GPU (وحدة معالجة الرسومات)

ما وحدة GPU في العملات المشفرة؟

وحدة معالجة الرسومات (GPU) هي معالج حاسوبي مصمم لإجراء عدد كبير من العمليات الحسابية المتشابهة في الوقت نفسه.

طُوّرت وحدات GPU في الأصل لمعالجة الصور والفيديو والرسومات ثلاثية الأبعاد.

ويجعل تصميمها القائم على المعالجة المتوازية استخدامها مفيدًا أيضًا في تعدين العملات المشفرة، وإنشاء إثباتات المعرفة الصفرية، والأبحاث التشفيرية، وتحليل بيانات البلوكشين، وغيرها من المهام كثيفة الحوسبة.

يوضح الشرح الرسمي لوحدات GPU من Intel أنها تستطيع معالجة أجزاء كثيرة من البيانات في وقت واحد.

جعلت هذه القدرة على المعالجة المتوازية وحدات GPU جزءًا مهمًا من صناعة تعدين العملات المشفرة في بداياتها.

يمكن لبرنامج التعدين توزيع عدد كبير من محاولات التجزئة على آلاف وحدات المعالجة في GPU.

وتنفذ كل وحدة عمليات رياضية متشابهة على قيم إدخال مختلفة.

بعد ذلك، تعرض GPU أي نتيجة تستوفي الهدف المحدد لشبكة إثبات العمل.

لا تنشئ GPU عملة مشفرة لمجرد تشغيلها.

بل يجب تشغيل برنامج متوافق عليها، ومعالجة خوارزمية التعدين الصحيحة، والاتصال بعقدة أو مجمع تعدين، وإنتاج عمل صالح تقبله البلوكشين.

كيف تعمل GPU

صُممت وحدة المعالجة المركزية (CPU) للتعامل مع مجموعة واسعة من المهام باستخدام عدد قليل نسبيًا من الأنوية القوية.

أما GPU فتضم عددًا أكبر بكثير من وحدات المعالجة الأصغر المصممة لأعباء العمل المتوازية.

وتكون هذه البنية فعالة عندما يمكن تقسيم المشكلة الواحدة إلى آلاف العمليات المتشابهة.

تعمل معالجة الرسومات بهذه الطريقة، إذ يمكن حساب عدد كبير من وحدات البكسل والرؤوس والتأثيرات المرئية في الوقت نفسه.

كما تتضمن بعض مهام التجزئة التشفيرية وإنشاء الإثباتات قدرًا كبيرًا من العمل المتوازي.

يوثّق دليل برمجة CUDA نموذجًا برمجيًا تنفذ فيه خيوط كثيرة أعمال الحوسبة على GPU.

عادةً ما تجهز CPU في الحاسوب العمل، وتدير نظام التشغيل، وترسل العمليات الحسابية المناسبة إلى GPU.

وتعالج GPU هذه العمليات ثم تعيد النتائج.

يجب كتابة برنامج العملات المشفرة أو تجميعه ليستفيد من بنية GPU المحددة وواجهة البرمجة المتاحة.

لماذا أصبحت وحدات GPU مهمة لتعدين العملات المشفرة؟

كان من الممكن تعدين العملات المشفرة الأولى القائمة على إثبات العمل باستخدام وحدات CPU العادية.

واكتشف المعدّنون لاحقًا أن وحدات GPU تستطيع تنفيذ عمليات تجزئة كثيرة بالتوازي، وغالبًا ما تحقق معدل معالجة أعلى بكثير.

كان بإمكان GPU واحدة أن تحل محل عدة وحدات CPU عند استخدام خوارزميات تناسب بنيتها.

كما أمكن للمعدّنين تركيب عدة بطاقات رسومات في حاسوب واحد لإنشاء منصة تعدين.

وعلى خلاف شريحة التعدين المصممة خصيصًا، يمكن إعادة برمجة GPU لاستخدام خوارزميات مختلفة، وإعادة استخدامها للألعاب أو معالجة الرسومات أو الذكاء الاصطناعي أو الحوسبة العلمية.

أتاحت هذه المرونة تجربة شبكات جديدة قائمة على إثبات العمل بسهولة أكبر.

كما أدت إلى فترات أثّر فيها الطلب على العملات المشفرة في توافر بطاقات الرسومات وأسعارها.

لا يزال تعدين GPU ممكنًا تقنيًا على الشبكات التي تدعمه خوارزمياتها واقتصادياتها.

لكن إمكانية تعدين عملة مشفرة باستخدام GPU لا تعني أن النشاط سيكون مربحًا.

كيف يعمل تعدين GPU

تتطلب بلوكتشين إثبات العمل من المعدّنين البحث عن حل صالح لمسألة حسابية.

يتلقى برنامج التعدين المعلومات اللازمة لإنشاء العمل المتعلق بكتلة مرشحة أو الإسهام فيه.

ثم يرسل عمليات حسابية متكررة إلى GPU باستخدام قيم nonce أو بيانات متغيرة أخرى.

تحسب GPU التجزئات أو تنفذ العمليات المطلوبة في الخوارزمية.

لا تحقق معظم النتائج هدف الشبكة، ولذلك تُستبعد فورًا.

وقد تتيح النتيجة الصالحة للمعدّن أو لمجمع التعدين إرسال كتلة إلى الشبكة.

تتحقق العقد الكاملة بصورة مستقلة من الكتلة والمعاملات وإثبات العمل ومكافأة الكتلة وغيرها من متطلبات الإجماع.

لا يتلقى المعدّن مكافأة الكتلة إلا إذا كانت الكتلة المرسلة صالحة وأُدرجت في البلوكشين المقبولة.

لا تستطيع أجهزة التعدين إجبار العقد على قبول كتلة غير صالحة.

ما معدل التجزئة؟

يقيس معدل التجزئة حجم أعمال التعدين المنفذة خلال فترة زمنية.

يُعبّر عنه عادةً بعدد التجزئات في الثانية، أو بالكيلوتجزئة أو الميجاهاش أو الجيجاهاش أو التيراهاش أو وحدات أكبر.

تعتمد الوحدة المناسبة على خوارزمية التعدين وسرعة الأجهزة.

عمومًا، يمنح معدل التجزئة الأعلى المعدّن احتمالًا أكبر لإيجاد عمل صالح، إذا بقيت العوامل الأخرى دون تغيير.

