为什么采矿需要高图形卡的高平行计算能力？

加密货币矿业的工作证明依赖于解决复杂的加密哈希。 GPU凭借其大规模的并行体系结构在此方面表现出色，优于顺序处理任务的CPU。较高的哈希速率通过并行处理，增加了成功采矿区并获得奖励的机会。

2025/03/02 11:00

要点：

• 工作证明加密货币核心的加密哈希功能需要巨大的计算能力。
• 图形卡（GPU）及其大规模并行结构，在执行解决这些哈希功能所需的许多计算方面表现出色。 CPU虽然多才多艺，但缺乏有效竞争的并行处理能力。
• 解决这些复杂数学问题的竞赛是加密货币挖掘的核心，推动了对高平行计算能力的需求。
• 较高的哈希速率直接转化为成功挖掘区块和赚取奖励的较高概率。
• 现在，专门的ASIC矿工在比特币采矿中占主导地位，但GPU在采矿山台中仍然发挥重要作用。

为什么采矿需要高图形卡的高平行计算能力？

加密货币采矿，特别是在比特币等工作证明系统中，依赖于解决计算密集的加密问题。这些问题涉及反复哈希数据（应用复杂的数学功能），直到找到符合预定义标准的特定输出为止。这种“工作证明”证明了矿工对网络安全性的贡献。

这些问题的难度是动态调整以保持一致的块生成率。这意味着，随着越来越多的矿工加入网络，所需的计算能力会不断增加。这种不断升级的困难需要越来越强大的硬件。

中央处理单元（CPU）虽然能够通用计算，但并非适用于此任务。 CPU设计用于顺序处理，一次处理一项任务。加密哈希的性质需要执行相同功能的无数迭代，这项任务更适合并行处理。

图形处理单元（GPU）最初设计用于渲染图形，具有大量并行体系结构。它们包含数千个较小的加工核心，可以同时在问题的不同部分上工作。这使GPU可以比CPU更有效地解决加密散布所需的大量计算。

所需的庞大计算数量使差异很大。单个GPU每秒可以执行数百万甚至数十亿的哈希计算，超过了单个CPU的功能。这种较高的哈希速率直接转化为成功挖掘块并获得相关加密货币奖励的较高概率。

并行性在加密哈希的作用：

工作证明采矿的核心在于找到一个随机数 - 与其他交易数据相结合时，会产生符合特定标准的哈希。这涉及反复使用不同的nonces捕捉数据，直到找到有效的解决方案为止。

这个过程不是要找到一个解决方案，而是要尝试无数可能性。矿工每秒可以执行的计算越多，在任何其他矿工面前发现有效哈希的机会就越高。这是GPU的并行处理能力变得至关重要的地方。 GPU中的每个核心都可以独立地在不同的非CE上工作，从而大大增加了整体计算吞吐量。

虽然早期比特币采矿利用CPU，但不断升级的难度迅速使这种方法不切实际。向GPU和后来专业的ASIC（特定于应用程序的集成电路）的转变反映了对更高计算能力的不懈追求。

GPU与CPU和ASIC在采矿中：

• CPU：尽管多才多艺，但CPU缺乏竞争性加密货币开采所需的并行处理能力，尤其是对于像比特币这样的已建立硬币。它们通常仅适用于较低的难度较低的高要求山寨币。
• GPU： GPU由于其众多的平行架构而与CPU相比具有显着优势，这使其成为开采许多AltCoins的更可行的选择。对于开采不太受欢迎的加密货币，它们通常比ASICS更具成本效益。
• ASICS：针对特定应用的集成电路是用于加密货币开采的专门建造，其哈希速率明显高于GPU或CPU。它们是高度专业化的，通常仅对单个加密货币有效。它们的高初始成本和缺乏多功能性使它们在开采较少确定的加密货币方面的吸引力降低了。

采矿硬件的演变：

加密货币采矿中的持续军备竞赛促进了硬件的重大进步。随着采矿难度的增加，矿工不断寻求更强大，更有效的硬件来维持盈利能力。这导致了ASIC等专业硬件的开发，这些硬件在哈希速率方面大大优于GPU。但是，GPU仍然与开采某些难度较低的某些山寨币相关，而ASIC的成本超过了收益。

常见问题：

问：我可以只用CPU挖掘加密货币吗？

答：虽然在技术上进行，但对于大多数已建立的加密货币来说，使用CPU开采通常是无利可图的，这是因为与GPU或ASIC相比的哈希速率明显降低。您也许可以使用CPU开采一些不太受欢迎的山寨币，但是回报可能很小。

问：GPU是否仍然与加密货币开采有关？

答：是的，GPU与挖掘难度较低的某些Altcoins且专业ASIC矿工的成本相关。在这些情况下，它们在性能和成本效益之间提供了良好的平衡。

问：哈希速率和并行计算能力有什么区别？

答：哈希速率是指矿工每秒可以计算的加密哈希数量。并行计算功率是指系统同时执行多次计算的能力。较高的平行计算功率直接导致较高的哈希速率。

问：为什么ASIC在比特币采矿中如此占主导地位？

答：ASIC专为比特币采矿而设计，其哈希速率明显高于GPU或CPU。尽管初始成本更高，但这使他们对采矿比特币的效率更高和有利可图。他们的专业设计使他们能够将所有计算能力集中在解决比特币散列算法上。

问：GPU开采仍然有利可图吗？

答：GPU开采的盈利能力取决于几个因素，包括开采的加密货币，电力成本，加密货币的难度以及加密货币的价格。在投资GPU采矿之前，必须进行彻底的研究和计算。