ای سیک (ASIC) چیست؟

ای سیک ها ASIC به مدارهای مجتمعی گفته می شود که برای انجام عملیات خاصی طراحی شده است. این مدارها در مقایسه با مدارهای معمولی، سرعت محاسبات را افزایش داده و برق کمتری مصرف می کنند

اما هزینه تولید آن ها نیز بیشتر است.مدار مجتمع و یا ریز تراشه ها، مجموعه ای از مدارهای الکترونیکی هستند که در ابعاد کمتر از یک سانتی متر ساخته می شوند. جنس این مدارات اغلب از مواد نیمه رسانا همچون سیلسیوم است. در صورتی که در هر تراشه از هزاران ترانزیستور استفاده شود، به آن مدارات مجتمع خیلی فشرده اطلاق می شود. هر یک از این تراشه ها وظایف خاصی را در یک مدار انجام می دهند و چندین ورودی داشته که با پردازش هر یک از این ورودی ها، مقادیر خروجی تولید شده و در بخش خروجی قرار می گیرد. هر یک از این ریزتراشه ها یا با سیگنال آنالوگ و یا با سیگنال های دیجیتال کار می کنند. واحد پردازنده مرکزی یا همان CPU از مهم ترین مداراتی ساخته شده اند که شکل آن به صورت مجتمع بوده و میلیاردها ترانزیستور در سطح کوچکی از نیمه هادی جای داده است. اگر با ماینینگ و یا استخراج ارزهای دیجیتال آشنایی داشته باشید، حتما از خودتان پرسیده‌اید که چگونه برخی از ماینرها به صورت بهینه و مقرون‌به‌صرفه‌ای از دستگاه‌هایشان استفاده می‌کنند. در اینجا بحث ای‌سیک‌ها مطرح می‌شود. یک مدار مجتمع با کاربرد خاص و یا ای‌سیک ای سیک (ASIC)، مدار مجتمعی است که به منظور انجام عملیات خاصی طراحی می‌گردد. این مدار در مقایسه با یک مدار معمولی، سرعت محاسبات را افزایش داده و مصرف برق کمتری دارد اما به نسبت، هزینه‌ی تولید آن نیز بسیار بالا است.

مدار مجتمع

مدار مجتمع، آی‌سی (IC) و یا ریز تراشه به مجموعه‌ای از مدارات الکترونیکی اطلاق می‌شود که با استفاده از مواد نیمه‌رسانا (عموما سیلیسیم) در ابعادی کوچک (معمولا کمتر از یک سانتی‌متر مربع) ساخته می‌شود. اگر هزاران ترانزیستور در یک ریزتراشه ساخته شود، به آن مدارات مجتمع خیلی فشرده اطلاق می‌گردد. هر مدار مجتمع و یا ریز تراشه، وظیفه و یا وظایف خاصی را در یک مدار انجام می‌دهد. هر یک از آنها، چندین ورودی داشته و با پردازش این ورودی‌ها، مقادیر خروجی را تولید و در بخش خروجی خود قرار می‌دهند. برخی از ریزتراشه‌ها با سیگنال‌های آنالوگ و برخی با سیگنال‌های دیجیتال کار می‌کنند. واحد پردازنده‌ی مرکزی (CPU) از مهم‌ترین مدارات ساخته شده به صورت مجتمع است که میلیاردها ترانزیستور را در سطح کوچکی از نیمه هادی جای داده است.

ای‌سیک (ASIC)

مدارهای مجتمع با کاربرد خاص، چیپ‌هایی هستند که برای انجام فعالیت خاصی طراحی می‌شوند که از نظر کارایی، سرعت عملیاتی و توان مصرفی به مراتب بهتر از تراشه‌های معمولی هستند. اما از طرفی قابلیت انعطاف و توسعه‌پذیری تراشه‌های معمولی را ندارند چرا که یک کاربرد خاص به صورت سخت‌افزاری درون آنها تعبیه شده و قابل تغییر و گسترش نیست. از سویی دیگر هزینه‌ی لازم برای تولید این تراشه‌ها بسیار بالا است به طوری که اگر تعداد تراشه‌های مورد نیاز از حد خاصی کمتر باشد، تولید آن از دید اقتصادی مقرون به صرفه نیست ضمن آنکه طراحی آنها زمان زیادی می‌برد. از طرفی اگر بخواهیم تغییر کوچکی در این تراشه‌ها بدهیم زمان و هزینه‌ی زیادی بر می‌دارد.

