دستگاه ماینر (استخراج) چیست؟

دستگاه ماینر یک نوع سخت‌افزار تخصصی است که برای استخراج یا ماینینگ ارزهای دیجیتال مانند: بیت کوین، اتریوم، و لایت‌کوین طراحی شده است. این دستگاه‌ها با قدرت پردازش بالا و استفاده از الگوریتم‌های رمزنگاری، مسائل پیچیده ریاضی را حل می‌کنند تا تراکنش‌های شبکه‌های بلاکچین را تأیید کرده و بلاک‌های جدیدی به بلاکچین اضافه کنند. در ازای این فعالیت، ماینرها مقداری از آن ارز دیجیتال را به عنوان پاداش دریافت می‌کنند.

 با توجه به اهمیت این فرآیند، دستگاه‌های ماینر از آغاز بیت کوین تا به امروز، تحولات گسترده‌ای را پشت سر گذاشته‌اند.

تاریخچه ماینینگ: از CPU تا ASIC

در آغاز، ماینینگ بیت کوین به کمک پردازنده‌های مرکزی یا CPU انجام می‌شد. ساتوشی ناکاموتو، خالق بیت کوین، اولین تراکنش‌ها را با همین پردازنده‌ها تأیید کرد. این دستگاه‌ها در اوایل ایجاد شبکه بیت کوین و در زمان ارزش کم این ارز، نیاز به قدرت پردازشی بالایی نداشتند. اما با افزایش محبوبیت بیت کوین و گسترش شبکه، ماینرها به دنبال تجهیزات قدرتمندتر برای استخراج بیشتر و سریع‌تر ارزهای دیجیتال رفتند.

در این زمان، کارت‌های گرافیک یا GPUها به دلیل توانایی پردازش موازی خود جایگزین CPUها شدند و قدرت محاسباتی بیشتری را ارائه دادند. با این حال، با ادامه رشد شبکه و افزایش تعداد ماینرها، GPUها نیز از نظر سرعت پاسخگویی محدود شدند. در نهایت، مدارهای مجتمع ویژه ماینینگ یا ASICها وارد بازار شدند. این دستگاه‌ها به‌صورت اختصاصی برای استخراج ارزهای دیجیتال طراحی شده‌اند و با قدرت محاسباتی بسیار بالا و مصرف انرژی بهینه‌تر، تبدیل به گزینه اصلی ماینرها شدند.

تحولات مهم در صنعت ماینینگ

ورود دستگاه‌های ASIC باعث شد که ماینینگ به یک صنعت تخصصی تبدیل شود. با افزایش رقابت و دشواری شبکه، ماینرهای کوچک‌تر به تنهایی نمی‌توانستند موفق به ماینینگ شوند؛ بنابراین، استخرهای ماینینگ ایجاد شدند که در آن‌ها قدرت محاسباتی چندین ماینر با هم جمع می‌شود و پاداش‌ها به‌صورت متناسب تقسیم می‌شود.

در فرآیند ماینینگ، ماینرها به دنبال عدد خاصی می‌گردند که با داده‌های بلاک ترکیب شود و یک رشته هش تولید کند که با تعداد مشخصی صفر شروع می‌شود. هرچه این تعداد صفر بیشتر باشد، حل مسئله سخت‌تر است و دستگاه‌های قوی‌تری نیاز دارد.

هش‌ریت و اهمیت آن در ماینینگ

هش‌ریت، تعداد حدس‌هایی است که یک ماینر می‌تواند در هر ثانیه انجام دهد. این شاخص یکی از مهم‌ترین عوامل موفقیت در ماینینگ است؛ چرا که هر چه هش‌ریت بالاتر باشد، احتمال موفقیت در ایجاد یک بلاک جدید و دریافت پاداش نیز بیشتر می‌شود.

الگوریتم‌های مختلف ماینینگ و دستگاه‌های اختصاصی

• SHA-256: الگوریتمی محبوب که برای بیت کوین طراحی شده است. دستگاه‌های ASIC برای این الگوریتم بهینه‌سازی شده‌اند.
• Scrypt: الگوریتمی مقاوم در برابر ASIC که بیشتر برای لایتکوین استفاده می‌شود.
• Ethash: این الگوریتم که برای اتریوم طراحی شده، وابستگی بیشتری به GPUها دارد.
• X11: ترکیبی از ۱۱ تابع هش که برای جلوگیری از تمرکز یک نوع دستگاه ماینر طراحی شده است و توسط Dash استفاده می‌شود.
• CryptoNight: این الگوریتم بیشتر به CPUها وابسته است و برای رمزارز مونرو طراحی شده تا استفاده از ASICها در این شبکه سخت‌تر شود.

چالش مصرف انرژی و اثرات زیست‌محیطی ماینینگ

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های صنعت ماینینگ، مصرف بالای انرژی است. این مصرف بالا، نه‌تنها هزینه‌ها را افزایش می‌دهد بلکه نگرانی‌های زیست‌محیطی را نیز به همراه دارد. در بسیاری از موارد، این انرژی از منابع فسیلی تأمین می‌شود که باعث انتشار گازهای گلخانه‌ای و تأثیرات منفی بر تغییرات آب و هوایی می‌شود. علاوه بر این، رقابت برای دسترسی به انرژی، منجر به افزایش قیمت و کمبود انرژی در برخی مناطق می‌شود.

تلاش‌ها برای کاهش مصرف انرژی در ماینینگ

• استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر: شرکت‌های ماینینگ در بسیاری از نقاط جهان به سمت انرژی‌های خورشیدی، بادی و آبی رفته‌اند.
• بهینه‌سازی سخت‌افزار: طراحی دستگاه‌های ماینر با کارایی بالاتر و مصرف انرژی کمتر یکی دیگر از راهکارهای کاهش مصرف انرژی است.
• استخرهای ماینینگ: ماینرها می‌توانند با به اشتراک‌گذاری منابع خود در استخرهای ماینینگ، از مصرف انرژی بهینه‌تر استفاده کنند.
• قوانین و مقررات: برخی کشورها، قوانینی برای محدودیت مصرف انرژی در ماینینگ وضع کرده‌اند.

هزینه‌های مرتبط با ماینینگ و مصرف برق

هزینه برق مصرفی دستگاه‌های ماینر به میزان توان مصرفی دستگاه و هزینه برق منطقه بستگی دارد. این محاسبه به‌صورت کلی به شرح زیر است:

1. مصرف روزانه (کیلووات ساعت): توان مصرفی دستگاه * ساعت کارکرد روزانه / ۱۰۰۰
2. هزینه روزانه برق: مصرف روزانه * قیمت هر کیلووات ساعت برق

 

آینده ماینینگ و تغییرات تکنولوژیک

آینده ماینینگ به توسعه فناوری و سیاست‌های جهانی بستگی دارد. با توجه به اهمیت محیط زیست، انتظار می‌رود که در آینده شاهد استفاده بیشتر از فناوری‌های سبز در این صنعت باشیم. همچنین، الگوریتم‌های اجماع جدید، همچون اثبات سهام (Proof of Stake)، می‌توانند باعث کاهش وابستگی به دستگاه‌های ماینر قدرتمند و مصرف انرژی کمتر شوند.

در پایان، باید توجه داشت که اگرچه ماینینگ تنها یکی از عوامل تأثیرگذار بر تغییرات آب و هوایی است، اما تلاش برای کاهش مصرف انرژی و بهینه‌سازی این صنعت می‌تواند تأثیرات مثبتی بر محیط زیست داشته باشد.