ASIC-майнеры. История, разновидности, преимущества, недостатки и доходность

С момента своего появления в 2013 году ASICs стали неотъемлемой частью криптовалютного мира. Они появились как альтернатива обычным компьютерам и видеокартам, которая позволила вывести процесс майнинга на совершенно новый уровень эффективности. В этой статье мы с вами рассмотрим историю создания, разновидности, преимущества, недостатки и доходность ASIC-майнеров.

Что такое ASIC-майнер

ASIC-майнер — это устройство, которое использует ASIC-устройства (интегральная схема для конкретного применения) для того, чтобы добывать криптовалюту, такую как Биткоин (BTC) или Лайткоин (LTC). Оно работает, решая сложные однотипные математические задачи, необходимые для обработки и проверки транзакций в сети криптовалюты. Как только эти задачи решены, ASIC-майнер получает награду в виде некоторой криптовалюты, например BTC-майнеры сейчас получают 6,25 BTC за блок.

Если вам интересно, как работают ASIC-майнеры на техническом уровне, то вы должны знать, что они используют специальные микросхемы, которые умеют делать одну операцию быстро и много раз подряд. Эта операция называется хешированием, и она превращает любые данные в короткий код из букв и цифр (для сети Биткоина это двойное хеширование SHA-256 данных, где меняется одно 32-битное слово, по сути, это счетчик или «nonce»). Хеширование делается два раза подряд для каждого nonce, и результат сравнивается с требуемым количеством нулей. ASIC-майнеры могут перебирать миллионы nonce в секунду, пока не найдут нужный. При этом они обычно работают лишь с одним видом криптовалюты, которая использует такой же алгоритм хеширования.

Поскольку ASIC-майнеры могут решать эти задачи значительно быстрее и эффективнее, чем обычные компьютеры и видеокарты, данные устройства сразу после своего появления почти вытеснили с рынка обычных майнеров, которые не смогли себе позволить купить довольно дорогостоящие асики (обычно майнеры используют связку из нескольких десятков и даже тысяч асиков).

История появления асиков

ASIC-майнеры появились в 2013 году как альтернатива обычным компьютерам и видеокартам, которые не могли конкурировать с растущей сложностью майнинга. Однако история ASIC началась задолго до появления блокчейна и криптовалюты. Первые ASIC-устройства были разработаны в 1960-х годах для специфических приложений, таких как телефонные коммутаторы и калькуляторы. 

В 1970-х годах появились первые технологии gate array и standard cell. Это два различных способа проектирования и изготовления ASIC, которые позволяли создавать более сложные и настраиваемые ASICs. Оба варианта используются для различных целей, в том числе для добычи криптовалюты.

• Gate array — это частично изготовленная микросхема, которая содержит повторяющиеся блоки неподключенных транзисторов, соединяющихся в логические устройства (например, логические элементы и т.п.) в соответствии с индивидуальным заказом путем добавления металлических соединительных слоев на заводе. Gate array обычно имеют ограниченные функциональные возможности и требуют больше площади кристалла, чем standard cell.
• Standard cell — это группа транзисторов и соединительных структур, которая обеспечивает логическую функцию (например, И, ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, НЕ) или функцию хранения (триггер или защелка). Standard cell создаются на пустых подложках и состоят из множества библиотечных компонентов, таких как функциональные стандартные блоки. Standard cell более эффективны и используют меньше площади кристалла, чем gate array. 

В 1980-х годах ASIC стали занимать значительное место на рынке интегральных схем, поскольку они выдавали намного более высокую вычислительную мощность при меньшем потреблении электричества на единицу хешрейта (мощности). При этом они становились более сложными и функциональными, включая в себя целые микропроцессоры, блоки памяти и другие элементы. Такие ASIC обычно называли system-on-chip (SoC), так как они представляют собой полную систему на одном кристалле.