لازم به ذکر است ابهامات زیادی پیرامون تلفظ درست این کلمه به دو شیوه‌ی «اَسیک» و «ای‌سیک» ASIC وجود دارد. طبق تحقیقات انجام شده توسط تیم ارز دیجیتال، بزرگ‌ترین کمپانی‌های تولیدکننده‌ی مدار مجتمع با کاربرد خاص در جهان از جمله شرکت آی‌بی‌ام این واژه را که به صورت سرنام از عبارت (application-specific integrated circuit) گرفته شده به صورت «ای‌سیک» تلفظ می‌کند. از منابعی که به صورت مشخص تلفظ مربوط به این عبارت را درج کرده‌اند می‌توان به وب‌سایت edacafe که تلفظ این واژه را به صورت «a-sick» نوشته نام برد.

تابع هش چیست؟

تابع هش به تابعی گفته می شود که یک ورودی با اندازه محدود را مشخص کرده و عملیاتی را بر روی آن انجام می دهد و در نهایت یک خروجی با طول ثابت ایجاد می کند. در اصل هر ورودی، خروجی منحصر به فرد خود را داشته که به آن هش گفته می شود. برای نمایش هش از یک عدد در مبنای 16 یا همان هگزادسیمال استفاده می شود. نکته ای که باید در مورد تابع هش بدانید این است که یک تابع برگشت ناپذیر بوده و این بدان معناست که با داشتن خروجی نمی توان ورودی را مشخص کرد. آزمایش همه ورودی‌های ممکن معروف به حمله‌ی brute-force (بروت فورس) مشهور است. برای اثبات اینکه داده‌ای برابر با نسخه‌ی اورجینال و بدون دستکاری است، از توابع هش استفاده می‌گردد. در واقع می‌توان از هشینگ برای تایید درستی اطلاعات بدون فاش کردن آنها استفاده کرد.

ماینینگ چیست؟

ماینینگ به مجموعه فرآیندهایی گفته می شود که در طی آن تراکنش ها تایید شده و به بلاک چین اضافه می شود. نتیجه فرآیند ماینینگ، استخراج کوین های جدید است. هر فردی می تواند با داشتن اینترنت و یک دستگاه مناسب، در فرآیند ماینینگ شرکت کند اما از آنجایی که سیستم ماینرها، غیرمتمرکز بوده و این قابلیت را دارد که در سراسر جهان کنترل شود. به همین خاطر برای حفظ شبکه های ماینر، نیاز به انگیزه است و انگیزه آن هم پاداش ماینرها است.

از آنجایی که سیستم ماینرها، جزو سیستم های جدید محسوب می شود، ای سیک های بیت کوین نیز از سال 2013 در بازار عرضه شد. در ابتدا از ای سیک ها برای استخراج بیت کوین استفاده می شد اما به مرور زمان از آن برای استخراج لایت کوین و دش کوین نیز استفاده شد. ای سیک ها (ASIC) در بلاک چین باعث حفظ امنیت سیستم می شود اما این حفظ امنیت با مصرف برق بالایی انجام می شود.

