفی شوند که می توانند نقش واحدهای پردازش گرافیکی را در استخراج تغییر دهند. پیشرفت های بیشتر در اثبات سهام و سایر مکانیسم های اجماع می تواند اتکا به استخراج هزینه بر را کاهش دهد، در حالی که نوآوری ها در فناوری اسیک می تواند تسلط واحدهای پردازش گرافیکی را به چالش بکشد.
آینده GPUها
فناوری های جدید GPU برای افزایش راندمان و بازدهی در حال توسعه هستند که ممکن است به نفع ماینرهای ارز رمزنگاری باشند. این پیشرفت ها عبارتند از: فناوری های حافظه بهبود یافته که می تواند بازده استخراج را افزایش دهد و قابلیت های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین که می توانند الگوریتم های استخراج را بهینه سازی کنند.
