為什麼採礦需要高圖形卡的高平行計算能力？

加密貨幣礦業的工作證明依賴於解決複雜的加密哈希。 GPU憑藉其大規模的並行體系結構在此方面表現出色，優於順序處理任務的CPU。較高的哈希速率通過並行處理，增加了成功採礦區並獲得獎勵的機會。

2025/03/02 11:00

要點：

• 工作證明加密貨幣核心的加密哈希功能需要巨大的計算能力。
• 圖形卡（GPU）及其大規模並行結構，在執行解決這些哈希功能所需的許多計算方面表現出色。 CPU雖然多才多藝，但缺乏有效競爭的並行處理能力。
• 解決這些複雜數學問題的競賽是加密貨幣挖掘的核心，推動了對高平行計算能力的需求。
• 較高的哈希速率直接轉化為成功挖掘區塊和賺取獎勵的較高概率。
• 現在，專門的ASIC礦工在比特幣採礦中占主導地位，但GPU在採礦山台中仍然發揮重要作用。

為什麼採礦需要高圖形卡的高平行計算能力？

加密貨幣採礦，特別是在比特幣等工作證明系統中，依賴於解決計算密集的加密問題。這些問題涉及反复哈希數據（應用複雜的數學功能），直到找到符合預定義標準的特定輸出為止。這種“工作證明”證明了礦工對網絡安全性的貢獻。

這些問題的難度是動態調整以保持一致的塊生成率。這意味著，隨著越來越多的礦工加入網絡，所需的計算能力會不斷增加。這種不斷升級的困難需要越來越強大的硬件。

中央處理單元（CPU）雖然能夠通用計算，但並非適用於此任務。 CPU設計用於順序處理，一次處理一項任務。加密哈希的性質需要執行相同功能的無數迭代，這項任務更適合併行處理。

圖形處理單元（GPU）最初設計用於渲染圖形，具有大量並行體系結構。它們包含數千個較小的加工核心，可以同時在問題的不同部分上工作。這使GPU可以比CPU更有效地解決加密散佈所需的大量計算。

所需的龐大計算數量使差異很大。單個GPU每秒可以執行數百萬甚至數十億的哈希計算，超過了單個CPU的功能。這種較高的哈希速率直接轉化為成功挖掘塊並獲得相關加密貨幣獎勵的較高概率。

並行性在加密哈希的作用：

工作證明採礦的核心在於找到一個隨機數 - 與其他交易數據相結合時，會產生符合特定標準的哈希。這涉及反複使用不同的nonces捕捉數據，直到找到有效的解決方案為止。

這個過程不是要找到一個解決方案，而是要嘗試無數可能性。礦工每秒可以執行的計算越多，在任何其他礦工面前發現有效哈希的機會就越高。這是GPU的並行處理能力變得至關重要的地方。 GPU中的每個核心都可以獨立地在不同的非CE上工作，從而大大增加了整體計算吞吐量。

雖然早期比特幣採礦利用CPU，但不斷升級的難度迅速使這種方法不切實際。向GPU和後來專業的ASIC（特定於應用程序的集成電路）的轉變反映了對更高計算能力的不懈追求。

GPU與CPU和ASIC在採礦中：

• CPU：儘管多才多藝，但CPU缺乏競爭性加密貨幣開採所需的並行處理能力，尤其是對於像比特幣這樣的已建立硬幣。它們通常僅適用於較低的難度較低的高要求山寨幣。
• GPU： GPU由於其眾多的平行架構而與CPU相比具有顯著優勢，這使其成為開採許多AltCoins的更可行的選擇。對於開採不太受歡迎的加密貨幣，它們通常比ASICS更具成本效益。
• ASICS：針對特定應用的集成電路是用於加密貨幣開采的專門建造，其哈希速率明顯高於GPU或CPU。它們是高度專業化的，通常僅對單個加密貨幣有效。它們的高初始成本和缺乏多功能性使它們在開採較少確定的加密貨幣方面的吸引力降低了。

採礦硬件的演變：

加密貨幣採礦中的持續軍備競賽促進了硬件的重大進步。隨著採礦難度的增加，礦工不斷尋求更強大，更有效的硬件來維持盈利能力。這導致了ASIC等專業硬件的開發，這些硬件在哈希速率方面大大優於GPU。但是，GPU仍然與開採某些難度較低的某些山寨幣相關，而ASIC的成本超過了收益。

常見問題：

問：我可以只用CPU挖掘加密貨幣嗎？

答：雖然在技術上進行，但對於大多數已建立的加密貨幣來說，使用CPU開採通常是無利可圖的，這是因為與GPU或ASIC相比的哈希速率明顯降低。您也許可以使用CPU開採一些不太受歡迎的山寨幣，但是回報可能很小。

問：GPU是否仍然與加密貨幣開採有關？

答：是的，GPU與挖掘難度較低的某些Altcoins且專業ASIC礦工的成本相關。在這些情況下，它們在性能和成本效益之間提供了良好的平衡。

問：哈希速率和並行計算能力有什麼區別？

答：哈希速率是指礦工每秒可以計算的加密哈希數量。並行計算功率是指系統同時執行多次計算的能力。較高的平行計算功率直接導致較高的哈希速率。

問：為什麼ASIC在比特幣採礦中如此占主導地位？

答：ASIC專為比特幣採礦而設計，其哈希速率明顯高於GPU或CPU。儘管初始成本更高，但這使他們對採礦比特幣的效率更高和有利可圖。他們的專業設計使他們能夠將所有計算能力集中在解決比特幣散列算法上。

問：GPU開採仍然有利可圖嗎？

答：GPU開采的盈利能力取決於幾個因素，包括開采的加密貨幣，電力成本，加密貨幣的難度以及加密貨幣的價格。在投資GPU採礦之前，必須進行徹底的研究和計算。