لا يمكن مقارنة معدلات التجزئة لخوارزميات مختلفة مباشرةً.

فقد يتطلب معدل جيجاهاش واحد في الثانية على خوارزمية ما أجهزة وطاقة مختلفتين تمامًا عن المعدل نفسه على خوارزمية أخرى.

لذلك، ينبغي ربط معدل التجزئة المُعلن بـGPU محددة وخوارزمية وبرنامج وإعدادات تردد وحد طاقة محدد.

تعدين GPU وصعوبة التعدين

تمثل صعوبة التعدين مدى صعوبة إيجاد إثبات عمل يطابق هدف البلوكشين.

تعدّل كثير من شبكات إثبات العمل الصعوبة وفقًا لإنتاج الكتل مؤخرًا أو إجمالي قوة التعدين.

عند انضمام مزيد من الأجهزة إلى الشبكة، قد ترتفع الصعوبة للحفاظ على توقيت الكتل قريبًا من هدف البروتوكول.

لذلك، قد يحقق المعدّن معدل التجزئة نفسه، لكنه يكسب عملات أقل بعد ارتفاع صعوبة الشبكة.

وعندما يغادر المعدّنون وتنخفض الصعوبة، قد تحصل الأجهزة المتبقية على حصة أكبر من الإصدار المتوقع.

لا يضمن تعديل الصعوبة أن يصبح التعدين مربحًا، إذ تتغير أيضًا أسعار التوكنات والرسوم وتكاليف الطاقة ومكافآت الكتل.

GPU مقابل CPU

صُممت CPU للتحكم المرن والمنطق المتسلسل ومهام نظام التشغيل وأعباء العمل ذات التفرعات المعقدة.

أما GPU فمهيأة لمعالجة عدد كبير من العمليات الحسابية المتشابهة بالتوازي.

قد تتفوق GPU كثيرًا على CPU في خوارزمية تعدين عالية التوازي.

وقد تؤدي CPU أداءً أفضل في خوارزمية تعتمد على تنفيذ غير متوقع للتعليمات أو ذاكرة تخزين مؤقت كبيرة أو أنماط وصول إلى الذاكرة تناسب المعالجات متعددة الاستخدامات.

على سبيل المثال، يذكر الوصف الرسمي لـRandomX أن الخوارزمية محسّنة لوحدات CPU وتستخدم تنفيذًا عشوائيًا للتعليمات وتقنيات كثيفة الذاكرة.

يمكن لوحدات GPU معالجة بعض الخوارزميات الموجهة لوحدات CPU تقنيًا، لكنها قد تكون أقل كفاءة.

يجب إجراء المقارنة الصحيحة باستخدام الخوارزمية نفسها وقياس الطاقة وإصدار البرنامج وتكلفة التشغيل نفسها.

GPU مقابل ASIC

ASIC هي دائرة متكاملة مخصصة لتطبيق معين ومصممة لغرض محدود.

عادةً ما تُحسّن ASIC الخاصة بتعدين العملات المشفرة لخوارزمية واحدة أو لمجموعة خوارزميات مترابطة.

وقد يمنحها هذا التخصص معدل تجزئة وكفاءة في استهلاك الطاقة أعلى بكثير من GPU متعددة الاستخدامات.

يوضح دليل مطوري Bitcoin للتعدين أن برامج تعدين Bitcoin الحديثة ترسل أعمال ترويسة الكتلة إلى أجهزة ASIC.

نتيجة لذلك، لا تنافس وحدات GPU العادية أجهزة ASIC الحديثة لتعدين Bitcoin في الظروف الاقتصادية المعتادة.

لكن GPU تظل أكثر مرونة، إذ يمكنها تشغيل برامج مختلفة أو استخدامها في أعمال غير التعدين.

وقد يصعب تحقيق الربح باستخدام ASIC إذا فقدت الخوارزمية التي تدعمها قيمتها أو تغيرت.

وقد يكون سوق إعادة بيع GPU أوسع، لكن قيمة إعادة البيع غير مضمونة.

GPU مقابل FPGA

FPGA هي مصفوفة بوابات قابلة للبرمجة ميدانيًا، ويمكن إعادة تهيئة منطق أجهزتها بعد التصنيع.

توفر مرونة أكبر من ASIC، لكنها تتطلب عادةً تطويرًا أكثر تخصصًا من GPU.

قد يتفوق تنفيذ FPGA المصمم جيدًا على GPU من حيث كفاءة الطاقة في خوارزميات معينة.

عادةً ما يكون الحصول على وحدات GPU وبرمجتها وإعدادها وإعادة استخدامها أسهل.

لذلك، ينتشر تعدين FPGA أكثر بين المشغلين المتقدمين تقنيًا والمشاريع المتخصصة.

يعتمد الجهاز الأنسب على الخوارزمية وتكلفة التطوير وسعر الكهرباء وتوافر الأجهزة والعمر الافتراضي المتوقع.

هل تستطيع GPU تعدين Bitcoin؟

تستطيع GPU حساب خوارزمية إثبات العمل SHA-256 الخاصة بـBitcoin من الناحية التقنية.

لكنها لا تستطيع منافسة أجهزة تعدين SHA-256 الحديثة من نوع ASIC اقتصاديًا في الظروف المعتادة.

إذ تنفذ الأجهزة المتخصصة عددًا أكبر بكثير من العمليات ذات الصلة مقابل كل وحدة كهرباء.

ستسهم GPU في التعدين بنسبة ضئيلة جدًا من إجمالي عمل تعدين Bitcoin، ولذلك ستكون أرباحها المتوقعة عادةً ضئيلة.

تشغيل عقدة Bitcoin كاملة لا يعني تعدين Bitcoin ولا يتطلب GPU للتعدين.

تتحقق العقدة الكاملة من الكتل والمعاملات وفق قواعد الإجماع.

أما التعدين فهو نشاط منفصل يهدف إلى إنتاج كتل جديدة.

هل تستطيع GPU تعدين Ethereum؟

لم يعد من الممكن تعدين Ethereum Mainnet باستخدام GPU أو أي جهاز آخر قائم على إثبات العمل.

أكملت الشبكة انتقالها من إثبات العمل إلى إثبات الحصة في 15 سبتمبر 2022.

