تامین امنیت بسیاری از ارزهای دیجیتال از طریق عمل استخراج(ماینینگ) یا همان اثبات کار(POW) صورت می گیرد. در شبکه بیت کوین و بسیاری از ارزهای دیجیتال دیگر ماینرها مسئولیت تایید تراکنش ها، ایجاد بلاک های جدید و برقراری امنیت شبکه را بر عهده دارند. اما لازم است بدانید ماینر تنها به یک شخص یا یک گروه خاص گفته نمی شود. بلکه به سخت افزارهایی که برای استخراج ارز دیجیتال مورد استفاده قرار می گیرند، ماینر می گویند. ماینرها انواع مختلفی دارند. اما در شرایط کنونی واژه ماینر بیشتر برای دستگاه های ای سیک(ASIC) مورد استفاده قرار می گیرد. برای آشنایی با انواع سخت افزارهای استخراج ارز دیجیتال این مطلب را تا انتها دنبال کنید.

بیشتر بخوانید: استخراج یا ماینینگ چیست؟

ماینر یا سخت افزار استخراج ارز دیجیتال چیست؟

سخت افزارها و دستگاه هایی که در مراحل استخراج ارزهای دیجیتال استفاده می شوند ماینر یا سخت افزار استخراج نام دارند. همانطور که می دانید برای استخراج ارزهای دیجیتال نیاز به توان محاسباتی بسیار بالایی داریم. این توان محاسباتی توسط ماینرها در شبکه تامین می گردد. در واقع استخراج کنندگان با در اختیار قرار دادن توان محاسباتی دستگاه خود در شبکه، پاداش دریافت می کنند. امکان استخراج هر ارز دیجیتال با یک یا چند سخت افزار کامپیوتری وجود دارد. مثلا برای اینکه استخراج بیت کوین به صرفه باشد بهتر است فقط از دستگاه های ای سیک برای استخراج آن استفاده کرد.

در حال حاضر به منظور استخراج ارزهای دیجیتال سخت افزارهای زیر قابل استفاده هستند:

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

در ادامه هر کدام از این دستگاه ها را به طور کامل برای شما معرفی خواهیم کرد.

ماینر چیست؟

بیشتر بخوانید: اثبات کار در ارز دیجیتال چیست؟

پردازنده مرکزی(CPU)

اولین سخت افزاری که از آن برای استخراج نسخه های ابتدایی ارز دیجیتال بیت کوین استفاده شده CPU کامپیوترهای معمولی بود. در سال 2009 تا 2010 هزاران بیت کوین توسط کامپیوترهای معمولی استخراج شد. اما پس از گسترش و توسعه شبکه قدرت هش شبکه بیت کوین آنقدر زیاد شد که استفاده از این پردازنده ها دیگر سودی به همراه نداشت. به حدی که در برخی مواقع کل میزان بیت کوین های استخراج شده نمی توانست هزینه برق دستگاه را تامین کند. به همین خاطر به مرور زمان استفاده از CPU کارایی خود را برای استخراج دیگر ارزهای دیجیتال نیز از دست داد.

با این وجود همچنان استخراج برخی از ارزهای دیجیتال نظیر مونرو با پردازنده مرکزی انجام می شود.

سخت افزار استخراج ارز دیجیتال

کارت گرافیک (GPU)

به کارگیری توان محاسباتی یک کارت گرافیکی برای هش کردن اطلاعات موجود در یک بلاک بلاک چین را ماینینگ با واحد پردازش گرافیکی GPU می گویند. با توجه به اینکه طراحی کارت های گرافیک به گونه ای است که امکان انجام محاسبات بسیار پیچیده بازی های کامپیوتری را دارد می توان از آنها برای محاسبه هش بلاک در عمل ماینینگ استفاده نمود. از GPU نیز مانند CPU در گذشته برای استخراج بیت کوین استفاده می کردند. اما پس از ارائه دستگاه های ای سیک برای استخراج بیت کوین و بالا رفتن شدید هش ریت شبکه، استفاده از پردازنده های گرافیکی برای بیت کوین کارایی نداشت.

