Майнинг — слово которое мелькает в новостных сводках уже не реже чем курс доллара или политическая обстановка в мире. Буквально несколько лет назад о том, что такое майнинг знали только продвинутые специалисты в IT индустрии. Именно они рассказывали своим друзьям и знакомым о таких загадочных понятиях как Bitcoin, блокчейн и майнинг. Постепенно эти определения из разряда мифологии начали перемещаться в обиход обычных людей. Всё больше и больше пользователей начали интересоваться, что такое майнинг, как им заниматься, и можно ли с этого заработать денег. В итоге дело дошло до того, что на данный момент о майнинге можно услышать даже из ежедневных сводок новостей с федеральных каналов российского телевидения.
Так что же это такое, майнинг? Почему в последние годы все буквально ринулись скупать видеокарты, вкладывая в это дело очень большие деньги. Порой даже рисковать не только всем своим состоянием, но и заемными средствами, говоря проще, набирая кредиты.
На эти вопросы мы сегодня и постараемся ответить.
Часть 1 — распределение вычислений.
Майнинг, то есть процесс добычи криптовалют, стал очень популярным в последние годы, однако сам он появился задолго до этого. Ажиотаж, вызванный вокруг него в 2017 — 2018 годах — это уже вторая по счёту волна. Впервые майнинг стал массовым явлением в 2010-2011 годах, ровно через год после добычи первого биткоина. Для того чтобы полностью понять картину происходящего необходимо перенестись на несколько лет ранее, а точнее в начало двухтысячных годов, когда персональные компьютеры пользователей впервые начали использоваться в специализированных задачах.
Любой персональный компьютер по сути является большим и мощным калькулятором, который занимается тем, что просчитывает те или иные действия, формулы, расчёты. Даже когда вы просто водите мышкой по экрану, процессор выполняет просчеты ее координат, то есть совершает математические действия. Итак во всём, начиная от работы в Microsoft Word и заканчивая играми.
Все эти математические расчёты могут быть, как простыми, так и сложными. Для первых хватит мощности обычного процессора, а вот уже для более сложных расчетов требуется суперкомпьютеры, которые занимают целые ангары, потребляют киловатты электроэнергии и выделяет большое количество тепла.
На этих монстрах ученые производили сложные вычисления формул лекарственных препаратов, конструкции мостов, ядерные реакции и так далее. Однако, настал момент когда даже самые мощные суперкомпьютеры стали не в силах выполнить поставленные задачи. Имеющегося уровня производительности стало катастрофически не хватать, либо же, для обеспечения необходимого уровня производительности требовалось привлечение слишком больших денежных средств. Выделение подобных сумм, оказались не в состоянии потянуть даже самые крупные мировые университеты. И в этот момент, ученым и энтузиастам, в голову пришла очень хорошая мысль. По всему миру насчитываются миллионы компьютеров, суммарная мощность которых сопоставима с одним, а может быть и несколькими суперкомпьютерами. При этом для их работы не требуются долгие месяцы предварительных разработок, строительство ангаров, и выделение больших электрических мощностей.
Так зародился один из самых популярных проектов по распределенным вычислениям folding@home.
Распределенные вычисления — это один из множества способов обработки больших массивов данных, которые делятся на множество маленьких частей и рассылаются пользователям для обработки.
Проект распределенных вычислений под названием folding@home был запущен 1 октября 2000 года. Его основателями стали ученые из стэнфордского университета, а непосредственным руководителем профессор Виджей Панде. На тот момент данный проект стал революционным, ничего похожего в мире тогда не существовало. Главная цель проекта folding@home — моделирование сложных процессов свертывания и развертывания молекулы белка. Это очень помогло ученым приблизиться к пониманию процессов возникновения обширного списка болезней. Среди них были такие диагнозы как: болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, болезнь Хантингтона и так далее.
Для того чтобы присоединиться к команде единомышленников от пользователей не требовалось ничего сверхсложного. Работает folding@home довольно просто. Пользователи скачивают необходимое программное обеспечение, своего рода клиент, который сам в автоматическом режиме выполняет все необходимые действия. Единственное, зачем необходимо следить участникам распределённых вычислений, это работоспособность их оборудования.
Многим пользователям проект folding@home запомнился одним примечательным случаем. Когда данный проект принёс непосредственную пользу, а точнее выздоровление жене одного из участников. История умалчивает название конкретной болезни, поразившей девушку, однако одно известно точно. В определенный момент врачи попросили родственников помочь им в разработке лекарства, у них не было возможности быстро посчитать все необходимые формулы, которые бы помогли синтезировать препарат и спасти девушке жизнь. Тогда-то folding@home и пришел на помощь, молодой человек, участник данного проекта, купил около двух сотен видеокарт и заставил их рассчитывать необходимые формулы. В итоге всё закончилось очень хорошо, лекарство было найдено, оно спасло не только жизнь героев данной истории, но и множество других людей по всему миру.
