マイニングがグラフィックカードの高い並列コンピューティングパワーを必要とするのはなぜですか？

暗号通貨鉱業の仕事の証明は、複雑な暗号化のハッシュの解決に依存しています。 GPUは、非常に並列アーキテクチャを備えた、これに優れており、タスクを順次処理するCPUを上回ります。並列処理によって有効になっているハッシュレートが高く、ブロックを正常にマイニングし、報酬を獲得する可能性を高めます。

2025/03/02 11:00

キーポイント：

• 職場証明の暗号通貨の中心にある暗号化のハッシュ関数には、計り知れない計算能力が必要です。
• グラフィックカード（GPU）は、非常に並行したアーキテクチャを使用して、これらのハッシュ関数を解決するために必要な多くの計算を実行することに優れています。 CPUは、多用途がありますが、効果的に競争するための並列処理機能がありません。
• これらの複雑な数学的問題を解決するための競争は、暗号通貨採掘の中核であり、高い並列コンピューティングパワーの必要性を推進しています。
• ハッシュレートが高いほど、ブロックを正常にマイニングして報酬を獲得する確率が高い可能性が高くなります。
• 専門のASICマイナーは現在、ビットコインマイニングを支配していますが、GPUは依然としてアルトコインのマイニングで重要な役割を果たしています。

マイニングがグラフィックカードの高い並列コンピューティングパワーを必要とするのはなぜですか？

特にビットコインのような仕事の証明システムにおける暗号通貨採掘は、計算集中的な暗号化の問題の解決に依存しています。これらの問題には、事前定義された基準を満たす特定の出力が見つかるまで、複雑な数学的関数を適用するデータを繰り返しハッシュすることが含まれます。この「仕事の証明」は、ネットワークのセキュリティに対する鉱山労働者の貢献を示しています。

これらの問題の難しさは、一貫したブロック生成率を維持するために動的に調整されます。これは、より多くのマイナーがネットワークに参加するにつれて、必要な計算能力が絶えず増加することを意味します。このエスカレートする困難は、ますます強力なハードウェアを必要とします。

中央処理ユニット（CPU）は、汎用コンピューティングが可能ですが、このタスクに対して最適に設計されていません。 CPUは、一度に1つのタスクを処理するための順次処理用に設計されています。暗号化の性質には、同じ関数の無数の反復を実行する必要があります。これは、並列処理により適したタスクです。

グラフィックプロセッシングユニット（GPU）は、最初にグラフィックスのレンダリング用に設計されており、非常に並行するアーキテクチャを備えています。これらには、問題のさまざまな部分で同時に機能する可能性のある数千の小さな処理コアが含まれています。これにより、GPUは、CPUよりもはるかに効率的に暗号化に必要な多数の計算に取り組むことができます。

必要な計算の数は、違いが大きくなります。単一のGPUは、1秒あたりのハッシュ計算を数百万、さらには数十億を実行でき、単一のCPUの機能をはるかに上回ります。この高いハッシュレートは、ブロックを正常にマイニングし、関連する暗号通貨の報酬を獲得する確率が高い可能性が高くなります。

暗号化における並列性の役割：

仕事の証明採掘の中核は、他のトランザクションデータと組み合わせると、特定の基準を満たすハッシュを生成する非CE、つまり乱数を見つけることにあります。これには、有効なソリューションが見つかるまで、異なるNoncesでデータを繰り返しハッシュすることが含まれます。

このプロセスは、単一のソリューションを見つけることではなく、無数の可能性を試すことです。マイナーが1秒あたりに実行できる計算が多いほど、他の鉱山労働者の前に有効なハッシュを発見する可能性が高くなります。これは、GPUの並列処理能力が重要になる場所です。 GPU内の各コアは、異なるNonCEで独立して動作し、全体的な計算スループットを劇的に増加させることができます。

初期のビットコインマイニングはCPUを利用していましたが、エスカレートする困難はすぐにこのアプローチを非現実的にしました。 GPUへのシフト、および後の専門的なASIC（アプリケーション固有の統合回路）は、より高い計算能力の容赦ない追求を反映しています。

gpus vs. cpus and asics in Mining：

• CPU：汎用性がありますが、CPUには、特にビットコインのような確立されたコインの競争力のある暗号通貨マイニングに必要な並列処理能力がありません。一般に、難易度が低いAltcoinsの少ないマイニングにのみ適しています。
• GPU： GPUは、非常に並行したアーキテクチャのためにCPUよりも大きな利点を提供し、多くのアルトコインをマイニングするためのより実行可能なオプションになります。それらは一般に、あまり人気のない暗号通貨を採掘するためのASICよりも費用対効果が高い。
• ASICS：アプリケーション固有の統合回路は、暗号通貨マイニング用に専用されており、GPUまたはCPUよりも大幅に高いハッシュレートを提供します。それらは非常に専門的であり、通常、単一の暗号通貨にのみ効果的です。彼らの高い初期コストと汎用性の欠如により、暗号通貨があまり確立されていないマイニングにとって魅力的ではありません。

マイニングハードウェアの進化：

暗号通貨採掘における絶え間ない軍拡競争は、ハードウェアの大幅な進歩を推進しています。マイニングの難易度が高まるにつれて、鉱夫は収益性を維持するために、より強力で効率的なハードウェアを継続的に求めます。これにより、ASICSのような特殊なハードウェアの開発につながり、ハッシュレートの点でGPUを大幅に上回ることができます。ただし、GPUは、難易度が低く、ASICのコストが利益を上回る特定のアルトコインをマイニングすることに関連しています。

よくある質問：

Q：CPUだけで暗号通貨を採掘できますか？

A：技術的には可能ですが、CPUでのマイニングは、GPUやASICと比較してハッシュレートが大幅に低いため、ほとんどの確立された暗号通貨では一般に不採算です。あまり人気のないアルトコインをCPUでマイニングできるかもしれませんが、リターンは最小限である可能性があります。

Q：GPUは依然として暗号通貨採掘に関連していますか？

A：はい、GPUは、難易度が低く、特殊なASICマイナーのコストが法外にある特定のアルトコインを採掘することに関連しています。これらのシナリオでは、パフォーマンスと費用対効果のバランスをとることができます。

Q：ハッシュレートと並列コンピューティングパワーの違いは何ですか？

A：ハッシュレートとは、マイナーが1秒あたり計算できる暗号化ハッシュの数を指します。並列コンピューティングパワーとは、システムが複数の計算を同時に実行する機能を指します。より高い並列コンピューティングパワーは、より高いハッシュレートに直接寄与します。

Q：なぜASICはビットコインマイニングでそんなに支配的なのですか？

A：ASICは、ビットコインマイニング専用に設計されており、GPUまたはCPUよりも大幅に高いハッシュレートを提供します。これにより、初期コストが高いにもかかわらず、ビットコインをマイニングするにははるかに効率的で収益性が高くなります。彼らの特殊なデザインにより、ビットコインハッシュアルゴリズムの解決にすべての計算力を集中させることができます。

Q：GPUマイニングはまだ収益性がありますか？

A：GPUマイニングの収益性は、採掘されている暗号通貨、電力コスト、暗号通貨の難易度、暗号通貨の価格など、いくつかの要因に依存します。 GPUマイニングに投資する前に、徹底的な調査と計算を実施することが不可欠です。