لازم به ذکر است به جز بیت کوین، بیت کوین کش، لایت کوین و دیگر ارزهای دیجیتالی که استخراج آنها با ای سیک به صرفه تر است، فرآیند استخراج با کارت گرافیک همچنان برای ده ها هزار ارز دیجیتال از جمله اتریوم مورد استفاده قرار می گیرد.

دستگاه استخراج ارز دیجیتال

بیشتر بخوانید: مفهوم هش در بلاک چین چیست؟

مدار مجتمع دیجیتال برنامه پذیر(FPGA)

FPGA ها یا مدارهای مجتمع دیجیتال برنامه پذیر در واقع گام بعدی برای توسعه دستگاه های استخراج بیت کوین به شمار می رفتند. این دستگاه ها قابلیت برنامه ریزی دارند و مهندسان می توانند آنها را برای هدفی که مد نظر دارند برنامه ریزی کنند. این ویژگی امکان شخصی سازی سخت افزارهای استخراج را به تولیدکنندگان این دستگاه ها می دهد. به این صورت که تعداد زیادی از تراشه ها را خریداری کرده و به صورت اختصاصی برای استخراج بیت کوین شخصی سازی کنند.

از آنجا که FPGA ها اولین سخت افزارهایی بودند که به صورت اختصاصی برای استخراج بیت کوین طراحی و تولید شدند. راه اندازی انها یک پیروزی بزرگ محسوب می شد. دلیل آن این بود که فضای استخراج بیت کوین را به طور کلی تغییر داد. بهره وری انرژی و سهولت در استفاده از مهم ترین مزیت های FPGA ها برای استخراج کنندگان به شمار می رفت. به طور مثال یک کارت گرافیکی GPU معمولی با قدرت هش 600 مگاهش بر ثانیه به توان الکتریکی 400 وات نیاز دارد. اما یک FPGA با قدرت هش 826 مگاهش بر ثانیه تنها به 80 وات توان نیاز دارد. این ویژگی FPGA ها منجر به ساخت اولین مزارع استخراج بیت کوین شد.

بر اساس نتایج به دست آمده، کارایی دستگاه های FPGA بسیار بهتر از CPU ها و GPU ها بود. نسخه های جدیدتر این دستگاه ها طراحی بسیار ساده ای داشتند. همچنین هزینه توسعه، طراحی و به کارگیری آنها پایین بود. این دستگاه ها تنها توانستند مدت زمان کوتاهی در صنعت استخراج مورد استفاده قرار گیرند. بلافاصله پس از آنها دستگاه های ای سیک از لحاظ کمی و کیفی گسترش پیدا کردند.

از آنجا که برای تولید دستگاه های ای سیک هزینه کمتری نسبت به FPGA نیاز است، میزان مصرف برق آن کمتر است، فضای بسیار کمتری نسبت به FPGA اشغال می کند و همچنین سرعت آن چندین برابر بیشتر از FPGA هاست. بنابراین کارایی و بازدهی ای سیک در مقایسه با FPGA ها بسیار بیشتر است. این دستگاه ها به مرور زمان کل بازار استخراج را گرفتند. پس از مدتی عمل استخراج با FPGA عملا دیگر سودآور نبود. با این وجود همچنان از این دستگاه ها برای استخراج برخی ارزهای دیجیتال نظیر وری بلاک(VBK)، نروس نتورک(CKB)، کادنا(KDA)، دیجی بایت(DGB) استفاده نمود.

FPGA دستگاه ماینر

مدارهای مجتمع با کاربرد خاص (ASIC)

طراحی این دستگاه اختصاصا برای استخراج ارزهای دیجیتال است. هر کدام از این دستگاه ها برای استخراج ارزهای دیجیتال با یک یا چند الگوریتم خاص قابل استفاده هستند. بنابراین در دنیای امروز برای استخراج بیت کوین، لایت کوین، بیت کوین کش و زی کش هیچ راهی جز استفاده از دستگاه ای سیک ندارید.