На рынке майнинга асики впервые появились в 2013 году, когда компания Canaan Creative выпустила первый ASIC для добычи биткоинов. Эти устройства, в отличие от майнеров, использующих центральные процессоры (CPU) или видеокарты (GPU), были разработаны специально для майнинга BTC. Все аппаратные и программные компоненты ASIC от Canaan Creative были изначально заточены под выполнение строго тех вычислений, которые необходимы для добычи новых блоков Биткоина.

Это было важным событием, поскольку асики выдают значительно большую мощность при потреблении меньшего количества электроэнергии по сравнению с персональными компьютерами и видеокартами. С тех пор появилось множество других компаний, производящих ASIC-майнеры для различных криптовалют.

Основные виды ASIC-майнеров

Существуют два основных типа ASIC-майнеров по критерию совместимости с алгоритмами: одноалгоритмные майнеры и мультиалгоритмные майнеры.

• Одноалгоритмные — это устройства, специально разработанные для добычи одной криптовалюты или небольшой группы криптовалют, которые используют один и тот же алгоритм хеширования. Например, Биткоин использует алгоритм SHA-256, поэтому для его добычи нужны ASIC-майнеры, ориентированные на SHA-256. Одноалгоритмные майнеры имеют преимущество в скорости и эффективности, но также имеют недостаток — ограниченная гибкость и адаптивность.
• Мультиалгоритмные — это устройства, которые могут добывать различные криптовалюты, использующие разные алгоритмы хеширования. Например, Baikal BK-D может добывать криптовалюты, которые используют алгоритмы Blake (14r), Blake (8r), LBRY и / или Pascal2. Мультиалгоритмные майнеры имеют преимущество в гибкости и адаптивности, но также они не настолько эффективны и обычно требуют значительно больше ватт.

Кроме этого, одноалгоритмные ASIC-майнеры также принято разделять на несколько типов в зависимости от того, для какого алгоритма они заточены:

• SHA-256 ASIC. Эти майнеры предназначены для добычи таких криптовалют, как Bitcoin (BTC) и Bitcoin Cash (BCH).
• Scrypt ASIC. Scrypt — это алгоритм майнинга, используемый такими криптовалютами, как Litecoin (LTC). Scrypt ASIC-майнеры разработаны для этого конкретного алгоритма.
• Ethash ASIC. Такие майнеры созданы для добычи криптовалют, работающих на алгоритме Ethash, таких как Эфириум (ETH). Ранее Ethash использовался среди майнеров на GPU, но позднее появились Ethash ASIC-майнеры, которые стали более эффективными.
• X11 ASIC. Алгоритм X11 используется Dash (DASH), NativeCoin (N8V), Bolivarcoin (BOLI), BitSend (BSD).
• CryptoNight ASIC. CryptoNight — это алгоритм, используемый в некоторых криптовалютах, включая Monero (XMR), Bytecoin (BCN).
• Equihash ASIC. Алгоритм Equihash используется в криптовалютах, таких как Zcash (ZEC), Bitcoin Gold (BTG), Horizen (ZEN), Komodo (KMD).
• SHA-3 ASIC. Алгоритм SHA-3 используется в нескольких криптовалютах: Nexus (NXS), TERA (TERA), MaxCoin (MAX) и других.

Преимущества и недостатки

Преимущества ASIC-майнеров заключаются в следующем:

• Высокая производительность. Асик-майнеры спроектированы исключительно для выполнения одной задачи — майнинга. Из-за этого они способны обеспечить значительно большую производительность по сравнению с общими компьютерами или графическими картами.
• Эффективность по энергопотреблению. ASIC-майнеры потребляют намного меньше электроэнергии на единицу хешрейта по сравнению с альтернативами. Это делает их более экономичными в долгосрочной перспективе.
• Стабильность и надежность. ASIC-майнеры создаются для долгосрочного использования и обычно имеют надежные компоненты и конструкцию. Они редко подвержены поломкам, если используются по назначению.
• Высокий хешрейт. ASIC-майнеры способны обеспечить высокий хешрейт, что позволяет майнерам быстрее решать блоки и получать награду. 

