对于数字加密货币而言，ASIC芯片真的重要吗？
文 | 包永刚
来自雷锋网（leiphone-sz）的报道
雷锋网按：本文作者是基于区块链的云存储平台Sia的首席开发人员，大约一年前和Sia团队的一些成员创立了加密货币ASIC制造公司Obelisk。创立新公司使他对数字加密货币市场有了更深的认识，本文他分享了ASIC芯片与数字货币玩家之间的关系。
所有芯片都是ASIC
很多人认为计算芯片分为三类：CPU，GPU和ASIC，但实际上芯片领域只有一种类型的芯片——ASIC。 在Nvidia，Intel和其他公司内部，他们都将其产品称为ASIC，所谓的其它类型的芯片实际上只是ASIC的另一说法。
如果用1到10来衡量芯片的灵活性，用英特尔的CPU代表'1'，针对比特币的ASIC代表'10'。在这个尺度上，GPU的灵活性是'2'。如果 设计人员有能力设计从1到10区间的芯片， 当设计人员从'1'移动到'10'的时候，失去了灵活性但获得了性能的提升，当然也会因为牺牲灵活性可以减少设计和开发的工作量。
但我们之所以没有看到通用性强的GPU和完全不灵活的ASIC之间的的产品，是因为通常在放弃足够的灵活性不选择GPU的时候，只想到一个非常具体的应用程序，并且愿意牺牲每一点灵活性最大限度提高性能。另外，设计完全不灵活的ASIC也要便宜得多，这也是一般看不到灵活度介于中间产品的原因。
当然也有介于GPU和ASIC之间产品的特例，如Baikal 矿机和Google TPU，这些芯片可以在比GPU性能更好的同时上覆盖灵活的应用。 Baikal 的案例特别有趣，因为它已经足够淘汰大量数字加密货币开采使用的基本相同的芯片——GPU。
由于芯片设计人员具有制造灵活的芯片的能力，无论是轻微灵活性还是高度灵活性，每一种灵活性都只需牺牲一点性能，这也让ASIC的普及应用面临障碍。
ASIC在加密货币中应用的障碍
ASIC的算法障碍
许多人对ASIC的悲观态度持续了很长时间，并且也有足够的理由。不过通用计算芯片像CPU、GPU甚至DRAM为了满足通用计算需求都不能真正发挥其计算性能，但通用的芯片如果只针对特定优化的算法，其性能的潜能就可以发挥出来。
不过，绝大多数的ASIC抗性算法都是由软件工程师设计的，他们对定制硬件的局限性做出了假设，而这些假设往往是不正确的。 很多算法设计人员似乎都没有意识到，ASIC中可以将芯片的计算核心和存储部分当作一个整体。
以Equihash为例，当GPU执行Equihash计算时，必须由片外存储器将数据传入计算核心进行操作，然后在将结果传至片外存储器。不过Equihash需要对数据进行的操作非常简单，可以将计算核心和存储合并在一起，这意味着可以在同一个地方进行大部分操作，大幅减少传输数据的损耗，并大大减少了传输的时间。可以看到，人们在过去的一年生产出了非常高效的Equihash ASIC。
因此当Bitmain为Equihash发布性能强大的ASIC时并不让然感到意外。但我们内部的研究表明，Bitmain ASIC的性能实际上低于我们研究结果的5到10倍，这其中可能有很多原因，但我们认为未来几个月有功能更强大的Equihash ASIC推出是相当合理的。
另外，ethash（Ethereum的算法）有宽松的设计，也是迄今为止我们研究过的最抗ASIC的算法，所以不像Equihash那样可以轻松设计出ethash ASIC，从市场上的产品中也可以看到，许多人仍然可以很好地使用性能不那么强的GPU。
需要指出的是，所有支持ASIC的人一直以来都低估了硬件工程师即使在预算有限的情况下也需要围绕特定问题进行灵活性设计的难度。但最终会发现，对于任何算法而言，定制硬件工程师总会能找到一个方法可以击败通用硬件。
ASIC的Hardfork障碍
Equihash是一个有三个参数的算法，Zcash挖矿是针对这些参数的特定选择而出现，而任何简单的Hardfork（雷锋网注：硬分叉，主要指因比特币协议的突发改变而导致的兼容性的问题）都可能改变这些参数中的一个或多个。ASIC能为Equiahsh提供一个基本的架构，能够满足任何硬分叉的参数需求。这意味着，基于这种灵活性算法参数的调整不足以对芯片带来挑战，ASIC相比GPU会有速度和效率的大幅提升。
当然， 很多人没有意识到灵活的ASIC是可能的，并且期望使用小的硬分叉来破坏ASIC在网络上价值。 有时候小的硬分叉可能是足够的，但正如算法可能对ASIC有抗性一样，ASIC可能会成为硬分叉的抗性，特别是当更改较小时。
巨额回报下的秘密ASIC
Monero秘密的ASIC
Monero（门罗币）开发者致力于保持PoW算法的通用结构，并且由于这一承诺，我们相信Monero矿工能够以不到5倍的性能击败硬分叉。几个月前，某集团使用秘密开发ASIC开采Monero被曝光。 不过消息称，自2017年初以来，他们一直在开发这些秘密ASIC， 这些秘密ASIC的投资回报是让该集团得到了足够多的钱。
