新以太坊矿工可能改变游戏规则

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　　摘要
　　我们将探讨比特大陆的新型以太坊矿机，并了解与 ASIC 相比，它的效能可能低于大众的预期。我们探讨这个产品可能将赋予矿机对新型更先进的技术的兼容性，新型矿机的技术效能虽然低于 ASIC ，但在某程度上可以降低 PoW 算法变化可能带来的冲击。然后我们得出这样的结论：无论这个特定的以太坊芯片是否能够做到这点，这种类型的技术可能最终会终结为了改善去中心化而使用 ASIC PoW 算法变更的时代，导致最终加密社区不得不接受 ASIC 。
　　概述
　　比特大陆最近推出了一款新的以太坊矿机，被广泛认为是 ASIC ，预计将于 2018 年 7 月底发货。然而，以太坊社区中的很多人反对 ASIC 并更喜欢以 GPU 来挖矿，因为生产 GPU 的公司的主要经营重心在于电脑游戏产业而不是加密产业，这应该意味着硬件分布将更加广泛和公平，从而改善去中心化。因此比特大陆的风险可能是以太坊社区可能决定以硬分叉来改变 PoW 算法，这可能会使比特大陆的矿机贬值并导致其投入的研发费用石沉大海。
　　在本报告中，与以太坊社区相比，我们推测比特大陆可能先行一着。比特大陆可能已经从门罗币那里学到了教训， 门罗币最近进行了 PoW 变更，导致比特大陆的 ASIC 芯片大幅贬值。开发特定的芯片需要一笔相当可观投资，因此我们认为比特大陆可能已经采取了一些对策来避免重蹈覆辙。比特大陆可能已经设计出了一种新型采矿芯片，其 ASIC 效率较低，但将不受 PoW 变更的影响。这会导致以太坊就 PoW 变更做出的硬分叉毫无意义。
　　最近门罗币就对抗 ASIC PoW 的变更
　　2018 年 4 月初， 门罗币社区决定透过硬分叉来改变 PoW 算法，试图令 ASIC 无用武之地，并使 门罗币更加偏向 GPU 挖矿。由于散列率急剧上升，如图 1 和图 2 所示， 门罗币社区认为， ASIC 制造商秘密开发了门罗币 ASIC ，并正在开采门罗币代币。
　　如图 2 所示， 2018 年初 90 日滚动哈希率增长率达到了约 300% (根据 7 日滚动平均数计算)。即便考虑到门罗币价值的急剧上涨，这个增长率也是非同寻常。在门罗币程序员宣布硬分叉的计划之后，比特大陆便开始在官网上出售门罗币 ASIC ，表明他们可能的确一直在秘密开采。如图 1 所示， PoW 变更后，门罗币散列率显着下降。
　　硬分叉之后， 门罗币分裂成两条链，原来规则的代币被称为门罗币原链( XMO )。虽然这枚硬币的价值比门罗币的低，但它的散列率更高，因为除了门罗币原链外，这个 ASIC 没有什么其他代币可挖掘的。这次分叉虽然没有重放攻击保护，但门罗币增加了环签名限制，因此可以通过在门罗币原始链上以较少(少于 7 个)的环签名交易来拆分门罗币和门罗币原链。
　　图 1 – 门罗币的散列率与价格相比
　　资料来源： Coinmarketcap ， BitMEX 研究
　　图 2 – 门罗币的散列率与价格相比 – 7 日移动平均的 90 日滚动百分比
　　资料来源： Coinmarketcap ， BitMEX 研究
　　备注：在 PoW 硬分叉之后的 7 天内，散列率滚动平均排除了硬分叉前的数据
　　比特大陆的新以太坊矿机
　　正如我们上面提到，比特大陆最近推出了一款新的以太坊矿机，预计将于 2018 年 7 月底发货。鉴于门罗币的历史以及以太坊社区中许多人，包括那些在家里采用 GPU 挖掘以太币矿工们)可能对比特大陆的新产品感到不满，比特大陆对此可能会感到担忧。新矿机的一个缺点是可能促使矿工中心化，但除此之外，现有矿工们持有的 GPU 赋予他们的既有经济利益也可能会为该产品带来敌意。比特大陆的管理层并不愚蠢，因此我们认为该公司可能会谨慎行事，并可能已采取措施来缓解部分风险。
　　图 3 – 比特大陆新的以太坊矿机： 蚂蚁矿机 E3
　　矿机规格：
　　●功耗： 800W
　　●哈希率： 180MH / s
　　资料来源：比特大陆
　　该产品的规格如上。根据下表所示，与其他代币 ASIC 的效率增益进行比较，此新型以太坊矿机的效率低于人们对于 ASIC 矿机的期望 。比如比特币 ASIC 的效能比 FPGA 高约 521 倍，而门罗币 ASIC 的效能比 GPU 高约 88 倍。相比之下，新的以太坊矿机效能只比 GPU 高约 1.4 倍。这可能表明新的以太坊矿工根本不是 ASIC ，而只是一种比现有 GPU 矿机更高效的新设备。然而，虽然下表是一个粗略计算，忽略了许多关键的变量和因素，例如以太坊开采算法的记忆密集型特性，但尽管计算结果不是绝对精准，这些数字仍然可以说明观点：
　　图 4 – 矿工效率计算(约值)

矿机	散列率 (GH/s)	功率 (W)	散列能耗 (J/GH)
比特币 (SHA256)
CPU	0.0005	100	200,000
高端 GPU	0.5	300	600
FPGA	0.8	40	50
高端 ASIC	14,000	1,340	0.096
效率提高	521x
以太币 (Ethash)
高端 GPU	0.032	200	6,250
蚂蚁矿机 E3	0.18	800	4,444
效率提高	1.4x
门罗币 (CryptoNight)
高端 GPU	0.0000001	200	2,000,000,000
ASIC	0.000022	500	22,700,000
效率提高	88x