يوضح الشرح الرسمي لعملية Merge أن تعدين Ethereum أُوقف عندما حل إثبات الحصة محل إثبات العمل.

وتؤمّن الشبكة الآن بواسطة المدققين الذين يشاركون في الإجماع عبر تخزين ETH.

أي برنامج يدّعي تعدين ETH جديدة على Mainnet باستخدام بطاقة رسومات هو برنامج مضلل أو احتيالي.

قد تظل أدلة التعدين التاريخية لـEthereum متاحة على الإنترنت، لكنها تصف تصميم شبكة لم يعد نشطًا.

لا تزال بعض شبكات إثبات العمل المنفصلة تستخدم خوارزميات مرتبطة بنظام التعدين التاريخي لـEthereum.

لكنها ليست Ethereum Mainnet، ولها أصولها وأمنها وسيولتها وقواعدها الخاصة.

هل يمكن تعدين أي عملة مشفرة باستخدام GPU؟

لا تزال بعض العملات المشفرة القائمة على إثبات العمل تدعم خوارزميات تعمل على وحدات GPU الاستهلاكية أو الاحترافية.

وتتغير الخيارات المتاحة مع ترقية الشبكات وتغيير خوارزميات التعدين وظهور أجهزة متخصصة وتطور اقتصاديات المشاريع.

قد تصف شبكة نفسها بأنها مقاومة لـASIC، لكن لا توجد خوارزمية تضمن مقاومة دائمة للأجهزة المتخصصة.

كما أن توافق الخوارزمية مع GPU لا يعني تلقائيًا أن التعدين مربح أو لامركزي أو موفر للطاقة أو آمن.

ينبغي للمعدّنين التحقق من وثائق الإجماع الحالية ومكافأة الكتلة والصعوبة ومعدل تجزئة الشبكة ودعم البرامج وقواعد السحب الخاصة بالأصل المعني.

قد تصبح قوائم التعدين القديمة غير دقيقة بعد انقسام صلب أو تغيير الخوارزمية.

خوارزميات التعدين كثيفة الذاكرة

صُممت الخوارزمية كثيفة الذاكرة لتتطلب سعة كبيرة للذاكرة أو نطاقًا تردديًا عاليًا لها أو وصولًا غير متوقع إليها.

وقد يقلل ذلك من الميزة التي تحققها الشرائح البسيطة التي تضم أعدادًا كبيرة من وحدات التجزئة فقط.

غالبًا ما تمتلك وحدات GPU ذاكرة فيديو ذات نطاق ترددي عالٍ، ما يجعلها مناسبة لبعض أعباء العمل كثيفة الذاكرة.

قد تتطلب الخوارزمية مجموعة بيانات أو رسمًا بيانيًا لا دوريًا موجّهًا أو مساحة عمل مؤقتة أو بنية بيانات أخرى تبقى في الذاكرة.

قد تعجز بطاقة الرسومات التي لا تملك VRAM كافية عن تعدين الخوارزمية حتى لو كان معالجها سريعًا بما يكفي.

ولا تضمن كثافة الذاكرة مقاومة ASIC دائمًا، إذ يمكن للأجهزة المتخصصة أن تتضمن أنظمة ذاكرة مصممة خصيصًا.

ما VRAM؟

VRAM هي ذاكرة عالية السرعة متاحة مباشرةً لمعالج الرسومات.

قد تستخدم برامج التعدين VRAM لتخزين مجموعات البيانات والقيم الوسيطة والحالة الخاصة بالخوارزمية.

قد تتوقف خوارزمية تعدين عن العمل على GPU قديمة عندما يصبح حجم مجموعة البيانات المطلوبة أكبر من سعة VRAM القابلة للاستخدام في البطاقة.

ولا تكون سعة الذاكرة المُعلنة متاحة بالكامل دائمًا، إذ قد تحجز برامج التشغيل ووظائف العرض ونظام التشغيل جزءًا منها.

قد تكون سرعة VRAM ونطاقها الترددي أهم من تردد النواة في بعض الخوارزميات.

أما في خوارزميات أخرى، فيكون لمعدل معالجة المعالج تأثير أكبر.

لا تؤدي زيادة VRAM تلقائيًا إلى رفع معدل التجزئة إذا لم تستطع الخوارزمية استخدام السعة الإضافية.

تردد النواة وتردد الذاكرة

يمثل تردد النواة تردد تشغيل وحدات المعالجة في GPU.

ويؤثر تردد الذاكرة في سرعة نقل البيانات من VRAM وإليها.

قد تستفيد الخوارزمية كثيفة الحوسبة كثيرًا من رفع تردد النواة.

وقد تستفيد الخوارزمية كثيفة الذاكرة أكثر من سرعة الذاكرة ونطاقها الترددي.

يمكن أن يؤدي رفع الترددات إلى زيادة استهلاك الطاقة والحرارة وعدم الاستقرار وإجهاد الأجهزة.

ينبغي اختبار إعدادات التعدين للتحقق من المشاركات الصحيحة والاستقرار طويل الأمد، لا تقييمها استنادًا إلى معدل التجزئة المعروض فقط.

قد تعرض زيادة التردد غير المستقرة أداءً مرتفعًا، لكنها تنتج عملًا مرفوضًا أو غير صحيح.

حد الطاقة في GPU وخفض الجهد

يحد إعداد الطاقة من كمية الكهرباء التي يُسمح لبطاقة الرسومات باستهلاكها.

ويقلل خفض الجهد من الجهد المزود عند تردد تشغيل محدد.

يستخدم المعدّنون هذه الطرق غالبًا لتحسين الكفاءة بدلًا من تعظيم معدل التجزئة الخام.

قد يكون الانخفاض الطفيف في معدل التجزئة مقبولًا إذا أدى إلى انخفاض أكبر بكثير في استهلاك الكهرباء.

قد تتسبب الإعدادات المفرطة في أعطال أو إعادة تشغيل لبرنامج التشغيل أو حسابات غير صالحة أو إعادة تشغيل النظام.

وقد تختلف استجابة كل طراز من GPU، بل وكل شريحة على حدة.

ينبغي اعتبار إعدادات معدّن آخر نقطة بداية لا قيمًا آمنة مضمونة.

كفاءة التعدين

تقارن كفاءة التعدين معدل التجزئة المفيد باستهلاك الطاقة الكهربائية.