ای‌ سیک‌ ASIC ها تامین کننده امنیت شبکه‌ی بلاک چین می باشند که با مصرف الکتریسیته و برق زیاد این کار را انجام می‌دهند. افراد به دانش سخت ‌افزاری و نرم ‌افزاری این حوزه برای ساخت یک ای‌ سیک ASIC نیاز دارند. ماینر باید در فرآیند استخراج، یک عدد ۶۴ رقمی بر پایه‌ی ۱۶ (هگزادسیمال) را که مساوی و یا کمتر هش است را حدس بزند و به عنوان پاداش به اولین نفری که این عدد را بتواند حدس بزند، ارز دیجیتال تعلق می‌گیرد. هر چقدر که یک دستگاه سخت ‌افزار ماینینگ نرخ هش بالاتری داشته باشد، می‌تواند این عدد را با سرعت بالاتری حدس بزند.

برای استخراج ارزهای دیجیتال، ریگ‌های ماینینگ سفارشی ‌سازی می‌شوند. بنابراین هر ریگ ماینینگی که قادر به استخراج بیت کوین باشد، می تواند استخراج همه رمزارزهایی که از SHA256 (الگوریتم رمزنگاری بیت کوین) استفاده می‌کنند را نیز انجام دهند. برای مثال انت‌ماینرهای ساخته شده بر پایه‌ی الگوریتم رمزنگاری SHA256، قادر به استخراج ارزهای دیجیتالی مانند بیت کوین، نیم‌کوین، بیت کوین کش و پیر کوین نیز می باشد.

مقایسه‌ی واحد پردازش مرکزی (CPU)، ای‌ سیک‌ها و واحد پردازش گرافیکی (GPU) کمی دشوار است، به این دلیل که می‌توان CPU و GPU را اساسا نوعی ای‌ سیک در نظر گرفت. تنها ویژگی‌ای که باعث تمایز ای‌ سیک‌ های ماینینگ می شوند این است که فاقد تمامی قابلیت‌های CPU و GPU می باشند. افراد نباید انتظار داشته باشند که بتوان بر روی ای‌ سیک بیت کوین، یک سیستم‌ عامل و یا بازی ویدیویی را نصب کنند، زیرا این تراشه فقط برای استخراج یک الگوریتم خاص طراحی شده است. یک ای سیک ماینینگ دارای کارایی بسیار بالایی می باشد زیرا تنها برای انجام یک وظیفه‌ی خاص از تمامی منابع بدون اتلاف هیچ‌کدام استفاده می‌کند.

تابع هش

تابع هش: تابعی است که یک ورودی با اندازه‌ی نامحدود را گرفته، عملیاتی بر روی آن انجام داده و سپس خروجی‌ای با طول ثابت تولید می‌کند. هر ورودی یک خروجی منحصر به فرد خواهد داشت. ورودی تابع هش می‌تواند هر نوع داده‌، عدد، فایل و یا غیره باشد و خروجی آن هش نامیده می‌شود. هش به صورت یک عدد در مبنای ۱۶ (هگزادسیمال) نشان داده می‌شود.

ماینینگ

به فرآیند تایید تراکنش‌ها و افزودن آنها به بلاک چین و همچنین استخراج کوین‌های جدید گفته می‌شود. هر فردی با اتصال به اینترنت و سخت‌افزار مناسب می‌تواند در فرآیند ماینینگ شرکت کند. از آنجایی که ارزهای دیجیتال ذاتا غیر متمرکز هستند، افراد مختلف در سراسر جهان شبکه‌های مربوط به آنها را کنترل می‌کنند که به ماینر شناخته می‌شوند، اما برای کنترل شبکه باید انگیزه‌ای وجود داشته باشد و این انگیزه همان پاداش ماینرها است.

