ASIC bezieht sich auf Hardware-Spezialisierung, die nicht viel über dem Konsens liegt. Der Chip berechnet wiederholt Double-SHA-256 über die 80-Byte-Blockheader des Kandidaten und meldet die Ergebnisse unter dem zugewiesenen Ziel. Darüber hinaus benötigt der gesamte Miner einen Controller, eine Stromversorgung, Taktung, Kühlung, Firmware und eine Quelle für Blockvorlagen oder Pool-Jobs. Hashrate misst die Anzahl der Versuche; J/TH Energie pro Terahash; Keiner allein garantiert einen Gewinn oder das Recht, die Regeln von Bitcoin zu ändern.
Ein ASIC implementiert eine enge Aufgabe direkt im Silizium anstelle einer allgemeinen Befehlslogik. Daher hat sich das Mining in der Vergangenheit von CPUs und GPUs über FPGAs bis hin zu SHA-256-ASICs verlagert: Ein fester Datenpfad kann viel mehr Hashes pro Joule verarbeiten. Der Preis ist Inflexibilität – der SHA-256-Mining-ASIC ist kein allgemeiner Computer, der leicht umprogrammiert werden kann, wenn sich die Aufgabe ändert.
Bitcoin-Proof-of-Work hasht SHA-256 zweimal über einen serialisierten 80-Byte-Header. Dieser enthält die Version, den Hash des vorherigen Blocks, Merkle Root, Zeitstempel, nBits und eine 32-Bit-Nonce. Der Chip kann Zwischenergebnisse für unveränderliche Header-Teile intern recyceln, aber das Netzwerk wertet nur den resultierenden Hash anhand des Ziels aus, nicht die spezifische Optimierung des Miners.
Die 32-Bit-Nonce selbst bietet nur 2^32 Werte, die moderne Hashraten sehr schnell erschöpfen. Miner verändert daher andere Variablen: Die Extranonce in Coinbase verändert die Coinbase-Transaktion und damit die Merkle-Wurzel, nTime kann innerhalb der Konsensgrenzen gerollt werden und BIP320 ermöglicht die Verwendung allgemeiner Versionsbits. Darüber hinaus weist Stratum V2 den Geräten eindeutige Teile des Suchraums zu, sodass diese nicht dieselben Kandidaten zählen.
ASIC selbst wählt keine Transaktionen aus und entwickelt keine Regeln. Ein vollständiger Knoten- oder Vorlagenanbieter erstellt einen Kandidatenblock. BIP22 standardisiert getblocktemplate und BIP23 seine Pooled-Mining-Erweiterung. Der Pool oder Proxy bereitet einen Job mit einem Ziel und Variablen für das Gerät vor. Stratum V2 trennt das Mining-Protokoll, die Jobdeklaration und die Vorlagenverteilung, sodass Jobverteilung und Transaktionsauswahl separate Rollen sein können.
Ein Pool legt in der Regel ein Freigabeziel viel einfacher fest als ein Bitcoin-Netzwerkziel. Der Hash unter dem Aktienziel beweist einen Teil der für die Belohnungsabrechnung geleisteten Arbeit; Nur ein äußerst seltener Hash unterhalb des Netzwerkziels ist ein Kandidat für einen gültigen Block. Die Pool-Schwierigkeit ändert daher die Häufigkeit der Anteile, nicht die Konsensschwierigkeit oder die physische Hashrate der Maschine.
Hashrate gibt die Anzahl der Hashes pro Sekunde an. Die Leistungsaufnahme wird in Watt angegeben und der Wirkungsgrad wird üblicherweise als J/TH = W dividiert durch TH/s ausgedrückt. Ein geringerer J/TH bedeutet weniger elektrische Leistung bei gleichem Suchvolumen. Der Gewinn hängt aber auch von der Netzwerkschwierigkeit, dem BTC-Preis, den Gebühren, der Betriebszeit, dem Strom, der Kühlung, der Finanzierung und der Amortisation der Hardware ab.
Selbst Chips des gleichen Typs sind elektrisch nicht identisch; Fertigungsschwankungen verändern den Leckstrom, das Timing und die erforderliche Spannungsreserve. Die Firmware kann daher die Frequenz und Kernspannung abstimmen. Durch Untertakten wird oft J/TH verbessert, während durch Übertakten die Hashrate erhöht wird, allerdings auf Kosten von unverhältnismäßig mehr Strom und Wärme. Autotuning sucht nach einem geeigneten Punkt für einen bestimmten Chip oder ein bestimmtes Hashboard.
Miner ist nicht nur ASIC. Das Ergebnis schränkt die Stromversorgung, die DC-DC-Regelung, Anschlüsse, Hashboards, Lüfter oder den Flüssigkeitskreislauf und den Controller ein. Hohe Temperaturen, Staub, defekter Lüfter, instabile Spannung oder aggressiver Takt erhöhen Hardwarefehler und das Risiko einer Abschaltung. Die Effizienz des Chips selbst ist daher nicht dasselbe wie die Steckdoseneffizienz der gesamten Baugruppe.
ASICs erhöhen die Kapital- und technische Hürde für einen wettbewerbsfähigen Bergbau und schaffen Skaleneffekte bei Beschaffung, Energie, Reparatur und Infrastruktur. Dies kann den Produzenten oder die Hashrate konzentrieren, es geht jedoch nicht automatisch um die Eigentümerschaft des Konsenses. Es ist notwendig, die Konzentration von Chipproduktion, Pools, physischen Standorten und tatsächlichen Hashrate-Eigentümern zu trennen.
Der ASIC kann nach Headern suchen und entsprechend der Upstream-Software an einem bestimmten Job arbeiten. Es kann keinen ungültigen Block gültig machen, das Versorgungslimit ändern, ausländische Münzen ausgeben oder einen vollständigen Knoten zwingen, andere Regeln zu akzeptieren. Der Betreiber muss die Firmware, den Pool-Endpunkt, die poolseitige Hashrate, abgelehnte Freigaben, die Stromversorgung aus der Steckdose, die Temperaturen und die eigene Blockvorlagenrichtlinie überprüfen.
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