Недостатки ASIC-майнеров заключаются в следующем:

• Высокая стоимость. ASIC-майнеры обычно дорогие и требуют больших капитальных вложений. Это может быть барьером для новых майнеров.
• Ограниченная гибкость. ASIC-майнеры имеют ограниченную совместимость с разными криптовалютами, поскольку они работают только с определенными алгоритмами хеширования. Это означает, что если криптовалюта изменит свой алгоритм или потеряет свою ценность, то ASIC станет бесполезным.
• Централизация майнинга. Из-за довольно высокой стоимости ASIC-майнеров майнинг часто становится доступным только крупным игрокам, что может способствовать его централизации в руках небольшого числа участников.

Доходность ASIC-майнеров

Доходность ASIC-майнера зависит от нескольких факторов, таких как стоимость электроэнергии в вашей стране, хешрейт устройства, текущая цена криптовалюты и сложность майнинга. Ниже представлена обобщенная таблица доходности ASIC-майнеров для нескольких популярных моделей. Пожалуйста, имейте в виду, что эти цифры могут изменяться в зависимости от времени и конкретных условий.

Будущее асиков

Несмотря на то что ASIC-майнеры уже сейчас довольно мощные и эффективные, они все еще имеют ряд проблем, которые ограничивают их развитие. Чтобы разрешить эти трудности, разработчики асиков экспериментируют с различными технологиями и подходами, стремясь найти оптимальный вариант реализации майнинга на ASIC.

Вот несколько направлений, которые пытаются развить создатели ASIC:

• Улучшение технологии чипов. Все производители асиков разрабатывают более продвинутые чипы на основе 1-3 нанометровых техпроцессов, которые позволяют увеличить хешрейт и снизить потребление электричества.
• Улучшение технологии охлаждения. ASIC-майнеры при работе выделяют много тепла, которое необходимо отводить от устройства. Традиционно для этого используются вентиляторы или радиаторы, но они создают шум и требуют дополнительного пространства. Поэтому некоторые производители ищут альтернативные способы охлаждения, такие как жидкостное или иммерсионное охлаждение. Такие методы позволяют снизить температуру асиков, повысить их надежность и продлить срок службы.
• Увеличение безопасности и защиты. Еще разработчики ASIC-майнеров пытаются защитить свои устройства от взлома, кражи данных и мощностей, повреждения или саботажа. Например, они применяют шифрование данных, аутентификацию владельца, антитамперные механизмы, датчики давления и температуры, а также другие средства обеспечения безопасности.
• Расширение функциональности. Асики обычно предназначены для добычи одной или нескольких криптовалют на определенном алгоритме хеширования. Однако некоторые производители пытаются сделать свои устройства более универсальными и полезными для других целей. Например, асики могут использоваться для добычи множества криптовалют или для обработки данных, искусственного интеллекта, интернета вещей и других вещей.
• Уменьшение размера и веса. Также разработчики ASICs стремятся сделать свои устройства более компактными и легкими, чтобы сэкономить пространство и упростить транспортировку. Например, они используют более плотную разводку плат, более мелкие компоненты и более тонкие корпуса.
• Улучшение экологичности. И наконец, разработчики хотят снизить вредное воздействие своей деятельности на окружающую среду и общество. Например, они используют возобновляемые источники энергии, утилизируют отходы, поддерживают благотворительные проекты и соблюдают этические нормы.

Выводы

ASIC-майнеры остаются одним из наиболее эффективных и производительных средств для добычи виртуальных монет. Высокий хешрейт и энергоэффективность делают асики привлекательным выбором для опытных майнеров. Однако следует помнить, что успех в мире майнинга зависит не только от выбора оборудования, но и от понимания технологии и текущей конъюнктуры рынка. Перед инвестированием в ASIC-майнеры важно тщательно изучить текущие условия и риски, чтобы принимать обоснованные решения и максимизировать потенциальную доходность.