دستگاه ماینر بیت کوین چیست و چگونه کار میکند؟
دسته بندی مقالات

دستگاه ماینر بیت کوین چیست و چگونه کار میکند؟

ماینینگ بیت کوین چیست؟

شاید شما هم شنیده باشید که افرادی از طریق ماینینگ به سود بزرگی دست پیدا کرده‌اند؛ اما هدف از ماینینگ تنها بدست آوردن بیت کوین نیست. ماینینگ بیت کوین یک پروسه‌ی اعتبار سنجی تراکنش‌های انجام شده بر روی شبکه‌ی بلاکچین است. برای اضافه شدن یک بلاک به بلاکچین، ماینر (node) باید یک معادله ریاضی را با موفقیت حل کند. وقتی که مساله‌ی ریاضی به درستی و با موفقیت حل شد، بلاک و هش بلاک به بلاکچین اضافه می‌شود و ماینر بیت کوین که عملیات را با موفقیت و زودتر از ماینرهای دیگر انجام داده باشد، پاداش دریافت می‌کند. هدف از ماینینگ در واقع مشارکت در تایید تراکنش‌ها و ایجاد اطمینان از انجام پیوسته‌ی تراکنش‌هاست.

ماینینگ به تحرک و جاری بودن شبکه‌ی بلاکچین کمک می‌کند و باعث گسترش شبکه می‌شود و همچنین موجب تایید تراکنش‌های جاری بر بستر شبکه خواهد شد. پاداش حاصل از این مشارکت، مشوق اصلی افراد برای انتخاب و انجام ماینینگ است. در زمان نگارش این مقاله (سال 2022) پاداش پیدا کردن یک بلاک مساوی با 6.25 بیت کوین است.

ماینر بیت کوین چطور ساخته شد؟

ماینینگ یا استخراج اصطلاحی است که به انجام محاسبات پیچیده‌ی ریاضی توسط نودهای شبکه به امید بدست آوردن توکن و یا همان پاداش از پیش تعیین شده گفته می شود. انجام این محاسبات ریاضی توسط انسان شدنی است، اما زمان زیادی خواهد برد و نوشتن این محاسبات نیاز به فضای زیادی خواهد داشت. بنابراین معقول نیست که این عملیات توسط انسان انجام شود.

زمانی انجام این محاسبات توسط یک کامپیوتر شخصی شدنی بود؛ اما با گذشت زمان و بالا رفتن سختی شبکه، ماینینگ نیاز به ابزارهای قوی تر برای انجام محاسبات ریاضی پیدا کرد. ابزارهای ماینینگ پیوسته در حال پیشرفت‌ و تحولات بزرگی هستند. مهم ترین عامل موفقیت ماینر بیت کوین در شبکه‌، داشتن تجهیزات به روز است.

ساتوشی ناکاموتو

در سال 2009 خالق بیت کوین با نام مستعار ساتوشی ناکاموتو اولین بلاک شبکه را ماین کرد. به عنوان تنها ماینر شبکه، ناکاموتو نیاز به تجهیزات پیشرفته برای راه اندازی بلاکچین و ماین کردن اولین بلاک نداشت. ساتوشی قادر بود با استفاده از یک کامپیوتر شخصی بلاک‌ها را بر روی شبکه ایجاد کند. کامپیوترهایی که بتوان با آن‌ها در اینترنت جستجو کرد و یا برنامه‌هایی مانند آفیس را اجرا کرد دارای قطعه‌ای به نام Central Processing Unit یا CPU هستند. این ابزارها نحوه‌ی پردازش و اجرای دستورات بر روی یک کامپیوتر را کنترل و نظارت می‌کنند.

به دلیل کمبود رقابت ماینرها در روزهای اولیه‌ی شکل گرفتن شبکه، توان محاسباتی مورد نیاز برای ایجاد یک بلاک و کسب پاداش می‌توانست به راحتی توسط CPU تامین شود. اما به مرور زمان با بیشتر شدن تعداد ماینرها و بالا رفتن رقابت و سختی شبکه، توان CPU برای پیدا کردن بلاک دیگر کافی نبود.