از آنجایی که حوزه‌ی ارزهای دیجیتال و ماینینگ نسبتا جدید است، فروش نخستین ای‌سیک‌های بیت کوین به سال ۲۰۱۳ بازمی‌گردد. از آن زمان ای‌سیک‌های مایننیگ برای استخراج ارزهای دیگری همچون لایت‌کوین و دش نیز توسعه یافته‌اند. اگر ارزهای دیجیتال صنعت مالی را دگرگون کنند، ای‌سیک‌ ASICها نیز صنعت ارزهای دیجیتال را دگرگون خواهند ساخت. ای‌سیک‌ ASICها امنیت شبکه‌ی بلاک چین را تامین می‌کنند اما اینکار را با مصرف الکتریسیته و برق زیادی انجام می‌دهند. شما برای ساخت یک ای‌سیک ASIC به دانش سخت‌افزاری و نرم‌افزاری این حوزه نیاز دارید. در فرآیند استخراج، ماینر باید یک عدد ۶۴ رقمی بر پایه‌ی ۱۶ (هگزادسیمال) را که کمتر و یا مساوی هش (Hash) است را حدس بزند و به اولین نفری که بتواند این عدد را حدس بزند، به عنوان پاداش ارز دیجیتال تعلق می‌گیرد. هر چه نرخ هش یک دستگاه سخت‌افزار ماینینگ بالاتر باشد، با سرعت بالاتری می‌تواند این عدد را حدس بزند.

ریگ‌های ماینینگ برای استخراج ارزهای دیجیتال سفارشی‌سازی می‌شوند. بنابراین اساسا هر ریگ ماینینگی که قادر باشد بیت کوین استخراج کند، می‌تواند تمام ارزهای دیگری که از الگوریتم رمزنگاری بیت کوین یعنی SHA256 استفاده می‌کند را نیز استخراج نماید. به عنوان مثال انت‌ماینرهایی که بر پایه‌ی الگوریتم رمزنگاری SHA256 ساخته می‎شوند می‌توانند ارزهای دیجیتالی همچون بیت کوین، بیت کوین کش، نیم‌کوین و پیر کوین را استخراج کنند. مقایسه‌ی واحد پردازش مرکزی (CPU)، واحد پردازش گرافیکی (GPU) و ای‌سیک‌ها کمی مشکل است چراکه اساسا می‌توان CPU و GPU را نوعی ای‌سیک دانست. تنها ویژگی‌ای که ای‌سیک‌های ماینینگ را متمایز می‌سازد این است که تمامی قابلیت‌های CPU و GPU را ندارد. انتظار نداشته باشید که بتوان یک سیستم‌عامل و یا بازی ویدیویی بر روی ای‌سیک بیت کوین نصب کرد چراکه این تراشه تنها به منظور استخراج یک الگوریتم خاص طراحی شده است. کارایی یک ای سیک ASIC ماینینگ بسیار بالا است چراکه از تمامی منابع بدون اتلاف هیچ‌کدام تنها برای انجام یک وظیفه‌ی خاص استفاده می‌کند.

ای سیک (ASIC) چیست؟

ریز تراشه ها یا مدارهای مجتمع برای کاربردهای خاصی طراحی شده اند که نسبت به تراشه های معمولی مزیت هایی دارند که از میان آنها می توان به توان مصرفی و کارایی سرعت عملیاتی آنها اشاره کرد. البته این تراشه ها قابلیت انعطاف و توسعه پذیری پایین تری نسبت به نوع معمولی دارند، زیرا به صورت سخت افزاری یک قابلیت و کاربرد خاص درون آنها تعبیه شده است که فاقد قابلیت گسترش و تغییر می باشد. همچنین برای تولید این تراشه ها، هزینه های لازم به اندازه ای بالاست که اگر تعداد مورد نیاز آنها برای تولید کمتر از حد خاصی باشد، تولید آنها از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشد، زیرا زمان زیادی برای طراحی آنها لازم است که صرف شود. به زمان و هزینه های بسیار بالایی برای ایجاد تغییر هر چند کوچک در این تراشه ها نیازاست. واژه "ای سیک"، طبق گفته شرکت های بزرگی در جهان از جمله آی بی ام از عبارت (application-specific integrated circuit) گرفته شده است.

نحوه فعالیت ای سیک (ASIC) به چه صورت است؟

اساس کار هر ای سیک ASIC بر اساس فرآیند حدس یک عدد از طریق محاسبات پیچیده است. سخت افزار ماینینگ برای اینکه یک تابع هش را حل نماید، محاسبات بسیاری را انجام می دهد تا تابع هش را حل نماید.