　　资料来源： BitMEX 研究，比特大陆
　　备注：数据是大约数
　　采矿芯片类型和矢量处理器( VP )
　　如下图 5 所示，比特币在 2009 年推出时，一般采用 CPU 进行采矿。但是， GPU 和 FPGA 的体统结构在处理重复散列时的操作更为高效。因此，网络首先转移到 GPU ，然后转移到 FGPA 。 2013 年，出现了特定散列函数的 ASIC 。与 CPU ， GPU 和 FPGA 相比， ASIC 在运行特定散列时的效率更高，但 ASIC 其他散列上的效率非常低或实际上完全无用。
　　图 5 – 加密币芯片类型的发展时间轴
　　资料来源： BitMEX 研究
　　备注：在 2018 年底能否投入矢量处理器( VP )仍待观察
　　比特大陆可能已经开发出一种新型芯片 – 矢量处理器。该芯片的体系结构可以用于一般的 PoW 散列函数，但不适用于特定的散列函数。这些芯片可能比 GPU 和 FPGA 更高效，但效率低于 ASIC 。与 ASIC 相比，其优势在于它们在某些方面可能不受 PoW 更新的威胁。新的以太坊矿机就是基于这类芯片，即便这只是我们的猜测。
　　图 6 – 加密币芯片类型的演变

芯片类型	中央处理器( CPU )	图形处理器 ( GPU )	矢量处理器 ( VP )	专用集成电路 ( ASIC )
加密币例子	比特币 ( BTC ) – 2009 至 2011	比特币 ( BTC ) – 2012 至 2013 以太币 ( ETH ), 门罗币 ( XMR )	以太币 ( ETH ) – 2018 后	比特币 ( BTC ) – 2014 至今, 门罗币原链 (XMO)
制造商	英特尔, 超微半导体	英伟达, 超微半导体	比特大陆	比特大陆, 嘉楠耘智, 翼比特, 采云比特
生产商	台积电, 三星, 格芯, 中芯国际	台积电, 三星, 格芯, 中芯国际	台积电	台积电, 三星, 格芯
主要用途	运算	游戏	加密币挖掘	加密币挖掘
对 PoW 更新免疫	是	是	潜在免疫	否

　　较率越高
　　比特大陆新的以太坊矿机可能是为 Ethash 量身定制的，因为矿机内部的元件如电路，电源控制设备，存储器和控制模块等都可以专门为以太坊采矿进行校准。然而芯片本身，也这是迄今最需要投资的领域，可能会更大众化且不用专门为以太坊设计。因此，如果以太坊进行 PoW 变更，当芯片离开生产商时可以将芯片组装成新设备，或者甚至可能将老设备中的芯片用在新的以太坊矿机内。尽管至今这些仍只是我们的猜测。
　　人工智能( AI )技术
　　2018 年 4 月 19 日，在台积电新季度的绩汇报上，联席首席执行官 Mark Lie 表示：
　　[比特大陆] 在区块链技术上做了许多贡献，比如 AI 。他们做得很好。我们预计他们会慢慢转向 AI 领域。
　　资料来源： Q1 2018 earnings call
　　“ AI ” 的含义很广。虽然目前还待确认，但新的矢量处理器芯片可能是台积电表示的 “人工智能技术” 。因为这类芯片可以在散列算法之间切换，所以在一定程度上我们可以认为这芯片属于 AI 的范围。矢量处理器芯片到底是只能编程，就像现代 GPU 一样，还是普遍来说可以比 GPU 更高效仍有待观察。如果真的出现了这种芯片，这先进的技术能力可能被视为比特大陆的一项重大成就。这种技术的研发成本可能更高，而且比专用集成电路技术更专业化，这会使挖矿中心化问题更加严重。
　　以太坊散列率增长 – 新芯片仍未部署的证据
　　尽管如此，我们还没有看到在以太坊网络上有意欲部署新芯片。 如下面的图 7 和图 8 所示，以太坊的算力(在广义上说)在价格波动的情况下仍遵循正常的趋势。
　　图 7 – 以太坊散列率与价格和英伟达 GPU 销售相比
　　资料来源：彭博， Etherscan.io ， Coinmarketcap ，英伟达， BitMEX 研究
　　图 8 – 以太坊散列率与价格 – 7 日移动平均的滚动 90 日百分比增长
　　资料来源：彭博， Etherscan.io ， Coinmarketcap ， BitMEX 研究
　　结论
　　在讨论比特大陆新的以太坊矿机是不是 ASIC 以及新芯片可能对 PoW 变更免疫时， Vitalik Buterin 告诉我们：
　　我自己也是这么看的
　　尽管我们上面已经说过，本文中的大部分内仍是根据我们的猜测。然而，即使我们对这款特定芯片的认知存在错误，我们仍然认为在未来比特大陆或其他公司可能会开发出通用的散列芯片，该散列芯片效能在任何散列算法下都将比 GPU 更高 。此时，对抗 ASIC PoW 变更的时代可能已经结束，加密社区必须在两个坏苹果之间做出选择：
　　1.允许 ASIC ，或者，
　　2.允许通用散列芯片，而其技术和生产能力可能更加中心化。
　　除非 PoS 系统经过证明足够强大。
　　免责声明
　　虽然本文许多内容为引用资料，但我们并不保证其准确性。欢迎提出指正。