وقد تُقاس بعدد التجزئات لكل واط أو بعدد الواطات لكل وحدة من معدل التجزئة.

غالبًا ما تكون الكفاءة أهم من الأداء الأقصى لأن الكهرباء تكلفة تشغيل مستمرة.

قد تكون GPU أبطأ أكثر ربحية من GPU أسرع إذا أنتجت عملًا أكبر لكل واط.

قد لا تشمل قراءات الطاقة في البرامج الخسائر في مزود الطاقة واللوحة الأم وCPU والمراوح والتوزيع الكهربائي.

ينبغي أن يعتمد تحليل التشغيل الدقيق على قياس استهلاك النظام الكامل من مقبس الكهرباء.

مكونات منصة تعدين GPU

تتضمن منصة تعدين GPU عادةً بطاقة رسومات واحدة أو أكثر، ولوحة أم، وCPU، وذاكرة نظام، ووحدة تخزين، ومزودات طاقة، ونظام تبريد، واتصالًا بالشبكة.

قد تستخدم الأنظمة متعددة وحدات GPU كابلات رفع لتوصيل بطاقات الرسومات بفتحات التوسعة في اللوحة الأم.

يجب أن تدعم اللوحة الأم ونظام التشغيل عدد الأجهزة المستهدف.

وينبغي أن يوفر مزود الطاقة خرجًا مستمرًا كافيًا وموصلات متوافقة.

يجب أن تكون الكابلات والموصلات ومعدات التوزيع مصنفة لتحمل التيار المار فيها.

قد تؤدي ترتيبات الطاقة المرتجلة إلى مخاطر فرط الحرارة والحريق والصعق الكهربائي وتلف المعدات.

قد تكون مراجعة مختص كهربائي مناسبة للتركيبات الكبيرة أو التي تعمل باستمرار.

تبريد منصة تعدين GPU

قد يبقي التعدين GPU تحت حمل ثقيل لفترات طويلة.

وتنتج البطاقة حرارة يجب التخلص منها من المعالج والذاكرة ومكونات تنظيم الجهد والبيئة المحيطة.

قد يعتمد التبريد على مشتتات الحرارة أو المراوح أو التهوية أو تكييف الهواء أو الأنظمة السائلة أو أنظمة الغمر.

لا يضمن انخفاض درجة حرارة النواة المعروضة بقاء الذاكرة أو مكونات الطاقة ضمن الحدود الآمنة.

قد يحد الغبار من تدفق الهواء ويقلل كفاءة التبريد.

وقد تتآكل المراوح بعد التشغيل لفترات طويلة.

تُعد مراقبة الحرارة والتنظيف وترك مسافات آمنة واستخدام أدوات الإيقاف ضرورية للتعدين المستمر.

هل يتسبب التعدين في تلف GPU؟

لا يؤدي التعدين تلقائيًا إلى تدمير بطاقة الرسومات.

قد تقصر الحرارة المرتفعة طويلًا والجهد العالي والطاقة المفرطة وضعف التبريد والغبار والتعديلات غير المستقرة وتآكل المراوح عمر المكونات.

يمكن لبطاقة جيدة التبريد ومضبوطة بكفاءة أن تعمل باستمرار لسنوات.

ومع ذلك، قد تتعطل الأجهزة حتى عندما تبدو درجات الحرارة طبيعية.

قد لا يعرف المشترون في السوق الثانوية كيف استُخدمت البطاقة أو أُصلحت.

ينبغي اختبار GPU المستعملة في التعدين سابقًا للتحقق من أخطاء الذاكرة وأداء التبريد وحالة المراوح ومخرج العرض واستقرارها تحت أعباء العمل.

مجمعات تعدين GPU

ينسق مجمع التعدين مساهمات إثبات العمل من عدد كبير من المعدّنين.

ويرسل المشاركون إثباتات أقل صعوبة تُسمى «المشاركات» لإثبات العمل الذي أسهموا به.

يوزع المجمع الإيرادات وفق طريقة الدفع المعتمدة عندما يجد معدّنوه كتلًا، أو وفق نموذج دفع آخر محدد.

المشاركات ليست كتلًا على البلوكشين، ولا تكون لها عادةً قيمة خارج نظام المحاسبة الخاص بالمجمع.

قد يفرض المجمع رسومًا أو حدًا أدنى للمدفوعات أو يرفض العمل المتأخر أو يؤخر التوزيعات.

وقد يتعرض مشغلو المجمعات أيضًا لأعطال تقنية أو اختراقات أمنية أو محاسبة غير نزيهة.

ينبغي للمعدّنين فهم معادلة الدفع والتحقق من أن معدل التجزئة المبلغ عنه قريب من الأداء الفعلي المقبول.

التعدين الفردي باستخدام GPU

يعني التعدين الفردي محاولة إيجاد كتلة دون مشاركة مكافأتها عبر مجمع تقليدي.

قد يحصل المعدّن الفردي الناجح على مكافأة الإصدار المسموح بها ورسوم المعاملات.

لكن قد يعمل المعدّن الصغير أشهرًا أو سنوات دون العثور على كتلة.

يمكن تقدير الإيرادات المتوقعة إحصائيًا، لكن النتائج الفعلية على المدى القصير شديدة التفاوت.

يتطلب التعدين الفردي عادةً برنامج عقدة موثوقًا وإنشاء الكتل بصورة صحيحة واتصالًا بالشبكة وبرنامج تعدين متوافقًا.

ولا ينبغي الخلط بينه وبين برامج التعدين السحابي الوهمية التي تعرض أرصدة تعدين محاكاة.

المشاركات المقبولة والمرفوضة والمتأخرة

المشاركة المقبولة هي عمل صالح للمجمع وصل ضمن الوقت وقواعد الصعوبة المطلوبة.

أما المشاركة المرفوضة فلا تجتاز واحدًا أو أكثر من فحوصات المجمع.

وقد تكون المشاركة المتأخرة صالحة لمهمة تعدين سابقة، لكنها وصلت بعد انتقال المجمع إلى عمل أحدث.

قد تنجم النسبة المرتفعة للمشاركات المتأخرة عن زمن استجابة ضعيف للشبكة أو برنامج غير مستقر أو أجهزة محمّلة فوق طاقتها أو خادم مجمع بعيد.