در بلاک چین هایی همچون بیت کوین، اولین نفری که موفق به حدس عدد تابع هش شود، پاداش بلاک را دریافت خواهد کرد. در حال حاضر افراد بسیاری وجود دارند که در تلاش هستند از طریق سیستم های قدرتمند کامپیوتری، ارز دیجیتال استخراج نمایند اما از آنجایی که هزینه منابع سخت افزاری بالاست، ماینینگ ها در گروه هایی که به آن استخر ماینینگ نیز گفته می شود با یکدیگر کار خود را شروع کرده و در صورت دریافت پاداش، آن را بین خود تقسیم می کنند.

در صورتی که سرعت سخت افزار یک ماینر بیشتر باشد، درآمد بیشتری کسب خواهید کرد. البته مبنای سرعت دستگاه های ماینینگ با پارامترهای مختلفی همچون نرخ هش اندازه گیری می شود. هر چقدر میزان نرخ هش بیشتر باشد، درآمد حاصل از آن نیز بیشتر خواهد بود. نحوه کار ماینینگ با ای سیک ASIC بدین صورت است که برای رسیدن به هدف مشخص، از تمامی منابع استفاده می کند تا به آن هدف برسد. بنابراین هیچ منبعی در ماینینگ ها از بین نمی رود. ماینینگ به طور کل فرایند حدس یک عدد با استفاده از محاسبات پیچیده است. سخت‌افزار ماینیگ چه یک ماینر ای‌سیک و چه یک ریگ ماینینگ GPU باشد، محاسباتی زیادی را انجام می‌دهد تا تابع هش را حل نماید. در بلاک چین‌های مبتنی بر اثبات کار نظیر بیت کوین، اولین نفری که موفق به حدس این عدد شود، پاداش بلاک را از آن خود کرده و به مابقی شبکه اعلام می‌کند که دست از حل کردن این هش برداشته و به سراغ هش بعدی بروند. امروزه بسیاری از افراد و سیستم‌های قدرتمند کامپیوتری سعی می‌کنند تا ارز دیجیتال بیت کوین را استخراج نمایند و از آنجایی که هزینه‌ی منابع سخت‌افزاری اینکار بالاست، ماینرها در گروه‌هایی به نام استخر ماینینگ با همکاری یکدیگر شروع به حدس هش و ثبت بلاک کرده و پاداش آن را نیز میان خود تقسیم می‌کنند.

هر چه یک ماینر سخت‌افزار سریع‌تری داشته باشد، درآمد بیشتری نیز خواهد داشت. سرعت دستگاه‌های ماینینگ با پارامتری به نام نرخ هش (Hash rate) اندازه‌گیری می‌شود که بر حسب هش بر ثانیه محاسبه می‌گردد. هر چه نرخ هش بالاتر باشد، درآمد حاصل از استخراج نیز بیشتر خواهد بود. یکی از دلایلی که ماینرها به ای‌سیک بسیار علاقه‌مندند این است که شانس زیادی به آنها به نسبت سرمایه‌شان برای استخراج ارزهای دیجیتال به نسبت پردازنده‌های دیگر می‌دهد. هر ارز دیجیتال، الگوریتم هش رمزنگاری مربوط به خود را داشته و ماینرهای ای‌سیک متناسب با این الگوریتم‌ها طراحی می‌شوند.

کارایی ماینینگ با ای‌سیک ASIC به علت آنکه از تمامی منابع محاسباتی تنها برای هدف مشخصی استفاده کرده در عین اینکه هیچ منبعی را هدر نمی‌دهد، بسیار بالا است.

