以太坊挖矿核心,为何显存大小曾是决定成败的关键

在加密货币挖矿的浪潮中,以太坊(Ethereum)无疑是最具代表性的币种之一,谈及以太坊挖矿,矿工们口中常挂着一个词——“显存”(VRAM, Video Random Access Memory),曾几何时,显存大小几乎成了衡量一张显卡挖矿潜力的黄金标准,甚至直接决定了其ETH挖矿的效率与收益,显存为何在以太坊挖矿中扮演如此至关重要的角色?这要从以太坊的挖矿算法——Ethash说起。

Ethash算法与DAG:显存的“用武之地”

以太坊采用的是Ethash挖矿算法,与比特币的SHA-256算法不同,Ethash是一种“内存哈希函数”(Memory-Hard Function),其设计初衷就是为了抵抗ASIC(专用集成电路)矿机的垄断,让挖矿更多地依赖于通用硬件(如GPU)的内存性能。

Ethash算法的核心在于一个名为“DAG”(Directed Acyclic Graph,有向无环图)的庞大数据集,这个DAG不是一成不变的,它会随着以太坊网络的成长而不断增大。

  1. DAG的产生与增长:DAG由“种子哈希”(seed hash)生成,每个 epoch(约13天,即30,720个区块)会更新一次,DAG的大小与区块号相关,公式大致为:DAG size in G

    随机配图
    iB = 3.68 + (block number - 1435000) * 0.008,这意味着,随着以太坊网络的不断发展,新的区块被挖出,DAG的体积会线性增长,从最初的约几GB,到后来超过5GB,甚至接近8GB(在以太坊合并前,预期会增长到约16GB/epoch,但合并后PoS挖矿已取代PoW)。

  2. DAG在挖矿中的作用:在进行Ethash哈希运算时,GPU需要频繁地从DAG中读取数据,DAG被加载到显卡的显存中,矿工在尝试不同的nonce值来寻找满足难度要求的哈希结果时,必须快速访问DAG中的这些数据,如果显存不足以容纳整个DAG,那么GPU就需要从系统内存(RAM)中读取数据,而系统内存的访问速度远慢于显存,这将导致挖矿效率急剧下降。

显存大小:直接决定能否“装下”DAG

正是由于DAG的存在,显存大小成为了以太坊挖矿的硬性门槛:

  • “门槛效应”:当DAG的大小超过显卡的显存容量时,这张显卡在挖矿时就会变得“力不从心”,甚至无法正常进行有效的哈希运算,当DAG大小达到5GB时,显存小于5GB的显卡(如一些4GB显存的旧显卡)就基本被淘汰出ETH挖矿的舞台,后来,当DAG增长到接近8GB时,6GB、8GB显存的显卡也相继面临挑战。

  • 效率差异:即使在显存容量刚好能容纳或略大于DGB大小的情况下,显存的带宽和速度也会影响挖矿效率,但首要的还是容量,因为如果“装不下”,一切都无从谈起,矿工在选择显卡时,会优先考虑显存容量更大的型号,如GTX 1060 6GB、RX 580 8GB、RTX 3060 12GB等,都是当时ETH挖矿的热门选择,其核心原因就是显存能够跟上DGB的增长步伐。

显存与算力的关系:并非线性,但至关重要

需要指出的是,显存大小并不直接等同于挖矿算力(MH/s),显卡的核心(CUDA核心/流处理器)频率、架构、驱动优化等因素同样显著影响算力,在显存成为瓶颈的情况下,再强大的核心性能也无法发挥,只有当显存能够完全容纳DAG,并且带宽足够支持核心高效读取数据时,显卡的算力潜力才能被充分释放,显存是“1”,其他因素是后面的“0”,没有这个“1”,再多“0”也意义不大。

后Ethash时代:显存角色的演变

故事并未就此结束,2022年9月,以太坊完成了从工作量证明(PoW)到权益证明(PoS)的“合并”(The Merge),这意味着,传统的GPU挖矿方式在以太坊主网上已成为历史,ETH不再通过“挖矿”产生,而是通过“验证”来获得奖励,这更依赖于质押的ETH数量和在线时间,而非显卡的算力或显存大小。

尽管如此,“eth挖币靠显存”这一观念在矿工心中留下了深刻的烙印,并且对于其他仍在使用PoW且依赖内存算法的加密货币(如一些基于Ethash的代币或其他内存哈希算法的币种)而言,显存大小依然是挖矿的关键考量因素,随着技术的发展,新的内存密集型应用或算法也可能再次让显存站在聚光灯下。

回顾以太坊PoW挖矿的时代,“eth挖币靠显存”绝非一句空穴来风,而是Ethash算法与DGB不断增长共同作用下的必然结果,显存大小直接决定了显卡能否有效加载DAG,进而决定了其在以太坊挖矿中的生死存亡和效率高低,这一特性不仅深刻影响了显卡市场的供需格局和矿工的硬件选择,也成为了加密货币挖矿领域中一个独特的现象,虽然以太坊已进入PoS时代,但显存曾在ETH挖矿中的核心地位,仍是加密货币发展史上一段值得铭记的篇章。

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