يشير ASIC إلى تخصيص العتاد لمهمة معينة، لا إلى سلطة على الإجماع. تحسب الشريحة double-SHA-256 مرارا لرؤوس كتل مرشحة بحجم 80 بايت، وتبلغ عن النتائج التي تحقق target المحدد. ويحتاج جهاز التعدين الكامل أيضا إلى وحدة تحكم ومصدر طاقة وإشارات ساعة وتبريد وبرامج ثابتة ومصدر block templates أو مهام المجمع. يقيس Hashrate عدد المحاولات في الثانية، وتقيس J/TH الطاقة لكل تيراهاش. ولا يضمن أي منهما الربح أو الحق في تغيير قواعد Bitcoin.
ينفذ ASIC مهمة محددة مباشرة في السيليكون بدلا من منطق تعليمات عام الغرض. لذلك انتقل التعدين تاريخيا من CPU وGPU إلى FPGA ثم إلى SHA-256 ASIC: يستطيع مسار البيانات الثابت حساب تجزئات أكثر بكثير لكل جول. والثمن هو قلة المرونة؛ فشريحة تعدين SHA-256 ليست حاسوبا عاما يمكن إعادة برمجته بسهولة عند تغيير المهمة. [Bitcoin Developer Guide — Mining] [Bitaxe — open-source ASIC miner hardware]
يحسب proof of work في Bitcoin التعبير SHA-256(SHA-256(header)) انطلاقا من رأس متسلسل بحجم 80 بايت. ويحتوي الرأس على version وتجزئة الكتلة السابقة وMerkle root وtimestamp وnBits وnonce بطول 32 بت. يمكن للشريحة إعادة استخدام النتائج الوسيطة للأجزاء الثابتة، لكن الشبكة تقيم التجزئة النهائية مقابل target فقط (hash ≤ target)، لا طريقة التحسين داخل جهاز التعدين. [Bitcoin Developer Guide — Mining] [Bitcoin Core v29.0 — CheckProofOfWorkImpl]
لا يوفر nonce بطول 32 بت إلا 2^32 قيمة، وتستنفدها قدرات Hashrate الحديثة بسرعة كبيرة. لذلك يغير نظام التعدين متغيرات أخرى: يؤدي تغيير extranonce في coinbase إلى تغيير معاملة coinbase وبالتالي Merkle root؛ ويمكن تغيير nTime ضمن حدود الإجماع، ويقترح BIP320 حجز version bits للاستخدام العام. ويوزع Stratum V2 أجزاء غير متكررة من مجال البحث على الأجهزة كي لا تحسب المرشحين أنفسهم. [BIP 320 — nVersion bits for general purpose use] [Stratum V2 — Mining Protocol specification]
لا يختار ASIC المعاملات ولا يضع القواعد بنفسه. تبني Full node أو جهة توفير القوالب كتلة مرشحة؛ ويحدد BIP22 معيار getblocktemplate ويحدد BIP23 امتداداته للتعدين في مجمع. يحضر المجمع أو الوكيل مهمة تحتوي على target والمتغيرات الخاصة بالجهاز. ويفصل Stratum V2 بين Mining Protocol وJob Declaration وTemplate Distribution، بحيث يمكن فصل توزيع العمل عن اختيار المعاملات. [BIP 22 — getblocktemplate fundamentals] [BIP 23 — getblocktemplate pooled mining] [Stratum V2 — Protocol overview] [Bitcoin Core — getblocktemplate RPC]
يضبط المجمع عادة share target أسهل بكثير من target شبكة Bitcoin. ويقدم share الذي يحقق target المجمع دليلا إحصائيا على العمل المنجز لحساب المكافآت؛ ولا تصبح التجزئة مرشحة لكتلة صالحة إلا إذا حققت network target، وهو حدث أندر بكثير. لذلك تغير صعوبة المجمع معدل ظهور shares، لا صعوبة الإجماع أو Hashrate الفعلي للجهاز. [Bitcoin Developer Guide — Mining]
يعبر Hashrate عن عدد التجزئات في الثانية. تقاس القدرة الكهربائية المستهلكة بالواط، وتعرض الكفاءة عادة بوحدة J/TH، أي W مقسوما على TH/s. وتعني قيمة J/TH الأقل طاقة كهربائية أقل لنفس حجم البحث. لكن الربح يعتمد أيضا على صعوبة الشبكة وسعر BTC والرسوم ووقت التشغيل والكهرباء والتبريد والتمويل واستهلاك قيمة العتاد. [Braiins OS — Autotuning] [Bitaxe — open-source ASIC miner hardware]
حتى الشرائح من النوع نفسه ليست متطابقة كهربائيا؛ فاختلافات التصنيع تغير تيار التسرب والتوقيت وهامش الجهد المطلوب. لذلك يمكن للبرامج الثابتة ضبط التردد وجهد النواة. غالبا ما يحسن خفض التردد الكفاءة ويقلل J/TH، بينما يزيد رفع التردد Hashrate مقابل زيادة أكبر نسبيا في استهلاك الطاقة والحرارة. ويبحث الضبط التلقائي عن نقطة تشغيل مناسبة لكل شريحة أو hashboard. [Braiins OS — Autotuning]
جهاز التعدين ليس مجرد ASIC. تحد من أدائه وحدة التغذية وتنظيم DC-DC والموصلات وhashboards والمراوح أو دائرة التبريد السائل ووحدة التحكم. تزيد الحرارة العالية والغبار وتعطل المروحة والجهد غير المستقر أو التردد المفرط أخطاء العتاد وخطر التوقف. لذلك لا تساوي كفاءة الشريحة وحدها كفاءة الجهاز الكامل المقاسة من استهلاك الكهرباء عند المقبس. [Braiins OS — Autotuning] [Bitaxe — open-source ASIC miner hardware]
ترفع شرائح ASIC الحواجز الرأسمالية والتقنية أمام التعدين القادر على المنافسة، وتولد وفورات حجم في الشراء والطاقة والإصلاح والبنية التحتية. قد يؤدي ذلك إلى تركز الشركات المصنعة أو Hashrate، لكنه لا يعني تلقائيا امتلاك سلطة الإجماع. ويجب التمييز بين تركز تصنيع الشرائح ومجمعات التعدين والمواقع الفعلية والمالكين الحقيقيين لقدرة Hashrate. [Bitcoin Developer Guide — Mining]
يمكن لـ ASIC البحث عن رؤوس الكتل والعمل على مهمة محددة وفق البرامج التي تزوده بالعمل. ولا يمكنه جعل كتلة غير صالحة صالحة، أو تغيير حد الإصدار، أو إنفاق عملات يملكها الآخرون، أو إجبار Full node على قبول قواعد مختلفة. وعلى المشغل التحقق من البرامج الثابتة وعنوان اتصال المجمع وHashrate المقاس لدى المجمع وshares المرفوضة والقدرة الكهربائية عند المقبس ودرجات الحرارة وسياسته الخاصة لإعداد block templates. [Bitcoin Developer Guide — Mining] [Bitcoin Core — getblocktemplate RPC] [Bitcoin Core v29.0 — CheckProofOfWorkImpl]
للحصول على صورة أوضح، اقرأ هذا المدخل مع تعدين بيتكوين, Hashrate, SHA-256, رأس الكتلة, Nonce, Extranonce. تشير إلى هذا المدخل أيضًا Mining Pool, Hashrate, Nonce, Braiins.