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1、一文看懂挖矿现状本文作者 David Vorick是Sia创始人兼 CEQ后来他乂 和部分Sia成员联合创办了 ASIC矿机制造商 Obelisk。在本 文中,David讲了他们在开发和制造ASIC矿机中遇到的一些难题,比如:ASIC抵抗性、硕分叉抵抗性、比特大陆对 Obelisk 的打压等。他还从制造商的角度分析了ASIC矿机制造商面临的风险,规模经济在矿机制造业中的作用,矿场的现状以 及芯片的重要性。对于挖矿者而言,认清加密货币挖矿现状 非常重要,而这篇文章,能解决你的相关困惑。?作者 | David Vorick 整理 | kou我是Sia开发项目的负责人,Sia是一个基于区块链技术的
2、云存储平台。大约一年以前,我和 Sia团队的部分成员创办 了 Obelisk , Obelisk是一家加密货币 ASIC矿机制造商。在 Obelisk的工作经历让我们对加密货币挖矿行业有了很多理 解。自Obelisk成立以来,我们学到了很多关于挖矿的知识,比如:GPU ASIC、FPGA ASIC 阻力(ASIC resistance )、矿 场、电力等一大堆加密货币开发者应该了解的知识。虽然我 们无法分享我们学到的所有知识,但是我们针对一些重要课 题总结出了一些信息,这些信息对加密货币设计者以及加密 货币社区的其他成员很有帮助。ASIC 抵抗性(ASIC resistance )很长一段时间
3、以来,我们对ASIC抵抗性一直持悲观态度,在进入硕件制造行业后我们更加坚定了这个立场。硕件的应用灵活性非常高。通用的计算设备(例如 CPU GP顷口 DRAM 为了能完成一般的计算任务,往往都不能发挥出真正的潜能。在基础硕件的开发中,如果只针对某个特定的任务开发 硕件,大多数算法都可以实现很大程度的优化。?绝大多数ASIC抵抗算法是由软件工程师设计的,这些工程师会对定制化硕件的局限作出假设,但是这些假设往往都是错误的。Equihash可能是最容易实现的算法,因为很多人对Equihash 算法很有信心,近一年以来我们一直在对外宣称我们知道如 何制造出非常高效的 Equihash ASIC矿机。?
4、这里的关键在于制造分类存储器(sorting memory )。很多算法设计者似乎没有意识到,在ASIC中,芯片中的计算单元和存储单元可以整合在一起。当GPLM行Equihash计算时,必须将数据由片外存储器传到计算单元进行处理,然后 再将改动后的数据返回到片外存储器中。Equihash算法要求对数据进行的操作非常简单,因此我们可以将计算单元和存储单元整合在一起。这意味着可以在同一 个地方进行大部分操作,这样就可以大幅减少来回移动数据 消耗的能虽,以及不同操作之间间隔的时间,大大提高效率 和速度。所以,当比特大陆(Bitmain )发布用于开采 Equihash加密 货币的ASIC矿机时,我们
5、一点也不惊讶。但是,比特大陆 的ASIC矿机的实际性能要比我们内部研究的估测值低5-10倍。造成这一结果的原因有很多种,但是我们有理由认为未 来几个月会有功能更强大的Equihash ASIC推出。我们还针对Ethash (以太坊的算法)作了宽松(loose )设 计。与Equihash相比,Ethash对ASIC的抵抗性强很多,但 是从今天市场上的一些产品身上可以看到,它们的表现足以 淘汰GPU Ethash是我们目前遇到过的对ASIC抵抗性最强的算法,如果是其他算法,大部分算法可实现的潜能比 Equihash算法更为可观。?总而言之,在性能上,定制硕件总是能力压通用型硕件。我要强调的是,在