وقد تشير المشاركات غير الصالحة إلى رفع مفرط للتردد أو أخطاء في الذاكرة أو مشكلات في برنامج التشغيل أو برامج غير متوافقة.

يقل معنى معدل التجزئة المعروض عندما يُرفض جزء كبير من العمل المرسل.

كيفية حساب إيرادات تعدين GPU

تعتمد إيرادات التعدين المتوقعة على حصة المعدّن من العمل الصالح على الشبكة.

تشمل المتغيرات المهمة معدل التجزئة وصعوبة الشبكة ووقت الكتلة ومكافأة إصدارها ورسوم المعاملات ورسوم المجمع ومدة التشغيل.

تعتمد الإيرادات المقومة بالعملة الورقية أيضًا على القيمة السوقية للعملة المشفرة المُعدّنة.

يساوي ربح التشغيل الإيرادات مطروحًا منها تكاليف الكهرباء والتبريد والاستضافة والصيانة ورسوم المجمع والضرائب والتمويل واستهلاك الأجهزة.

توفر حاسبة الربحية تقديرًا لا عائدًا مضمونًا.

قد تتغير صعوبة الشبكة وسعر التوكن قبل تسليم الأجهزة المشتراة حديثًا.

وقد تصبح معدلات المكافآت المعلنة قديمة أيضًا بعد عملية تنصيف أو ترقية للبروتوكول.

حساب تكلفة الكهرباء

يساوي استهلاك الطاقة الكهربائية اليومي القدرة بالكيلوواط مضروبة في ساعات التشغيل.

تستهلك منصة تسحب 1.2 كيلوواط لمدة 24 ساعة 28.8 كيلوواط ساعة يوميًا.

وتساوي تكلفة الكهرباء اليومية كمية الطاقة المستهلكة مضروبة في سعر الكيلوواط ساعة.

ينبغي إضافة استهلاك التبريد والتهوية إلى الاستهلاك المباشر لأجهزة التعدين.

قد تزيد أسعار المرافق بحسب وقت الاستخدام ورسوم الطلب والضرائب ورسوم المنشأة التكلفة الفعلية.

سرقة الكهرباء أو تجاوز العداد أمر غير قانوني وقد يؤدي إلى مخاطر جسيمة على السلامة.

مخاطر ربحية تعدين GPU

قد تختفي ربحية التعدين سريعًا عندما تنخفض أسعار التوكنات أو ترتفع الصعوبة.

وقد يقلل جيل جديد من الأجهزة قدرة البطاقات الحالية على المنافسة.

وقد تغير الشبكة خوارزمية التعدين أو تتخلى عن إثبات العمل.

وقد يغلق المجمع أو يغير هيكل رسومه.

وقد ترتفع أسعار الكهرباء.

وقد تتعطل الأجهزة قبل استرداد تكلفتها الشرائية.

ينبغي للمعدّن وضع نماذج لسيناريوهات انخفاض الأسعار وارتفاع الصعوبة وانخفاض الرسوم قبل استثمار مبلغ كبير.

تعدين GPU واللامركزية

قد يتيح تعدين GPU للأفراد المشاركة باستخدام أجهزة استهلاكية متاحة على نطاق واسع.

وقد يدعم هذا الوصول توزيعًا أوسع للمعدّنين مقارنةً بخوارزمية تتطلب أجهزة مخصصة نادرة.

لكن وحدات GPU لا تضمن اللامركزية.

فقد يشتري المشغلون الكبار آلاف البطاقات ويحصلوا على كهرباء أرخص ويتفاوضوا على شروط استضافة أفضل.

وقد تتركز أيضًا عملية إنشاء قوالب الكتل لدى مجمعات التعدين حتى عندما تكون الأجهزة موزعة على نطاق واسع.

ينبغي أن يشمل تحليل اللامركزية الكامل توريد الأجهزة وتركيز المجمعات وتطوير البرامج وإمكانية الوصول إلى الطاقة والتحكم في اختيار الكتل.

تعدين GPU واستهلاك الطاقة

تستهلك شبكة تعدين GPU الكهرباء لأن المعدّنين يكررون حسابات إثبات العمل.

يعتمد إجمالي طلب الشبكة على الطاقة على عدد الأجهزة النشطة وكفاءتها.

قد تقلل GPU الأعلى كفاءة الطاقة المستهلكة لكل تجزئة، لكنها قد تشجع على مزيد من التعدين ما دامت الربحية جذابة.

كما يؤثر مصدر الكهرباء في الأثر البيئي.

ويؤثر في البصمة الكاملة كل من الطاقة المتجددة والطاقة الأحفورية وازدحام الشبكة ومتطلبات التبريد وتصنيع الأجهزة.

غالبًا ما تتجاهل الادعاءات بأن تعدين GPU صديق للبيئة تلقائيًا أو ضار تلقائيًا سياقًا مهمًا.

وحدات GPU وعقد العملات المشفرة

لا يتطلب تشغيل عقدة بلوكتشين عادية عادةً GPU قوية.

يعتمد أداء العقدة غالبًا أكثر على قدرة CPU والذاكرة وسرعة التخزين وسعته ونطاق الشبكة الترددي.

تتحقق العقدة من المعاملات والكتل بدلًا من البحث بين أعداد هائلة من حلول إثبات العمل.

لا يؤدي تركيب بطاقة رسومات عالية الأداء تلقائيًا إلى جعل العقدة الكاملة أكثر حجية.

تمنح قواعد الإجماع العقدة الصالحة القدرة على رفض الكتل غير الصالحة بصرف النظر عن أداء الرسومات لديها.

قد تستخدم برامج بلوكتشين متخصصة تسريع GPU، لكن ذلك يختلف عن التحقق العادي الذي تنفذه العقدة.

وحدات GPU وإثباتات المعرفة الصفرية

أصبحت لوحدات GPU استخدامات مهمة في العملات المشفرة تتجاوز التعدين.

قد تتطلب أنظمة المعرفة الصفرية قدرًا كبيرًا من الحسابات المتوازية لإنشاء إثباتات تشفيرية.

يثبت المُبرهِن صحة عملية حسابية دون أن يضطر كل متحقق إلى إعادة تنفيذ العملية كاملة.

يمكن لتسريع GPU تقليل زمن إنشاء الإثباتات وزيادة معدل إنتاجها.

