Що таке ProgPoW? Чому і навіщо алгоритм вб'є ASIC-майнеры і врятує відеокарти

В перших числах лютого розробники Эфириума інтеграцію алгоритму ProgPoW. Учасники проекту не впевнені в правильності рішення, тому поки хочуть дочекатися аудиту від незалежної компанії. При цьому ставлення до новинки серед самих розробників різне. Що ж таке ProgPoW? Як він працює, в чому його магія і наскільки знижуються показники ефективності ASIC-майнер? Розбираємося.

Проблема ASIC-майнер

Для початку трохи історії. Майнеры Ethereum та інших монет на алгоритмі Ethash/Dagger Hashimoto спокійно займалися своїх справою з допомогою відеокарт. Різні моделі GPU відрізнялися хешрейтом та продуктивністю, проте ці відмінності були в адекватних межах. Ніякої суперкарты з стократным перевагою не існувало, тому все ніби як були задоволені ситуацією.

Жарти закінчилися в квітні 2018 року. Тоді Bitmain офіційно Antminer E3, який видавав 180 mh/s при споживанні в 800 Вт. Потім до виробництва ASIC підключилися інші компанії.

Джерело: 2Биткоина

Здавалося б, що може бути поганого в підвищеній результативності майнінгу з боку ASIC-майнер? Є три моменти:

1. власники GPU-ферм суттєво втрачають прибутки і втрачають інтерес у підтримці роботи мережі;
2. хешрейт і влада зосереджуються у меншій кількості рук;
3. створюється загроза для децентралізації.

Звичайно, сто або тисяча ASIC-пристроїв не перетягнуть на себе 51 відсоток хешрейта мережі Эфириума, але така перспектива насторожує. Звідси і взялася ідея боротьби з ASIC. У підсумку вона породила три важливі ідеї:

1. протистояння можливої централізації мережі;
2. недопущення монополії серед виробників обладнання для майнінг;
3. можливість будувати ком'юніті без небезпеки ззовні.

До того ж вийде обійтися без сліз майнер, які вклали багато грошей в ферми і досі їх не окупили. Наявність великої кількості ASIC в мережі Эфириума може продовжити цей і без того не швидкий термін окупності.

Джерело: CCN

Проблема ASIC актуальна для всіх алгоритмів GPU-майнінгу. Як розробники з ними борються? Шляхом проведення хардфорков — першими ASIC пристрої з мережі виключили програмісти Bitcoin Z на алгоритмі . При цьому методи відрізняються. Наприклад, творці проектів на тому ж Equihash почали масово переходити на алгоритм Equihash 144.5, для якого на даний момент немає ASIC. Розробники Monero роблять форки по кілька разів на рік, хоча це їм .

Навіщо витрачати великі гроші на створення ASIC-пристрою, якщо через пару місяців його можна буде хіба що викинути?

ProgPoW — більш елегантне рішення. Алгоритм не закриє доступ ASIC-майнер до мережі, але зробить їх менш ефективними, а скоріше всього і зовсім зрівняє з GPU. У підсумку витрачати величезні гроші на невелику перевагу навряд чи хтось захоче, тому вибором стануть старі добрі відеокарти. Розробники досягнуть своєї мети, GPU-майнеры будуть у безпеці. Все красиво і без крові. А тепер теорія.

Що таке ProgPoW

ProgPoW — скорочення словосполучення «Programmatic Proof Of Work». Він є доповненням до нинішнього алгоритмом Эфириума Ethash і повинен зробити відеокарти більш конкурентоспроможними і зменшити централізацію. Впоратися із завданням допоможуть дві особливості:

1. він робить умова задачі для майнінг непостійним;
2. ProgPoW задіє усі ресурси відеокарти і її потенціал.

Останнє особливо важливо, адже у ASIC є великий недолік. Він навіть зафіксований в абревіатурі — «application-specific integrated circuit» або «інтегральна схема спеціального призначення». ASIC-майнеры заточені під виконання однієї конкретної задачі.

Джерело: Cryptomining

Саме цим пояснюється їх відмінні результати в підборі комбінацій для вирішення блоків. При цьому вони більше ні на що не здатні — з ними не пограєш в комп'ютерні ігри. А ось відеокарти гнучкі, тому тут таких проблем немає. Можна і монетки покопати, і в Контер-страйк постріляти.

До того ж код нового алгоритму публікують на GitHub. Все прозоро і чесно. Для розширення кругозору розберемося, хто відповідає за код ProgPoW.

Хто створив ProgPoW

За розробку алгоритму відповідає команда IfDefElse. Вона складається з міс If, містера Def і містера Else. Нагадує сюжет «Скажених псів» Тарантіно, але анонімності є пролом. Справа в тому, що міс If не приховує свою особистість і є цілком собі публічною, її справжнє ім'я — Крісті-Лей Минахен. Команда зосереджена на майнінг-обладнанні і алгоритмах.

До речі, саме вони створили таблетку «OHGODANETHLARGEMENTPILL» для розгону відеокарт Nvidia. Детальніше про неї читайте .

Як працює ProgPoW. Технічні деталі

Спершу розберемося з походженням назви. ProgPoW означає, що кожен внутрішній цикл звернення до пам'яті — тобто одна ітерація в пошуку рішення задачі — є випадково згенерованої програмою на базі номера блока. Остання призначена для ефективної роботи на звичних відеокартах і вимагає використання більшої частини функціональності GPU.