6、我遇到过的所有支持ASIC抵抗性论的人中,他们全都低估了硕件工程师针对特定问题设计硕件时的灵 活性(即便在预算有限的情况下)。不管任何算法,定制硕 件工程师总能找到方法打败通用型硕件。这是通用型硕件的 一个根本性局限。硕分叉抵抗性(Hardfork Resistance )很多人认为计算芯片分为三类: CPU GPLffl ASIC,但实际 上芯片领域芯片的类型只有一种一一 ASICo在英伟达、英特 尔等公司内部,他们都将其产品称为 ASICo大众所知的那三 个芯片类型实际上证明了 ASIC的应用灵活性。如果用1到10来衡虽芯片的灵活性,英特尔的CPU 1,比特币的ASIC是10,GPU 2。
7、设计人员设计出的芯 片在1到10区间内,当从1移动到10的时候, 芯片的灵活性大幅降低,但是性能却得到很大提升。当牺牲 灵活性时,设计和开发的工作H就会相应减少。一般来说,我们之所以没有看到介于通用性强的GPUffi完全不灵活的ASIC之间的的产品,是因为通常设计人员在放弃 足够的灵活性不选择 GPU的时候,都是为了一个非常具体的 应用,他们愿意牺牲每一点灵活性最大限度地提高性能。如 果设计完全不灵活的 ASIC,成本也会低很多,这就是我们一 般看不到灵活性介于中间的产品的原因。当然也有介于 GPlf口 ASIC之间产品,如Baikal矿机和Google 的TPU(张虽处理器),这些芯片的应用
8、灵活性比GPU子,而且性能也比GPU子很多。Baikal是个特别有趣的例子,因为 它可以淘汰很多加密货币开采所使用的基本款GPU将ASIC从网络上硕分叉出来,这种操作发生的越频繁,此 策略的实际作用就会越小,因为芯片设计者可以设计出具有 应用灵活性的芯片一一灵活性在略微灵活到非常灵活之间,灵活性每增加一点,性能就会相应损失一点。门罗币的开发 者已承诺要让门罗币维持PoW的通用结构,因此我们认为可以制造一款在性能降低 5倍的情况下可以不受硕分叉影响的 门罗币矿机。Equihash算法有三个参数。在Zcash挖矿中,三个参数都只 能选一个值,任何简单的硕分叉变都可能改变其中的一个或 多个参数。我们
9、提出了一种基础的Equiahsh ASIC架构,这种架构可以进行参数组任意选择的硕分叉分。也就是说,调 整算法参数的基本硕分叉分不足以破坏芯片,需要更加彻底 的变化才行。撇开灵活性不谈,我们认为我们的ASIC在速度和效率上将大幅超越 GPU不过没人愿意出资支持 Equihash ASIC ,因此我们的设计束之高阁,无人问津。我认为很多人没有意识到灵活的ASIC是可能的,他们认为使用小的硕分叉分就可以在网络上扰乱任何ASIC。有时候是可以,但是由于算法可以对ASIC有抵抗性,ASIC也可以对硕分叉分有抵抗性,尤其是当硕分叉分带来的改变较小时。秘密的门罗币ASIC几个月以前,有消息称,用于挖掘门罗
10、币的ASIC矿机正在秘密开发中。我的消息是,有些人从2017年年初就已经在利用这些秘密的 ASIC矿机挖掘门罗币了。这些 ASIC矿机的 投资回报率非常可观,挖矿群体赚得大钱之后乂可以尝试挖 掘其他对ASIC有抵抗性的加密货币。?据估计,在被发现前的一整年,门罗币的秘密 ASIC占了超 过50浦哈希率(Hash Rate ),在这期间完全没人发现。发 彳了的门罗币有很大一部分都集中在一小撮群体的手中,如果 没被发现的话,一场 51%的攻击可能会随时发生。门罗币的硕分叉分在影响 ASIC上似乎很成功。我不认为ASIC 的设计者试图让 ASIC变得灵活。但是 Monero宣布每年要更 改两次PoV