يتضمن التوثيق الحالي لمُبرهِن ZK Stack إعدادًا لمُبرهِن يستخدم GPU، ويحدد متطلبات VRAM وCPU والذاكرة والتخزين.

كما تصف متطلبات أجهزة SP1 وحدات GPU المتوافقة مع CUDA لإنشاء الإثباتات محليًا بسرعة أكبر.

يدعم هذا النوع من أعباء العمل توسيع البلوكشين والحوسبة القابلة للتحقق، لا إصدار العملات عبر إثبات العمل.

تعدين GPU مقابل إنشاء الإثباتات باستخدام GPU

يبحث تعدين GPU عن نتائج إثبات عمل تحقق هدف صعوبة الشبكة.

أما إنشاء الإثباتات باستخدام GPU فينفذ حسابات تشفيرية منظمة لإثبات صحة عملية حسابية.

غالبًا ما يكافئ التعدين التنافس الذي تكرر فيه أجهزة كثيرة محاولات متشابهة، ولا تنتج الكتلة إلا عن عمل مختار.

أما إنشاء الإثباتات فينتج إثباتًا محددًا يحتاج إليه نظام rollup أو تطبيق أو نظام حوسبة قابلة للتحقق.

تختلف متطلبات الأجهزة وأنماط الذاكرة والبرامج ونماذج الإيرادات وافتراضات الأمان.

قد لا تناسب GPU ذات الأداء الجيد في التعدين مُبرهِنًا حديثًا يتطلب سعة VRAM كبيرة أو قدرة حوسبة محددة.

وحدات GPU في أبحاث البلوكشين وأمنها

يمكن للباحثين استخدام وحدات GPU لاختبار أداء التشفير وتحليل مجموعات بيانات البلوكشين الكبيرة وتسريع تجارب الأمن.

كما يمكن لأدوات تخمين كلمات المرور والبحث عن المفاتيح استخدام وحدات GPU، ما ينطوي على آثار أمنية دفاعية وهجومية.

يجب أن تكون كلمة مرور المحفظة القوية أو عبارة المحفظة الذهنية مقاومة للتخمين الآلي واسع النطاق.

قد تكون عبارات الاسترداد التي ينشئها البشر والمفاتيح الخاصة المتوقعة معرضة للخطر حتى عندما يكون تشفير البلوكشين نفسه آمنًا.

ينبغي للمحافظ الشرعية إنشاء المفاتيح عبر عملية عشوائية آمنة تشفيريًا.

لا يستطيع أي مستوى من أمان GPU حماية عبارة استرداد أُدخلت في موقع تصيد احتيالي.

استئجار GPU والحوسبة السحابية

تتيح الخدمات السحابية الوصول مؤقتًا إلى وحدات GPU عن بُعد لإنشاء الإثباتات أو الأبحاث أو تحليل البيانات أو تجارب التعدين.

ينبغي مقارنة تكلفة الاستئجار بالقيمة المتوقعة لعبء العمل.

قد تكون عقود التعدين غير مربحة عندما تتجاوز رسوم GPU بالساعة مكافآت العملات المشفرة المتوقعة.

وقد يتمكن مزود الخدمة عن بُعد من الوصول إلى بيانات وصفية لعبء العمل أو معلومات الحساب أو مواد المفاتيح غير المحمية.

يجب عدم وضع المفاتيح الخاصة وعبارات الاسترداد على جهاز سحابي غير موثوق.

ينبغي للتطبيقات التي تستخدم وحدات GPU مستأجرة فصل العمل الحسابي عن صلاحية توقيع المعاملات.

أمان برامج تعدين GPU

تحتاج برامج التعدين عادةً إلى صلاحيات واسعة للوصول إلى GPU وبرنامج التشغيل والشبكة ونظام التشغيل.

قد تسرق البرامج الضارة الملفات أو تستبدل عناوين المحافظ أو تثبت أدوات وصول عن بُعد أو تعدّن لمصلحة مهاجم.

ينبغي للمعدّنين الحصول على البرامج من مصادر المشاريع الموثقة والتحقق من توقيعات الإصدارات أو قيم التجزئة عند توافرها.

لا ينبغي تعطيل التحذيرات الأمنية تلقائيًا لمجرد أن برامج التعدين تُصنّف أحيانًا على أنها عالية المخاطر.

يمكن لنظام تعدين مخصص تقليل تعرض المستندات الشخصية ومفاتيح المحافظ القيّمة للخطر.

ولا حاجة إلى تخزين المفاتيح الخاصة لمحفظة استلام المكافآت على منصة التعدين.

مخاطر برامج تشغيل GPU والبرامج الثابتة

تحتاج GPU إلى برامج تشغيل تتيح لنظام التشغيل وبرنامج التعدين التواصل معها.

قد يقلل برنامج التشغيل غير المتوافق الأداء أو يتسبب في الأعطال أو يمنع برنامج التعدين من اكتشاف الجهاز.

قد تغير تعديلات البرامج الثابتة غير الرسمية الجهد أو التردد أو توقيت الذاكرة أو حدود الطاقة.

وقد يؤدي فشل تحديث البرنامج الثابت إلى جعل بطاقة الرسومات غير قابلة للاستخدام.

وقد تلغي البرامج الثابتة المعدلة الضمان أو تسبب سلوكًا كهربائيًا غير آمن.

ينبغي حفظ نسخ احتياطية والتحقق من وجود طريقة استرداد قبل إجراء أي تغيير على البرنامج الثابت.

الاستيلاء على موارد الحوسبة للتعدين (Cryptojacking)

يعني Cryptojacking استخدام موارد حاسوب شخص آخر دون إذنه لتعدين العملات المشفرة أو تنفيذ أعمال مرتبطة بذلك.

قد تعمل الشيفرة الضارة عبر برامج مثبتة أو خوادم مخترقة أو نصوص المتصفح أو بيانات اعتماد سحابية مسروقة.

تشمل العلامات التحذيرية حملًا غير متوقع على GPU وارتفاع استهلاك الكهرباء وصوت المراوح العالي وارتفاع الحرارة وتراجع أداء الحاسوب.

لا يُعد هذا التعدين مشروعًا لأن مالك الجهاز لم يمنح موافقة مستنيرة.

