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以太坊(ETH)挖矿,显存大小为何成为关键决胜因素?

在加密货币挖矿的浪潮中,以太坊(ETH)挖矿曾因其独特的算法和丰厚的回报,吸引了无数矿工的目光,尽管以太坊已转向权益证明(PoS),不再依赖显卡算力进行挖矿,但回顾其挖矿时代,显卡显存的大小无疑是决定矿工收益与效率的核心因素之一,理解显存与ETH挖矿之间的深层关系,不仅能让我们更好地把握那段历史,也能为未来其他基于相似算法的挖币项目提供借鉴。

以太坊挖矿的核心:DAG与显存的紧密绑定

以太坊挖矿采用的是一种称为“Ethash”的算法,与比特币依赖SHA-256算法纯粹考验计算能力(哈希率)不同,Ethash算法的一大特点是引入了“有向无环图”(Directed Acyclic Graph, DAG),这个DAG是一个巨大的数据集,会随着以太坊网络的不断发展和区块高度的逐步提升而持续增大。

DAG的作用与生成: DAG在每一个以太坊“ epoch”(时期,每30,000个区块为一个epoch)生成一次,在每个epoch开始时,系统会根据当前的epoch号生成一个独特的、规模庞大的DAG文件,这个DAG文件被加载到显卡的显存中,作为挖矿运算时必须参考和处理的“数据源”,显卡在进行哈希运算时,不仅仅是进行纯粹的数学计算,还需要频繁地从DAG中读取数据。

显存:DAG的“临时居所” 既然挖矿运算离不开DAG数据,那么这些数据存放哪里就至关重要了,显卡的显存(VRAM,Video Random Access Memory)承担了这个角色,显存的速度远快于系统内存(RAM),能够为GPU提供高带宽的数据访问,这对于需要高频次读取DAG数据的挖矿运算来说,是保证效率的前提。

显存大小如何影响挖矿效率与收益?

显存大小与ETH挖矿效率的关系主要体现在以下几个方面:

  1. 能否容纳完整的DAG文件: 这是最基本也是最关键的一点,每个epoch的DAG文件大小是固定的,并且会随着epoch的增加而增大(当前epoch(384)的DAG大小已超过5GB),如果显卡的显存大小不足以容纳当前epoch的DAG文件,那么这张显卡将无法参与该epoch的挖矿,一张只有3GB显存的显卡,在DAG大小超过3GB后就会“掉队”,无法再挖ETH,这就是为什么在ETH挖矿中,4GB、6GB、8GB甚至更大显存的显卡会更受欢迎,因为它们能支持更长时间、更多epoch的挖矿,不会因为DAG的增长而过早淘汰。

  2. 显存带宽与速度的影响: 即使显存容量足够容纳DAG,显存的带宽(如GB/s)和速度也会影响挖矿性能,DAG数据的读取是高带宽需求的操作,显存带宽越大,GPU在单位时间内能从DAG中读取的数据就越多,哈希运算的效率也就越高,在显存容量相同的情况下,显存带宽更高的显卡(如GDDR6优于GDDR5)通常能获得更高的算力。

  3. 避免“显存瓶颈”: 在挖矿过程中,GPU的核心(CUDA cores/Stream Processors)负责执行实际的哈希计算,而显存则负责提供数据,如果显存容量不足或带宽不够,就会形成“瓶颈”,限制GPU核心的计算能力无法完全发挥,即使GPU核心很强,显存跟不上的话,整体算力也会大打折扣,显存的大小和性能直接决定了GPU算力的有效输出。

显存大小与显卡选择及挖矿生命周期

基于显存的重要性,矿工在选择显卡进行ETH挖矿时,显存大小成为一个首要考量指标:

  • 入门级显卡: 如2GB、3GB显存的显卡,在DAG较小时尚可参与,但随着网络发展,很快会被淘汰,挖矿生命周期短,性价比低。
  • 主流矿卡: 4GB、6GB、8GB显存的显卡曾是ETH挖矿的主力,4GB显存显卡能支持到DAG大小达到4GB的epoch,之后即无法使用;6GB和8GB显存显卡则能支持更长时间,对于矿工来说意味着更长的投资回报周期。
  • 高端矿卡: 10GB、12GB甚至24GB显存的显卡(如NVIDIA RTX 3090/4090系列),不仅能轻松应对当前及未来很长一段时间DAG的增长,其更高的显存带宽和核心性能也能带来更高的算力,自然成为矿工追逐的对象。

以太坊合并后的启示:显存角色的演变

2022年9月,以太坊完成了“合并”(The Merge),从工作量证明(PoW)转向权益证明(PoS),这意味着,基于显卡算力的ETH挖矿时代正式结束,曾经决定ETH挖矿成败的显存大小,在新的PoS机制下不再直接用于ETH挖矿。

这并不意味着显存的重要性就此消失,对于其他仍在使用Ethash或类似算法、依赖DAG的加密货币(例如一些ETC的分支币种或新兴山寨币),显存大小依然是挖矿的关键,随着AI、深度学习等应用的发展,大显存显卡在这些领域的价值日益凸显,挖矿历史中的经验也帮助人们更深刻地理解显存在高性能计算中的作用。

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