طراحی این دستگاه ها به گونه ای است که تنها قادر هستند یک کار را انجام دهند و آن استخراج ارز دیجیتال با سرعت بالا و مصرف برق پایین است. با بزرگ تر شدن شبکه های بلاک چین، سختی شبکه افزایش یافت و از آنجا که کارت های گرافیکی برای استخراج ارزهای دیجیتال سودآور نبودند دستگاه های ای سیک ایجاد شدند.این دستگاه ها شباهت زیادی به چیپ های ریزپردازنده و حافظه با دسترسی تصادفی (RAM) دارند. تنها تفاوت آنها استفاده از مدارهای الکتریکی ویژه ایست که برای ذخیره داده های مربوط به استخراج بیت کوین طراحی شده اند. مجموعه ای از مدارهای الکترونیکی ساخته شده از موارد نیمه رسانا در اندازه های کوچک را مدار مجتمع، آی سی(IC) یا ریز تراشه می گویند. در صورتی که چندین ترانزیستور در یک ریزتراشه ساخته شود به آن مدار مجتمع فشرده می گویند. در یک مدار هر یک از مدارهای مجتمع یا ریز تراشه وظیفه خاصی بر عهده دارند. هر کدام از این مدارها تعدادی ورودی دارند و مقادیر خروجی را با پردازش این ورودی ها تولید می کنند. تعدادی از ریزتراشه ها با سیگنال های دیجیتال و تعدادی از آنها با سیگنال های آنالوگ کار می کنند.

دستگاه های ای سیک متشکل از چیپ هایی هستند که از نظر کارایی نسبت به تراشه های معمولی دارای سرعت عملیاتی و توان مصرفی بیشتری هستند. اما تراشه های معمولی از قابلیت انعطاف و توسعه پذیری بیشتری برخوردارند. تراشه ها فقط برای یک وظیفه خاص که برای آن طراحی شده اند مورد استفاده قرار می گیرند. برای تولید این تراشه ها هزینه بسیار بالایی لازم است. بنابراین تولید این تراشه ها از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست.

از بزرگ ترین تولیدکنندگان دستگاه های ای سیک در جهان می توان شرکت های کنان، ای بنگ، بیت مین، میکرو بی تی و اینوسیلیکون را نام برد. در حال حاضر بزرگ ترین تولید کننده دستگاه ماینر در جهان شرکت بیت مین تکنولوژی است که دفتر اصلی آن در پکن چین قرار گرفته و در سال 2013 تاسیس شده است. پرچمدار این شرکت دستگاه استخراج انت ماینر است. این دستگاه هنوز هم بر بازار سخت افزارهای ماینینگ مسلط است و استخرهای استخراج آن حدود یک چهارم قدرت پردازش شبکه بیت کوین را تشکیل می دهد. این دستگاه در حال حاضر به عنوان غول سخت افزار چینی شناخته شده و در حوزه استخراج بیت کوین و ارزهای دیجیتال موقعیت قدرتمندی دارد.

طراح دستگاه انت ماینر S9 یانگ زئوکسین بود که در سال 2016 از شرکت بیت مین جدا شد و ماه بعد شرکت میکرو بی تی را راه اندازی کرد. شرکت بیت مین در همان سال از زئوکسین به اتهام نقض حق ثبت اختراع شکایت کرد. اما در نهایت خود بازنده این پرونده شد. هم اکنون میکرو بی تی تولید کننده دستگاه های واتس ماینر(Whatsminer) است و جزو رقبای اصلی بیت مین در تولید سخت افزارهای ماینینگ به شمار می رود.

سخت افزار استخراج ارز دیجیتال ASIC

بیشتر بخوانید: الگوریتم اثبات سهام چیست؟

ماینرها دستگاه هایی برای استخراج ارزهای دیجیتال هستند. در واقع دستگاه های ماینر با توان پردازشی و محاسباتی که در اختیار شبکه قرار می دهند، منجر به کسب درآمد صاحبان خود می شوند. هر سخت افزار کامپیوتری که قدرت و توانایی پردازش داشته باشد را می توان برای ماینینگ مورد استفاده قرار داد. اما لازم است بدانید استفاده از هر سخت افزاری منطقی و به صرفه نخواهد بود. به طور مثال در گذشته امکان استخراج بیت کوین با پردازنده مرکزی کامپیوترهای معمولی وجود داشت. اما در حال حاضر برای استخراج به صرفه بیت کوین تنها می توان از دستگاه ای سیک استفاده کرد.