انواع دسنگاه ماینر

هر ارز دیجیتال را می توان با یک یا چند سخت افزار کامپیوتری استخراج کرد. مثلاً استخراج بیت کوین فقط با دستگاه های ای سیک به صرفه است. به طور کلی امروزه برای استخراج ارزهای دیجیتال می توان از این چهار سخت افزار استفاده کرد:

• پردازنده های مرکزی (CPU)
• پردازنده های گرافیکی یا همان کارت گرافیک (GPU)
• مدار مجتمع دیجیتال برنامه پذیر (FPGA)
• مدارهای مجتمع با کاربرد خاص (ASIC)

در ادامه، برای آشنایی با انواع دستگاه های ماینر با ما همراه باشید.

• پردازنده مرکزی (CPU)

از CPU اولین بار برای استخراج بیت کوین در نسخه های ابتدایی این ارز دیجیتال استفاده شد. اولین پذیرندگان بیت کوین در سال 2009 تا 2010 با کامپیوترهای معمولی خود هزاران بیت کوین را استخراج کردند، اما خیلی زود با گسترش شبکه، قدرت هش شبکه بیت کوین به اندازه ای بالا رفت که دیگر استفاده از این پردازنده ها سودآور نبود؛ تا جایی که بعضاً کل میزان بیت کوین استخراج شده، کفاف هزینه برق دستگاه را نمی کرد. به تدریج استفاده از این سخت افزار در استخراج سایر ارزهای دیجیتال نیز کارآیی خود را از دست داد.

با این حال، هنوز هم ارزهایی وجود دارند که استخراج آنها با پردازنده مرکزی انجام می شود که مشهورترین شان مونرو است.

تیم توسعه مونرو به صورت کاملاً فعال در برابر ورود دستگاه های ای سیک به استخراج ارز XMR مقاومت می کند و با به روزرسانی های مداوم سعی دارد مانع از انحصار و تمرکز در شبکه مونرو شود.

• پردازنده های گرافیکی یا همان کارت گرافیک (GPU)

ماینینگ با واحد پردازش گرافیکی (Graphics Processing Unit) یا به اختصار «GPU» یا همان کارت گرافیک، به فرایند حل مسائل پیچیده ریاضی برای اضافه کردن اطلاعات مربوط به تراکنش یک ارز دیجیتال در دفترکل توزیع شده یا بلاک چین آن ارز با استفاده از GPU گفته می شود.

به عبارت دیگر، ماینینگ با GPU، یعنی استفاده از توان محاسباتی یک کارت گرافیکی برای هش کردن اطلاعات موجود در یک بلاکِ یک بلاک چین. کارت های گرافیک به گونه ای طراحی شده اند که محاسبات بسیار پیچیده بازی های کامپیوتری را انجام دهند و می توان از همین قابلیت برای محاسبه هش بلاک در فرایند ماینینگ استفاده کرد. همانند CPU، از GPU نیز در گذشته برای استخراج بیت کوین استفاده می شد؛ اما با ورود دستگاه های ای سیک به عرصه استخراج بیت کوین و افزایش شدید هش ریت شبکه، دیگر استفاده از پردازنده های گرافیکی برای استخراج بیت کوین سودآور نبود.

البته استخراج با کارت گرافیک منسوخ نشده است. به جز بیت کوین، بیت کوین کش، لایت کوین و ارزهای دیجیتالی که استخراج آنها فقط با دستگاه ای سیک به صرفه است، امروزه می توان ده ها ارز دیجیتال از جمله اتریوم را با استفاده از کارت گرافیک استخراج کرد.

گفتنش خالی از لطف نیست که روی کاغذ، استخراج تمام ارزهای دیجیتال که با مکانیزم اجماع «اثبات کار» کار می کنند با GPU امکان پذیر است.