يمكن أن تقلل تحديثات النظام وضوابط الوصول والمراقبة وإزالة البرامج غير المعروفة من هذا الخطر.

برامج تعدين GPU المزيفة

قد يعرض برنامج التعدين المزيف معدلات تجزئة وأرصدة مكافآت مختلقة دون تنفيذ عمل حقيقي على البلوكشين.

وقد يطلب دفع مبلغ مقدمًا قبل إتاحة السحب.

وقد يطلب أيضًا عبارة الاسترداد أو المفتاح الخاص أو الوصول عن بُعد إلى حاسوب المستخدم.

لا يتطلب التعدين المشروع كشف المفتاح الخاص لمحفظة المكافآت.

يكفي المعدّن تقديم عنوان عام لاستلام الأموال.

تُعد الأرباح اليومية المضمونة علامة تحذير كبيرة لأن إيرادات التعدين وأسعار العملات المشفرة متغيرة.

كيفية تقييم GPU لأعمال العملات المشفرة

ابدأ بتحديد مهمة التعدين أو إنشاء الإثباتات أو الحوسبة المطلوبة بدقة.

تحقق من توافق البرنامج مع بنية GPU ونظام التشغيل وبرنامج التشغيل وواجهة البرمجة المتاحة.

قِس معدل التجزئة أو إنتاج الإثباتات باستخدام إعدادات واقعية.

قِس استهلاك الطاقة الكامل من المقبس بدلًا من الاعتماد على تقديرات البرامج فقط.

تأكد من أن البطاقة تملك VRAM كافية لعبء العمل الحالي والمتوقع مستقبلًا.

راجع التبريد والضوضاء والمساحة والسعة الكهربائية والضمان وخيارات إعادة البيع.

احسب الربحية بافتراضات متحفظة لا أفضل يوم حديث.

أخطاء شائعة في تعدين GPU

من الأخطاء الشائعة شراء الأجهزة استنادًا إلى أعلى معدل تجزئة فقط.

قد تكون الكفاءة وتكلفة الكهرباء والمشاركات المقبولة أهم من الأداء المعلن.

ومن الأخطاء أيضًا افتراض استمرار إيرادات تعدين Ethereum التاريخية.

لم تدعم Ethereum Mainnet التعدين منذ سبتمبر 2022.

والخطأ الثالث مقارنة معدلات التجزئة عبر خوارزميات غير مترابطة.

أما الرابع، فهو نسيان تكاليف التبريد وخسائر مزود الطاقة ورسوم المجمع والضرائب واستهلاك الأجهزة.

والخامس تخزين مفاتيح المحافظ القيّمة على حاسوب تعدين مكشوف.

والسادس الاعتقاد بأن العائد المُعلن سيظل ثابتًا طوال العمر الافتراضي للأجهزة.

الأسئلة الشائعة

ما معنى GPU؟

GPU اختصار لـGraphics Processing Unit، أي وحدة معالجة الرسومات.

ما استخدام GPU في العملات المشفرة؟

يمكن استخدام GPU لتعدين العملات المشفرة وإنشاء إثباتات المعرفة الصفرية وأبحاث البلوكشين ومعالجة البيانات وغيرها من أعباء العمل التشفيرية المتوازية.

لماذا تناسب وحدات GPU التعدين؟

لأنها تستطيع تنفيذ حسابات متشابهة كثيرة في الوقت نفسه عبر عدد كبير من وحدات المعالجة.

هل GPU هي نفسها بطاقة الرسومات؟

GPU هي المعالج، بينما تضم بطاقة الرسومات عادةً GPU وVRAM ونظام تبريد ومكونات طاقة ولوحة دوائر.

هل تستطيع GPU تعدين Bitcoin؟

يمكنها حساب تجزئات Bitcoin، لكنها لا تنافس اقتصاديًا أجهزة ASIC الحديثة لتعدين Bitcoin في الظروف المعتادة.

هل تستطيع GPU تعدين Ethereum؟

لا. انتهى تعدين Ethereum Mainnet عندما انتقلت الشبكة إلى إثبات الحصة في 15 سبتمبر 2022.

هل لا يزال بالإمكان تعدين عملات مشفرة أخرى باستخدام GPU؟

نعم، تدعم بعض شبكات إثبات العمل خوارزميات متوافقة مع GPU، لكن يجب التحقق من التوافق والربحية لكل شبكة على حدة.

هل تنشئ GPU عملات مشفرة مجانية؟

لا، فالتعدين يتطلب أجهزة وكهرباء وبرامج واتصالًا بالشبكة وصيانة وعملًا صالحًا مقبولًا.

ما معدل تجزئة GPU؟

يقيس معدل تجزئة GPU مقدار أعمال التعدين الخاصة بخوارزمية معينة التي تنفذها البطاقة في الثانية.

هل معدل التجزئة الأعلى أفضل دائمًا؟

لا، فقد يكون المعدل الأعلى أقل ربحية إذا تطلب كهرباء أكثر بكثير أو أدى إلى عمل غير مستقر.

ما VRAM في التعدين؟

VRAM هي ذاكرة رسومات عالية السرعة تُستخدم لتخزين مجموعات البيانات والمعلومات الوسيطة التي تتطلبها بعض خوارزميات التعدين.

هل تزيد VRAM الأكبر سرعة التعدين؟

ليس تلقائيًا، إذ تفيد السعة الإضافية فقط عندما تستطيع الخوارزمية أو مهمة العمل استخدامها.

ما كفاءة تعدين GPU؟

تقارن كفاءة التعدين معدل التجزئة المفيد الناتج بالطاقة الكهربائية المستهلكة.

ما منصة تعدين GPU؟

منصة تعدين GPU حاسوب مُهيأ ببطاقة رسومات واحدة أو أكثر لتنفيذ حسابات إثبات العمل.

كم عدد وحدات GPU التي يمكن استخدامها في منصة تعدين؟

يعتمد العدد العملي على اللوحة الأم ونظام التشغيل ومزود الطاقة والمسافات وبرامج التشغيل والتبريد وبرنامج التعدين.

هل يتسبب التعدين في تلف GPU؟

قد يزيد التعدين التآكل إذا أسيء التحكم في الحرارة أو الجهد أو الطاقة أو الغبار أو التبريد، لكن الاستخدام المستمر لا يدمر البطاقة تلقائيًا.