Джерело: Bitcoinist

Використання випадкової послідовності завдань виключає можливість створення фіксованого конвеєра — як це відбувається з ASIC-майнерами. Іншими словами, для роботи з ProgPoW потрібно бути гнучким, а ASIC-пристрої цього не вміють.

ProgPoW регулярно змінює умови завдання для майнінг. GPU швидко адаптуються і скорочують розрив продуктивності в порівнянні зASIC.

ProgPoW вичавлює з відеокарт максимум і задіює практично всі складові графічного процесора. Виняток — графічні конвеєри та операції з плаваючими точками. Від них потрібно було відмовитися, щоб алгоритм підходив для обладнання різних виробників.

До речі, команда IfDefElse співпрацювала з інженерами Nvidia і AMD для гарантії неупередженості. Представникам обох компаній ідея подобається, адже захист від ASIC-майнер робить відеокарти більш актуальними. А де актуальність, там і продажу, а з ними в AMD і Nvidia зараз все не дуже райдужно.

З ProgPoW краще працюють «зелені» відеокарти. Читайте —

Ключові нововведення ProgPoW

З принципом дії розібралися, тепер розглянемо п'ять доповнень, якими ProgPoW відрізняється від звичайного Dagger Hashimoto. Завдяки їм робота алгоритму спирається на обчислювальні можливості, пропускну здатність і об'єм пам'яті.

1. Заміна keccak хеш-функцією blake2s. Остання оптимізована для 32-бітних платформ, що відмінно підходить для архітектури відеокарт. При цьому blake2s і blake2b забезпечують практично той же рівень безпеки, однак друга заточена під 64-бітні платформи.
2. Збільшений мікс-стейт. Мова йде про кількість регістрів процесора, в яких можна зберігати проміжні значення. Вони істотно швидше оперативної пам'яті, оскільки знаходяться всередині самого процесора. У ASIC-майнер чіпи маленькі, а кількість регістрів програє показниками графічних співпроцесорів. У підсумку для роботи з цією особливістю асики змушені використовувати оперативну пам'ять. Це в рази повільніше, будь-які потенційні переваги зводяться нанівець.
3. Додавання випадкової послідовності обчислень в основний цикл. Фішка робить неможливим створення ASIC-пристрої з фіксованим конвеєром, що могло б збільшувати швидкість роботи або знижувати споживання.
4. Підтримка операцій читання невеликих обсягів кешу з малою затримкою, який підтримує випадкові адреси. Кешований читання змушує ASIC слідувати правилам ієрархії пам'яті GPU. Це також обмежує їх можливості і продуктивність.
5. Збільшення DRAM з 128 до 256 байт. Зростання обсягу — допомога для відеокарт. Спеціалізовані ASIC не в змозі оптимізувати контролер пам'яті для невеликої кількості звернень заради підвищення продуктивності.

ProgPoW на практиці

Теорія закінчилася, переходимо до практики. Алгоритм протестували в реальних умовах: на шести відеокартах від двох виробників. Оскільки ProgPoW використовує мало не весь потенціал GPU, результати нагадують ефективність роботи карти при запущених ігри або програми для роботи з графікою.

Джерело: Rock, Paper, Shotgun

Хешрейты відеокарт на ProgPoW наступні:

1. AMD Radeon RX 580 — 9,4 MH/s;
2. AMD Radeon Vega 56 — 16,6 MH/s;
3. AMD Radeon Vega 64 — 18,7 MH/s;
4. Nvidia GeForce GTX 1070 Ti — 13,1 MH/s;
5. Nvidia GeForce GTX 1080 — 14,9 MH/s;
6. Nvidia GeForce GTX 1080 Ti — 21,8 MH/s.

А тепер порівняємо ефективність роботи ASIC-майнер на ProgPow:

1. GPU з GDDR на Ethash — x1;
2. GPU з GDDR на ProgPoW — x1;
3. ASIC з GDDR на Ethash — x2;
4. ASIC з GDDR на ProgPoW — x1,2;
5. ASIC з HBM на Ethash — x4;
6. ASIC з HBM на ProgPoW — x1,5.

У підсумку перевага ASIC-майнер скорочується аж до 2,6 рази. З такими результатами власники GPU-ферм точно можуть не переживати про завтрашній день і можливої централізації криптовалютных проектів.

Ставлення до ProgPoW

Питання впровадження ProgPoW обговорюють з серпня 2018 року. Серед розробників ETH Core його підняли 4 січня. В цілому, більшість провідних програмістів згодні з ідеєю, однак хочуть більше часу на тестування і імплементацію.

Джерело: Forbes

Критика ком'юніті

Треба перерахувати докази, які висловлюють противники інтеграції ProgPoW. На їх думку, впровадження алгоритму означає наступне:

• сліпе відстоювання інтересів Nvidia і AMD;
• відволікання від запуску Proof of Stake;
• перспектива хардфорка Эфириума і поділу мережі.

До того ж ASIC-майнеры роблять мережу більш безпечною, а доказів централізації майнінгу ніби як і немає. Що особливо важливо — після активації ProgPoW виробники асиков як і раніше будуть створювати секретні розробки і використовувати їх для видобутку монет. Інакше кажучи, ситуація нібито не зміниться.

Висновок

Ідея впровадження ProgPoW здається відмінною. Алгоритм не просто «холоднокровно розправляється з ASIC-майнерами», але і залишає нішу майнінгу демократичною. Поріг входу в неї, як і раніше буде низьким, тому децентралізація не стане порожнім звуком. Сподіваємося, імплементація ProgPoW в мережу Эфириума не затягнеться так само, як це було з хардфорком Constantinople.