• مدار مجتمع دیجیتال برنامه پذیر (FPGA)

قدم بعدی در توسعه دستگاه های استخراج بیت کوین، استفاده از «مدار مجتمع دیجیتال برنامه پذیر» (Field-programmable gate array) یا به اختصار FPGAها بود. مهندسان قادر هستند FPGA ها را پس از ساخت برای هدف موردنظر خود برنامه ریزی کنند. این ویژگی به تولیدکنندگان سخت افزارهای استخراج این امکان را می دهد که تراشه ها را به صورت انبوه خریداری کرده و قبل از اینکه آنها را در دستگاه استخراج قرار دهند، به طور خاص برای استخراج بیت کوین شخصی سازی کنند.

راه اندازی اولین دستگاه های FPGA، یک موفقیت بزرگ بود و فضای استخراج بیت کوین را به کلی تغییر داد. FPGAها اولین ابزارهایی بودند که به صورت تخصصی برای استخراج بیت کوین تولید شدند. آنها مزایایی مانند بهره وری انرژی و سهولت در استفاده را برای استخراج کنندگان به ارمغان آوردند. یک GPU معمولی با قدرت هش 600 مگاهش بر ثانیه، به 400 وات توان الکتریکی نیاز دارد؛ در حالی که یک FPGA با قدرت هش 826 مگاهش بر ثانیه، فقط به 80 وات توان نیاز دارد. این پیشرفت چشمگیر، امکان ساخت اولین مزارع استخراج بیت کوین را فراهم کرد.

دستگاه های FPGA کارآیی بسیار بهتری نسبت به CPU و GPUها داشتند. نسخه های جدیدتر آنها که عملکرد بهتری داشتند خیلی سریع به بازار عرضه می شدند و علاوه بر این، طراحی آنهاً نیز نسبتا ساده بود و هزینه توسعه، طراحی و به کارگیری پایینی داشتند. با این حال، مدت اندکی بعد از تسلط این دستگاه ها بر صنعت استخراج، دستگاه های ای سیک هم از لحاظ کمّی و هم از لحاظ کیفی گسترش یافتند.

تولید دستگاه های ای سیک در مقایسه با FPGAها هزینه کمتری دارد، مصرف برق آن به مراتب پایین تر است، سرعت آن چندین برابر بیشتر از FPGA است و فضای بسیار کمتری را اشغال می کند. مجموع این عوامل باعث شد تا بازدهی و کارآیی دستگاه های ای سیک بسیار بیشتر از FPGA باشد. این دستگاه ها به تدریج بر بازار استخراج غالب شدند و بعد از گذشت مدتی، عملاً استفاده از FPGA برای استخراج بیت کوین سودآوری خود را از دست داد.

با این حال، هنوز می توان از این دستگاه ها برای استخراج برخی از ارزهای دیجیتال استفاده کرد. دیجی بایت (DGB)، نروس نتورک (CKB)، وری بلاک (VBK) و کادنا (KDA) تعدادی از این کوین ها هستند.

• ای سیک (ASIC)

یک ماینر «مدار یکپارچه مقصود محور» یا به اختصار ای سیک (ASIC)، دستگاهی است که به طور اختصاصی برای استخراج ارز دیجیتال طراحی می شود. به طور کلی، هر دستگاه ماینر ASIC تنها برای استخراج ارزهایی با یک (یا چند) الگوریتم خاص مورد استفاده قرار می گیرد. امروزه اگر بخواهید بیت کوین، بیت کوین کش، لایت کوین و یا زی کش استخراج کنید، چاره ای جز تهیه دستگاه ای سیک ندارید.

دستگاه های ای سیک امروزه بر بیش از 70 درصد صنعت ماینینگ تسلط دارند
مدارهای مجتمع با کاربرد خاص یا همان ASICها به گونه ای طراحی شده اند که فقط یک کار را انجام دهند: استخراج ارز دیجیتال با سرعت بالا و مصرف برق پایین. ای سیک ها در نتیجه ی توسعه و بزرگ ترشدن شبکه بلاک چین ها و افزایش سختی شبکه و به دنبال آن، سودآورنبودن کارت های گرافیکی برای استخراج برخی ارزها ایجاد شدند.