ما درجة الحرارة الآمنة لتعدين GPU؟

تعتمد الحدود الآمنة على طراز GPU ونوع الذاكرة وتصميم اللوحة وإرشادات الشركة المصنعة ومستشعر الحرارة المستخدم.

ما خفض الجهد؟

يقلل خفض الجهد جهد التشغيل لتقليل استهلاك الطاقة والحرارة مع محاولة الحفاظ على أداء مستقر.

ما المشاركة المتأخرة في التعدين؟

هي عمل يُرسل بعد انتقال المجمع أو الشبكة إلى مهمة تعدين أحدث.

ما المشاركة المرفوضة؟

هي عمل لا يستوفي شروط الصلاحية أو التوقيت أو الصعوبة أو الإرسال التي يحددها المجمع.

هل التعدين عبر مجمع أفضل من التعدين الفردي؟

يوفر التعدين عبر المجمع عادةً دفعات أصغر وأكثر تكرارًا، بينما تكون نتائج التعدين الفردي شديدة التفاوت وقد تتيح الحصول على مكافأة كتلة كاملة.

هل أحتاج إلى مفتاح خاص على منصة التعدين؟

لا، يكفي عادةً عنوان عام لاستلام المكافآت، وينبغي إبعاد المفاتيح الخاصة القيّمة عن نظام التعدين المكشوف.

هل يتطلب تشغيل عقدة كاملة GPU؟

لا، يعتمد تشغيل العقدة العادية عمومًا أكثر على موارد CPU والذاكرة والتخزين والشبكة.

هل يمكن استخدام GPU لإثباتات المعرفة الصفرية؟

نعم، تستخدم عدة أنظمة حديثة لإنشاء الإثباتات وحدات GPU لتسريع الحسابات المتوازية اللازمة لإنشاء الإثباتات التشفيرية.

هل إنشاء الإثباتات باستخدام GPU هو نفسه تعدين GPU؟

لا، إذ يثبت إنشاء الإثباتات صحة عملية حسابية محددة، بينما يبحث التعدين عن إثبات عمل يحقق هدف الشبكة.

هل يمكن استخدام GPU للألعاب في أعمال العملات المشفرة؟

قد تدعم برامج التعدين أو إنشاء الإثباتات، لكن الأداء يعتمد على البنية وVRAM وبرامج التشغيل وقدرة الحوسبة وعبء العمل المحدد.

هل أرباح تعدين GPU مضمونة؟

لا، إذ تتغير الأرباح مع أسعار العملات المشفرة والصعوبة والمكافآت والرسوم وأسعار الكهرباء وكفاءة الأجهزة ومدة التوقف.

ما Cryptojacking؟

هو الاستخدام غير المصرح به لأجهزة شخص آخر أو موارده السحابية لإجراء عمليات حوسبة للعملات المشفرة.

هل تعدين GPU السحابي آمن؟

ينطوي على مخاطر مرتبطة بمزود الخدمة والتسعير والأمن والربحية، ولا ينبغي أن يتطلب مطلقًا كشف المفاتيح الخاصة للمحفظة.

كيف أختار GPU للتعدين؟

قارن الأداء الخاص بالخوارزمية واستهلاك الطاقة من المقبس وVRAM والتبريد وسعر الشراء ودعم البرامج والضمان والإيرادات المتوقعة الواقعية.

هل يمكن لـGPU تعدين عدة عملات مشفرة في الوقت نفسه؟

يمكن لبعض البرامج تقسيم موارد الأجهزة أو تنفيذ أعباء عمل مدمجة، لكن مشاركة الموارد تقلل عادةً الأداء المتاح لكل مهمة.

هل تحقق GPU الأغلى دخلًا أكبر دائمًا؟

لا، فسعر الشراء لا يضمن كفاءة أفضل أو توافقًا برمجيًا أو ربحية أعلى للتعدين.

الخلاصة

GPU معالج عالي القدرة على المعالجة المتوازية، وأصبحت مهمة للعملات المشفرة لأنها تنفذ عددًا كبيرًا من الحسابات المتشابهة في الوقت نفسه.

جعلت بنيتها تعدين GPU أسرع بكثير من تعدين CPU في عدة خوارزميات مبكرة لإثبات العمل.

تهيمن أجهزة ASIC المتخصصة على تعدين Bitcoin الحديث، ولذلك لم تعد بطاقات الرسومات العادية تنافس في تعدينها.

كما لا يمكن تعدين Ethereum Mainnet باستخدام GPU بعد انتقال الشبكة من إثبات العمل إلى إثبات الحصة في سبتمبر 2022.

لا تزال بعض شبكات إثبات العمل المنفصلة تدعم خوارزميات متوافقة مع GPU، لكن التوافق التقني لا يضمن الربحية.

تعتمد نتائج التعدين على معدل التجزئة والكفاءة والصعوبة ومكافآت الكتل والرسوم وأسعار التوكنات وقواعد المجمع والكهرباء والتبريد وموثوقية الأجهزة.

قد تؤثر سعة VRAM ونطاق الذاكرة الترددي وأداء النواة وحدود الطاقة ودعم برامج التشغيل في الخوارزميات بطرق مختلفة.

ينبغي للمعدّن قياس العمل المقبول واستهلاك الطاقة الكلي من المقبس بدلًا من الاعتماد على معدل التجزئة الذي يعرضه البرنامج فقط.

وتظل لوحدات GPU قيمة في أنظمة العملات المشفرة خارج نطاق التعدين أيضًا.

تستخدم أنظمة حديثة لإنشاء إثباتات المعرفة الصفرية تسريع GPU لإنتاج إثباتات لتوسيع البلوكشين والحوسبة القابلة للتحقق.

وهذا يعني أن دور وحدات GPU في الكريبتو توسع من البحث عن كتل إثبات العمل إلى دعم البنية التحتية التشفيرية والحوسبة المتقدمة.

ينبغي تقييم أجهزة GPU وفقًا لعبء عمل محدد، لا اعتبارها أجهزة تولد دخلًا تلقائيًا.

يتطلب التشغيل الآمن برامج موثقة ومعدات كهربائية مناسبة وتبريدًا فعالًا ونمذجة مالية واقعية وفصل الأنظمة الحاسوبية عن المفاتيح الخاصة القيّمة.