کاربرد ای سیک ASIC در ارز دیجیتال چیست؟

هدف اصلی از ماینرهای ای سیک (ASIC) استخراج ارزهای دیجیتال بوده و در حال حاضر بیشترین کاربردی که ای سیک ها در حال حاضر دارند، استخراج بیت کوین و لایت کوین است. البته این تک منظوره بودن دستگاه های ماینر ای سیک ASIC موجب می شود که سرمایه گذاری محدود بوده و مربوط به آینده شود. در صورتی می توانید از ای سیک استفاده کنید که توانایی تامین هزینه های بالای دستگاه ای سیک را داشته باشید و در نهایت اگر به برق ارزان نیز دسترسی دارید، ای سیک ASIC می تواند بهترین گزینه انتخابی برای شما باشد. در صورتی که می خواهید از ریسک های جانبی و تک کوینی بودن ای سیک ها در امان باشید بهترین گزینه برای شما، GPU است.

دلایل محبوبیت ای سیک (ASIC) چیست؟

به صرفه بودن انرژی یکی از دغدغه های اصلی افرادی که می خواهند چند کار را به صورت همزمان انجام دهند، مشکل انرژی و روند سرعت است. به عنوان مثال، زمانی که چند برنامه را بر روی گوشی باز می کنیم، با کندی سرعت گوشی روبرو می شویم. زمانی که بر روی بیت کوین تنظیم می کنید، تنها بر روی استخراج آن تمرکز خواهید داشت. بنابراین تمام توان مصرفی آن صرف استخراج بیت کوین خواهد شد. از این بابت اینگونه از دستگاه ها کارایی بهتری نسبت به دیگر رقبای خود دارند.

مقرون به صرفه بودن از نظر قیمت یکی از مهم ترین دغدغه هایی که افراد در زمان خرید دستگاه های ای سیک ASIC دارند، قیمت آن دستگاه است. البته نکته ای که باید در مورد قیمت پرداختی آن در نظر بگیریم، میزان کارایی است که نسبت به قیمت پرداختی باید در نظر گرفت. در ای سیک هایی که برای ارز دیجیتال، تهیه می کنید قیمت نیز حائز اهمیت است و هر چقدر قیمت ای سیک ها بالاتر باشد، بدان معناست که از این دستگاه ها می توان در شرایط مشابه درآمد بیشتری کسب کرد.

حتی برای برآورد این مساله، می توان از ماشین حساب ماینر استفاده کرد. از طریق اطلاعاتی که در ماشین حساب وارد می کنید، می توانید از میزان سود و یا زیانی که یک ماینر می تواند برای کاربر داشته باشد، اطلاع یافت. با اتمام این توضیحاتی که در مورد مزایای این دستگاه ها گفته شد، هرگز نمی توان گفت که این دستگاه ها بی نقص بوده و هیچ مشکلی در زمان کار با این دستگاه ها پیش می آید.

مزایای استخراج ای سیک ASIC

اگر چه استخراج ای سیک ASIC در مقایسه با سایر برنامه های سخت افزاری از لحاظ سخت افزاری هزینه بیشتری دارد اما مزایای متعددی نیز دارند که در ادامه آنها را ذکر خواهیم کرد:

1- به دلیل داشتن قابلیت پلاگین و استخراج و همچنین داشتن ماهیت تخصصی خود در استخراج، راه اندازی ای سیک ASIC بسیار آسان است.

۲- در مقایسه با سایر کارت های گرافیک، بازده استخراج آنها بالاتر بوده و پردازنده دارای کارایی و قدرت محاسبه بالاتری می باشد.

3- به دلیل داشتن قدرت بسیار بالای ای سیک ها، به این اطمینان می توان رسید که از هر سخت افزار دیگری پاداش ها سریع تر دریافت می شوند.

۴- مصرف انرژی این دستگاه ها از طریق نوآوری های استخراج معادن در سالهای اخیر، کمتر از سایر مدلهای استخراج خواهد بود. ای سیک دستگاه هایی هستند که برای استخراج ارز دیجیتال مورد استفاده قرار می گیرد اما با افزایش تعداد استخراج کننده های رایانه های چند منظوره و دارای کارت گرافیکی به اندازه استخراج کردن قدرت نداشتند. به همین علت دستگاه های ماینر ASIC با هدف استخراج ارز دیجیتال تولید شدند اما به نسبت مزایا و معایبی دارد