ماینینگ با GPU

ریگ کارت گرافیک ماینینگ

اولین نوآوری در سخت افزارهای ماینر بیت کوین کمی بعد از اینکه ارزش این توکن در بازار افزایش پیدا کرد، اتفاق افتاد. در اکتبر سال 2010 درست زمانی که ارزش بیت کوین به 10 سنت رسید، اولین سخت افزار ماینینگ با استفاده از کارت‌های گرافیک (GPU) ساخته شد. بر خلاف CPU، کارت‌های گرافیک که در اصل برای بازی‌های کامپیوتری طراحی شده اند، می‌توانند به صورت موازی عملیات ریاضی را انجام دهند تا در نتیجه هزاران پیکسل از تصویر را تولید کنند.

همچنین این قطعات را می‌توان طوری برنامه ریزی کرد تا اعمال ریاضی دیگری را انجام دهند؛ مانند عملیات ریاضی که برای ماین کردن بیت کوین نیاز است. نوآوری در ماینینگ توسط کارت گرافیک موجب شد تشکیل بلاک‌های بیت کوین و دریافت پاداش تقریبا شش برابر کارآمدتر و بهینه شود.

FPGA به جای GPU

fpga ماینینگ

افزایش بهره وری ماینینگ توسط کارت‌های گرافیک در سال 2011 توسط FPGA (field programmable gate array) تحت الشعاع قرار گرفت. زمانی که این تراشه‌ها نیز برای تبدیل شدن به ماینر بیت کوین مجددا مدل سازی شدند. توانایی و سرعت این تراشه‌ها در حل محاسبات ریاضی دو برابر کارت‌های گرافیک بود؛ اما مشکلی که وجود داشت این بود که این ابزار نیازمند برنامه ریزی و تنظیمات بخصوص هم بر روی سخت افزار و هم نرم افزار بود تا بتواند کدهای سفارشی را اجرا کند.

دستگاه ASIC ماینر

سومین نوآوری در ساخت سخت افزارهای ماینینگ مربوط به ساخت دستگاه‌های ASIC است؛ دستگاه‌هایی که امروزه ما به نام ماینر بیت کوین می‌شناسیم. این بار به جای تلاش برای بهینه سازی ابزارهای موجود در این زمینه، دستگاهی ساخته شد که ماینینگ را با تحولی عظیم مواجه کرد. در سال 2013 یک شرکت چینی ساخت قطعات کامپیوتری به نام Canaan Creative، اولین سخت افزار مخصوص به ماینینگ را به بازار عرضه کرد.

ماینر asic

برخلاف کارت‌های گرافیک و واحدهای پردازش مرکزی، این ابزار صرفا برای ماینینگ ساخته شد؛ یعنی تمامی سخت افزارها و نرم افزارهای استفاده شده در ساخت دستگاه‌های اسیک به صورت اختصاصی برای حل معادلات ریاضی لازم برای ساخت بلاک بیت کوین طراحی و ساخته شده بود. بهره وری این دستگاه ها به هیچ وجه با ابزارهای پیشین قابل مقایسه نبود. در حالی که Canaan Creative اولین شرکتی بود که دستگاه اسیک را به بازار عرضه کرد، کمپانی‌های دیگری مانند Bitmain و MicroBT هم قدم در این راه گذاشته و اقدام به ساخت دستگاه ASIC کردند و مدل‌های جدیدتر و کارآمدتری از این نوع دستگاه را ارائه کردند.

ASIC ماینر چیست؟

ماینرهای ASIC (Application-Specific Integrated Circuit)، کامپیوترهایی هستند که با استفاده از پروتکل اثبات کار (PoW)، تنها به کار استخراج رمز ارز می‌پردازند. در این سیستم، زمانی که یک بلاک از اطلاعات جدید نیاز به تایید و در نتیجه اضافه شدن به بلاکچین داشته باشد، داده‌ها به صورت رمزگذاری شده توسط پازل‌های پیچیده به ماینر سپرده می‌شود. دستگاهی که زودتر از همه موفق به حل پازل شود، داده‌ها را به بلاکچین اضافه کرده و بلاک جدیدی از اطلاعات تشکیل می‌شود. در ازای انجام این کار، ماینر پاداشی دریافت خواهد کرد.