11、y因此我们可能会看到乂一波灵活性更强的秘密 ASICo门罗币的区块奖励(block reward )非常可观,即便 ASIC在Po建分叉分中有30%勺存活几率,寻求对硕分叉分 有抵抗性的ASIC更有价值。我预测,另一波秘密的门罗币ASIC将会出现,跟进门罗币每隔6个月进行的硕分叉分进行更新,这些ASIC将更加保守,更加灵活。其他秘密的ASIC我们听过很多关于其他秘密ASIC的传言。不过拥有秘密 ASIC的人往往不会过多谈论,截至2018年3月,我们听说有专门用于挖掘 Equihash和Ethash的秘密ASICo我们认为,在 Bitmain Z9 发布之前,有3个不同的组织已在使用不同的 AS
12、IC在活跃地挖掘 Zcash。我们知道,矿场愿意为特定数字加密货币的设计的唯一使用 权支付数白万美元,因此,即使是低等级的加密货币,也有 可能为秘密ASIC的唯一拥有者带来数白万美元的利润。结 果,形成了一个非正式的秘密采矿地下产业。这么多的秘密 意味着这个地下产业是断开的,而且通常是依托谣言和以前 的关系来运作的。尽管如此,这仍然是一个暴利行业,即便 采取像Vertcoin硕分叉这样的防止措施,成功的回报仍让 秘密采矿者遭受的挫折相形见细。考虑到这些,我认为去年每一种区块回报超过2000万美元的基于PoW的加密货币至少都有一个秘密 ASIC团队在开采, 或者在几个月之内就会出现开采的秘密AS
13、IC。观察GPU回报是查明这种行为的最简单的方法,但是随着ASIC继续渗透市场上的每种加密货币,GPU回报这个观测指标将变得不可靠,因为到时将没有只能用GPU兖掘的加密货币作为基准,至少没有一种足够大的货币可以维持所有GPLT场的开采。ASIC竞赛已经变成一种高级竞赛,因为它的回报非常大, 即使是小型加密货币也可能价值数千万美元,这使得高风险的 生产运作非常有价值。制造商的风险 销售ASIC的制造商(比如比特大陆)在ASIC W叉分中受到的影响要比消费者小。拿Sia来说,据我们估计,比特大陆在A3矿机的设计和制造上花了不到1000万美元,在发布A3矿机后的8分钟内,比特大陆就通过销售硕件收获了
14、2000万美元。在挖掘者还没有收到任何回报前,比特大陆不但收回了初始的投资,而且还大赚了一笔。在这个案例中,硕分叉分并没有伤害到比特大陆。比特大陆 从Sia身上赚了一笔钱,开发者对此无能为力。门罗币的挖 掘者也是如此遭遇,Monero宣布进行硕分叉分后, 比特大陆 甚至都没有通知挖掘者,他们通过向消费者销售足够多的无 用硕件收回成本,并大赚一把。加密货币挖掘严重依赖于矿机制造商。制造商们控制着硕件 的生产和供应,他们比任何都清楚行业的现况。挖掘者的赚 钱能力取决于由制造商控制的可变因素,然而制造商不会向 任何人披露信息。采矿硕件制造商Halong “背叛”了一批数H未知的Decred币挖掘者,
15、让他们每人损失了 1万美元。在这之后,超过50% 的采矿回报都流向一个与 Halong有关联的地址,这意味着 Halong收获了绝大部分的哈希率和利润。我们对 Halong Decred币挖矿设备的调查表明,这款设备的制造成本不到 1000美元,这意味着每个支付1万美元购买该设备的消费者 都让Halong获得巨大的利润,这部分利润足以让其另外再 生产9台设备。除此之外,购买者还不知道Halong卖出了多少设备,也不知道设备发货后会在哪里遇到困难。制造商 知道购买者是否能获利,但是购买者并不知道。购买者却完 全信任制造商。如果Sia这样的数字加密货币每月可以获得1000万美元的区块回报,那么挖矿机在可使用期限内将收获 1.2亿美元的 回报。如果你认为挖矿机制造商能收获的利润最多只有1.2亿美元,那么你就错了,制造商实际赚的钱要比这个数目多很多。比特大陆用非常短的运输时间(10天内)将A3矿机卖给了 消费者,不久之后,关于购买矿机的人每天用矿机能赚800美元的视频开始在 YouTube上疯传。A3矿机顿时成了人们争 相抢购的产品,这使得比特大陆非常成功地销售了第二批矿机。虽然我们不知道比特大陆卖出了多少台A3矿机,但是我们怀疑他们通过销售第二批矿机赚得的利润要比使用A3矿机挖矿可