همچنین، دستگاه های ماینر ASIC به چیپ های ریزپردازنده و حافظه با دسترسی تصادفی (RAM) در کامپیوتر شباهت دارند؛ با این تفاوت که به جای مدارهای الکتریکی عمومی که در ساخت این قطعات استفاده شده، دستگاه های ماینر ASIC بیت کوین از مدارهای الکتریکی ویژه ای بهره می برند که به صورت انحصاری برای ذخیره داده های مربوط به استخراج بیت کوین طراحی شده اند.

مدار مجتمع، آی سی (IC) و یا ریز تراشه به دسته ای از مدارهای الکترونیکی می گویند که با استفاده از مواد نیمه رسانا در اندازه کوچک ساخته می شود. اگر چندین ترانزیستور در یک ریزتراشه ساخته شود، به آن مدار مجتمع فشرده می گوییم. هر مدار مجتمع یا ریز تراشه، وظایف خاصی را در یک مدار انجام می دهد. هر یک از آنها، چندین ورودی داشته و با پردازش این ورودی ها، مقادیر خروجی را تولید می کنند. برخی از ریزتراشه ها با سیگنال های آنالوگ و برخی با سیگنال های دیجیتال کار می کنند.

ای سیک ها از چیپ هایی تشکیل شده اند که از نظر کارآیی، سرعت عملیاتی و توان مصرفی، به مراتب بهتر از تراشه های معمولی هستند. اما از طرفی، قابلیت انعطاف و توسعه پذیری تراشه های معمولی را ندارند؛ چراکه یک کاربرد خاص به صورت سخت افزاری درون آنها تعبیه شده است. بنابراین این تراشه ها به جز وظیفه اصلی که برای آن طراحی و تولید شده اند، نمی توانند وظیفه تخصصی دیگری انجام دهند. از سویی دیگر، هزینه لازم برای تولید این تراشه ها بسیار بالا است، به طوری که اگر تعداد تراشه های موردنیاز از حد خاصی کمتر باشد، تولید آن از دید اقتصادی مقرون به صرفه نیست.

در حال حاضر، شرکت های بیت مین، میکرو بی تی (MicroBT)، اینوسیلیکون (Innosilicon)، کنان (Canaan) و ای بنگ (Ebang) بزرگ ترین تولیدکنندگان دستگاه های ای سیک در جهان هستند.

شرکت بیت مین تکنولوژی (Bitmain Technology) که دفتر مرکزی آن در پکن چین قرار دارد، در سال 2013 تأسیس شد و اکنون بزرگ ترین تولیدکننده ماینر در دنیاست. دستگاه استخراج انت ماینر (Antminer) که پرچم دار این شرکت است، همچنان بر بازار سخت افزارهای ماینینگ تسلط دارد و همچنین استخرهای استخراج آن تقریباً یک چهارم قدرت پردازش شبکه بیت کوین را تشکیل می دهند. این غول سخت افزارِ چینی موقعیت قدرتمندی در حوزه بیت کوین و ارزهای دیجیتال دارد.

در سال 2016، یانگ زئوکسین (Yang Zuoxing)، طراح انت ماینر S9 از بیت مین جدا شد و یک ماه بعد شرکت میکرو بی تی را تأسیس کرد. در همان سال بیت مین به اتهام نقض حق ثبت اختراع از زئوکسین شکایت کرد؛ اما در نهایت بیت مین بازنده این پرونده اعلام شد. در حال حاضر میکرو بی تی سازنده دستگاه های واتس ماینر (Whatsminer) است و در زمینه تولید تجهیزات ماینینگ از رقبای اصلی بیت مین محسوب می شود.