از لحاظ تئوری، هنوز هم از هر کامپیوتری می‌توان به عنوان ماینر بیت کوین استفاده کرد؛ اما ابزاری که توان پردازشی بالاتری برای حل معادلات ریاضی داشته باشد، در این کار موفق تر خواهد بود؛ چرا که پروتکل اثبات کار (Proof Of Work) مانند یک مسابقه است و احتمال برنده شدن در این مسابقه برای سخت افزاری بیشتر است که بیشترین توان پردازشی را در ثانیه برای حل معما داشته باشد. بنابراین ماینرهای ASIC، برای بالا بردن توان پردازشی در ماینینگ خلق شدند.

ASIC ماینر چطور کار می‌کند؟

ماینرهای اسیک بر اساس الگوریتم‌های هش بخصوص طراحی شده اند که این موضوع باعث شده تا هر دستگاه مختص به استخراج توکن‌های مرتبط با همان الگوریتم باشد. برای مثال دستگاه‌های ماینری که برای استخراج بیت کوین استفاده می‌شوند از الگوریتم SHA-256 پیروی می‌کنند و ماشین‌های طراحی شده برای استخراج اتریوم، الگوریتم ETHASH را استفاده می‌کنند. بنابراین برای استخراج هر رمزارز نیاز به دستگاه بخصوص خواهید داشت.

یک ماینر اسیک از قطعات گوناگونی ساخته شده است. در اینجا به معرفی ماینر بیت کوین و قطعاتش می‌پردازیم:

  • هشبرد (Hashboard). این قطعه یک برد الکترونیکی است که از چیپ‌های اسیک تشکیل شده است. در واقع این اسیک‌ها همان کار محاسبه و حل عملیات ریاضی برای دریافت پاداش را انجام می‌دهند. بر روی هر ASIC یک هیت سینک قرار گرفته که کار این قطعه انتقال گرمای اسیک‌ها به بیرون است.
  • کنترل برد (Control Board). کنترل برد در واقع به عنوان مغز دستگاه ماینر عمل می‌کند. نظارت و کنترل کارکرد تمام قطعات دستگاه ماینر بر عهده‌ی کنترل برد است.
  • پاور (Power Supply Unit). پاور ماینر وظیفه‌ی برق رسانی به دستگاه را بر عهده دارد.
  • فن (Fan). فن‌ها کار خنک کردن دستگاه را انجام می‌دهند. عدم کارکرد درست فن‌ها مساوی است با خرابی در قطعات گوناگون دستگاه.

پاداش حاصل از حل معادلات ریاضی

با توجه به گسترش شبکه‌ی بلاکچین و بالا رفتن سختی شبکه، احتمال پیدا کردن بلاک با یک دستگاه ماینر بیت کوین بسیار ضعیف است؛ چرا که رقابت در شبکه بیشتر شده است و ماینرهایی با تعداد دستگاه‌های بالا و با توان پردازشی قوی بر روی شبکه فعالیت می‌کنند. برای بالا بردن شانس پیدا شدن بلاک و دریافت پاداش، ماینرها به استخر استخراج می‌پیوندند تا با اجماع توان پردازشی تعداد بیشتر ماینر، بتوانند در این رقابت شرکت کرده و پاداش مناسبی دریافت کنند.

سخن پایانی

در حالی که تکامل سخت افزارهای استخراج بیت کوین در طی زمان منبع دست آوردهای بزرگی بوده، اما ممکن است در آینده اینطور نباشد. مخصوصا اینکه امروزه تکنولوژی‌های مبتنی بر سخت افزار در حال کم رنگ شدن هستند. واضح است که رقابت برای تولید تکنولوژی‌های جدید و کارآمدتر جهت استخراج بیت کوین همچنان ادامه دارد. با این حال مشخص نیست که جهش بعدی در فناوری استخراج چطور خواهد بود.

در صورتی که دستگاه ماینری دارید که نیاز به نگهداری و تعمیرات دارد، پیشنهاد می کنیم به صفحه تعمیر ماینر مراجعه کنید و از خدمات تخصصی گروه هشبان کمک بگیرید.

موضوعات مرتبط با این مقاله
نــظرات کاربــران پیرامــون مقالــه ارســـال نـــظرات کاربـــران