据估计，Monero的秘密ASIC在被发现之前一年内几乎占据了50％以上的哈希率，但没有被人注意到。 在此期间，Monero的发行很大一部分集中在一个小团队手中，51％的攻击也可能随时被执行。
Monero的硬分叉似乎已经成功影响了ASIC， ASIC设计人员试图在他们的ASIC中增加灵活性，现在Monero已经宣布每年两次的PoW变更，未来可能会看到具有更大灵活性的秘密ASIC。 由于Monero的区块奖励足够高，即使ASIC只有30％的机会存活在PoW硬分叉，但这可能也是值得的。
我的猜测是，Monero矿工将要会建设计新的秘密ASIC，并且这些ASIC将更加灵活，遵循Monero每6个月推出的硬分叉。
其他的秘密ASIC
目前已经有很多针对其他数字加密货币秘密ASIC的传言。 不过拥有秘密ASIC的人往往不会谈论，截至2018年3月，我们已经听说有专门针对Equihash和Ethash的秘密ASIC。 我们相信，在Bitmain Z9发布之前，全部3个不同的组织正在Zcash上采用不同的ASIC进行挖矿。
由于矿工意支付数百万美元为特别的数字加密货币设计产品，因此 即使是低等级的加密货币也有可能为有专用ASIC，为拥有者提供数百万美元的利润。因此，围绕秘密采矿建立了一个非正式的地下工厂。保密也意味着它是断开的，并且大部分是根据谣言和以前的关系来运作的。尽管如此，这是一个非常有利可图的行业，即使发生了像Vertcoin硬分叉的事情，但秘密采矿者遭受的挫折与成功的回报相比显得相形见绌。
有一点可以肯定，每一枚价值超过2000万美元的币都至少有一组秘密的ASIC正在上面开采，或者在几个月内将有秘密的ASIC开采。 检测是否有秘密ASIC最简单的方法是GPU的回报，但是随着ASIC持续渗透到市场上的每一个币种，这将不再是一个可靠的度量标准，因为不会有一个足够大以维持GPU作为基准的矿场。
ASIC游戏已经成为如此竞争激烈的游戏，因为回报足够大。
ASIC芯片不重要
大多数矿机初创公司似乎都非常注重芯片本身，不过 从我们所看到的情况来看，该芯片实际上还不到整个故事的一半，但如果你拥有的是世界上最好的芯片，也不会成为一个有竞争力的制造商。
作为一名矿工，一天的目标是以尽可能少的钱做尽可能多的哈希， 更快和更节能的芯片意味着只需要在芯片上花费更少就可以获得更多哈希率。但矿工不只是花钱在芯片和电力上， 还需要在PCB、控制器、以太网、电源和电源管理、风扇、机箱、数据中心的货架等方面花钱。
因此，芯片只是成功开采的一部分，如果没有看到这一点可能会最终因为芯片而失去赚钱的机会。 实际上，这也是导致Butterfly Labs失败的原因之一 他们设计了一款能产生数百瓦热量的高性能芯片，相比而言Bitmain芯片的典型功率约为6瓦。 但Butterfly Labs不得不与昂贵、尖端、不可靠的冷却系统斗争，这使得他们的强大的芯片迟迟不能上市并且运营成本太高。
Bitmain被低估
人们往往低估了Bitmain（比特大陆），他们有最多的钱，因为规模经济而占主导地位。当然，他们产品上市的时间最短、拥有加密货币芯片最好的芯片开发人员、他们已经在几十个地方创新，从大多数人不知道的地方降低成本和提升效率，以上这些都让他们占据主导地位。因此，Bitmain可以确保在每一次迭代中都是顶尖的。
另外，我觉得很多人低估Bitmain或者认为因为他们玩弄手段，认为他们不可能在不耍诈的情况下继续下去。 但事实并非如此。 他们玩弄手段是因为他们可以在另一方面进行业务优化，并不受惩罚。 他们所做的一切都是高度优化的。 如果我们想了解挖矿，需要认识到今天大部分控制采矿的是一个令人印象深刻、技术精湛、精细化的实体。
结论
所有这一切都表明挖矿是对大型玩家来说的。花的钱越多才能拥有的更多的优势，并且没有一种简单的方法来可以改变这个事实。 至少在传统的共识中，一个产生和控制大部分哈希率的大型实体似乎或多或少都是最终的胜者，并且最好的情况是有2或3个主要参与者处于相同的地位。
虽然这是不利于消息，但它不是比特币或其他加密货币的世界末日。 哈希率分散是一项很好的选择，但也有很多其他激励措施和机制可以使垄断制造商保持步调一致。 比特币/ Segwit2x情况就是一个很好的例子， 超过80％的哈希率公开支持激活Segwit2x，但整体动作失败。
还有很多其他工具可供加密货币开发人员和社区使用，以应对恶意的哈希率，包括硬分叉和社区拆分。 哈希率所有者知道这一点，因此他们小心翼翼地不做任何会引起反抗或威胁其健康利润流量的事情。 现在我们知道会有大量集中的哈希率，但我们仍然可以继续作为开发人员和发明人研究即使哈希率汇集到少数几个地方也是安全的结构和方案。
雷锋网编译 via sia
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