В первые несколько лет никакого финансового вознаграждения участники folding@home не получали, они работали благодаря своему энтузиазму, и большому спасибо от ученых со всего мира. Однако позднее у данного проекта появилась своя криптовалюта, которой заказчики (ученые, разработчики лекарств и т.д.) расплачиваются с майнерами, хотя это определение мало подходит к участникам folding@home. Монета называется FoldingCoin, причем у нее даже есть свой слоган — Mine Medicine, Not Hashes (майни лекарства, а не хеши). Однако привлекательность данного проекта, как альтернативы традиционному майнингу, пока полностью не подтверждена.
Если перейти к более конкретным цифрам, то на конец 2012 года в системе folding@home работало около 250.000 процессоров, 22.000 видеокарт и почти 20.000 игровых приставок Sony PlayStation 3. Вся эта армада процессоров, видеокарт и игровых приставок обеспечивала уровень производительности около 6 ПетаФлопс, для сравнения один из немецких суперкомпьютеров «SuperMuc», на тот момент выдавал около 3 ПетаФлопс. А несколькими годами ранее данный проект даже попал в книгу рекордов Гиннеса, как самая мощная сеть распределенных вычислений.
Часть 2 — зарождение системы блокчейн
Переходя к рассмотрению самого процесса майнинга нельзя не рассказать о том, что непосредственно послужило его началом, а именно системе блокчейн.
Блокчейн — это своеобразная база данных с распределенным хранением информации на тысячах и десятках тысяч компьютеров по всему миру.
Говоря проще, блокчейн, по сути является обычной электронной книгой, хранящей информацию обо всех транзакциях. Работать с этой информацией может только один пользователь, остальные доступа к ней не имеют.
Одним из создателей данной системы считается японский программист Сатоши Накамото. Об этом человеке буквально ходят легенды. Кто-то считает, что это действительно японский парень, придумавший и оптимизированный код для системы блокчейн. Кто-то считает, что это целая группа программистов, и Сатоши Накамото является лишь их псевдонимом. А третьи, и вовсе заявляют что Сатоши Накамото является Илон Маск.
На данный момент абсолютно все криптовалюты существуют благодаря системе блокчейн. С ними осуществляются транзакции, покупка-продажа, переводы и т.д. Одной из отличительных особенностей системы блокчейн от других способов осуществления денежных транзакций, является хранение информации о каждой отдельной транзакции на всех носителях. Таким образом обеспечивается безопасность операций, так как фальсифицировать отдельный перевод невозможно.
Так как же всё это работает? Для того чтобы это лучше понять рассмотрим одно изображение и на его примере разберем весь процесс.
Итак, например, пользователь хочет перевести деньги другому участнику данной системы. Информация об этой транзакции представляется в виде блока, блок зашифрован криптографическим ключом и хранится на всех устройствах, подключенных к системе блокчейн. Вовремя осуществления транзакции данный блок проверяется на наличие несоответствий, и в случае утвердительного ответа всех участников, позволяется проведение транзакции. Проверенный блок автоматически добавляется к цепочке предыдущих блоков (осуществленных переводов). В результате каждый пользователь системы содержит информацию обо всех транзакциях с выбранной криптовалютой с самого момента ее основания. Тем самым осуществить перевод в темную невозможно, так как требуется одобрение всех устройств, участников системы блокчейн.
Криптовалюта или cryptocurrency — определение, которое было впервые опубликовано в журнале Forbes в 2011 году. Это цифровая или электронная валюта, которая производится в интернете и хранится там же, на виртуальных кошельках.
Появление криптовалют, которые сейчас так жарко все обсуждают, было мотивировано потребностью провидения анонимных переводов денег по всему миру, а также возможностью унифицировать выплаты пользователям, задействованным в системе распределенной обработки блоков данных.
Первой криптовалютой в мире стала монетка Bitcoin, основанная тем самым загадочным японским программистом Сатоши Накамото. Именно он придумал и оптимизировал алгоритм SHA256, на котором и работала монетка Bitcoin (SHA256 алгоритм, на котором работал не только Bitcoin, но и множество других систем). Первый генезис блок Bitcoin был создан 3 января 2009 года, в клиенте сети bitcoin v0.1. Тогда была создано всего лишь 15 блоков, то есть Сатоши Накамото первым «намайнил» около 750 монет Bitcoin. В тот день с кошелька Сатоши было произведено 5 транзакций. Эти первые Биткоины использовались для передачи денег между узким кругом программистов.
В те далекие времена добывать биткоины можно было даже на самых простых компьютерах, так как расчет блоков можно было осуществлять даже на одноядерном или двухъядерном процессоре. Однако с течением времени сложность блоков серьёзно возрастала и мощности даже четырехъядерных процессоров стало не хватать. Одновременно с этим стоимость Bitcoin подскочила настолько, что его добыча стала приносить реальные деньги, конечно не такие большие как сейчас. Например, в июле 2010 года за один Bitcoin давали примерно 10 центов, таким образом за день можно было заработать около 5 долларов.
Мощность подключенных к сети компьютеров, а также сложность добычи самих монет постоянно росли, это заставило первых майнеров задуматься о переходе на более производительное устройство, нежели центральные процессоры. И тут им приглянулись видеокарты, которые даже на тот момент обладали несопоставимо большим количеством вычислительных блоков нежели ЦП (ядер CUDA или потоковых процессоров в случае AMD). Кроме того, стоимость компьютера с несколькими процессорами оказывалась значительно больше стоимости системы с несколькими графическими ускорителями.
Первая добыча криптовалюты на GPU была проведена 18 июля 2010 года, на модифицированном драйвере OpenCL, однако широкое распространение майнинг на графических процессорах получил только в сентябре 2010 года, когда были опубликованы первые майнеры на базе ПО CUDA для видеокарт nVidia, а в октябре для Radeon на базе OpenCL.
18 сентября того же года открылся первый пул для добычи криптовалюты bitcoincz, с общей мощностью 10 GH/s. После этого, меньше чем через полгода, bitcoin сравнялся с долларом и за несколько месяцев преодолел планку стоимости в 20 долларов за одну монету.
Первые майнеры, почувствовавшие вкус легких денег, сразу же кинулись скупать видеокарты по всему миру, это и была та самая первая волна майнинга, о которой до сих ходит множество слухов.
Дефицит видеокарт на рынке, а также дороговизна содержания и обслуживания системы привели к поиску альтернативного решения для добычи Bitcoin. Этим решением стали fpga-майнеры (Field-Programmable Gate Array) –вычислительное устройство, состоящее из множества полупроводниковых юнитов (процессоров) с возможностью свободного конфигурирования производителем или самим пользователем.
Однако эра FPGA-майнеров была недолгой, так как желающих приобретать устройство с ограниченным функционалом за несколько тысяч долларов было очень мало. По своей сути fpga-майнеры представляли из себя специальные платы с распаянными на них версиями процессоров с уменьшенным энергопотреблением и функционалом. Например, для обеспечения уровня производительности в 1 GH/s fpga-майнеру требовалось всего 20 Вт электроэнергии, в то время как ферме с видеокартами, для обеспечения такого же уровня производительности, было необходимо в 20-30 раз больше электроэнергии.
За экономию электроэнергии пользователи расплачивались высокой стоимостью самих устройств. Цена одного устройства могла доходить до 15000 долларов. Тем не менее, несмотря на то, что данные устройства не прижились на рынке, их наработки были заложены в основу asic-майнеров, которые открыли новую главу в истории майнинга в 2013 году.
asic-майнер — узкоспециализированные устройства, способные выполнять только одну задачу — обработку определенного алгоритма. Эти устройства демонстрируют огромную производительность, по сравнению с видеокартами, но при этом покупатели очень рискуют, т.к. asic-майнеры очень дорого стоят и очень быстро обесцениваются.
На сегодняшний день майнить можно и на видеокартах, и на asic’ах. Просто для каждого из них необходимо выбрать правильный алгоритм, на котором они будут демонстрировать максимальную эффективность. Естественно, каждый из способов майнинга имеет свои достоинства и недостатки, однако о них мы поговорим в следующих материалах.
История майнинга пока что довольно непродолжительная, но при этом очень насыщенная. За восемь с небольшим лет существования добытчиков криптовалют, произошло множество событий, как внутри самой индустрии криптовалют, так и за ее пределами. Майнинг, из банального увлечения и способа легко подзаработать денег, перерос в огромную систему, которая затрагивает даже интересы некоторых государств, не говоря уж об обычных пользователях.
Система блокчейн, при помощи майнинга получила очень мощную пиар компанию, благодаря которой сейчас об использовании блокчейна задумываются многие. Причем не только для обеспечения работы своей криптовалюты, но и для обмена информацией между клиентами или государственными структурами. Первопроходцами в этом стали Арабские Эмираты, где обмен документацией между государственными учреждениями при помощи системы блокчейн уже идет полным ходом.
Сказать, что будет с майнингом дальше, очень сложно, практически не возможно. Эта индустрия меняется слишком быстро, технологии не стоят на месте, и с каждым годом делают все больше неожиданных мощных превращений (усовершенствований).
Выражаем благодарность компании 3Logic за предоставленное для тестирования оборудование, а также спонсорскую поддержку материалов, выходящих в разделе «Майнинг». В ближайшее время мы порадуем вас множеством исследовательских материалов в сфере майнинга, которые позволят вам полностью разобраться в данной теме.
Похожие новости из раздела:
- Гайд по установке внешнего блока питания на ASIC майнер Bitfury B8
- Биткойн упал ниже отметки 40 000 долларов, что повышает надежды на удешевление видеокарт
- Биткойн ASIC Intel «Bonanza Mine» обеспечивает первого крупного клиента, стартап по майнингу криптовалют стоимостью 3,3 миллиарда долларов
- Чипы AMD Navi непригодны для вычислений SETI @ Home