ASIC Miner

ASIC सामान्य प्रयोजन के निर्देशों के तर्क के बजाय किसी खास कार्य को सीधे सिलिकॉन में लागू करता है। इसलिए माइनिंग का विकास CPU और GPU से FPGA होते हुए SHA-256 ASIC तक हुआ: तय डेटा-पथ प्रति जूल कहीं अधिक हैश की गणना कर सकता है। इसकी कीमत लचीलेपन की कमी है। SHA-256 माइनिंग ASIC कोई सामान्य कंप्यूटर नहीं है जिसे कार्य बदलने पर आसानी से दोबारा प्रोग्राम किया जा सके। [Bitcoin Developer Guide — Mining] [Bitaxe — open-source ASIC miner hardware]

Bitcoin का proof of work क्रमबद्ध 80-बाइट हेडर से SHA-256(SHA-256(header)) की गणना करता है। हेडर में version, पिछले ब्लॉक का हैश, Merkle root, timestamp, nBits और 32-बिट nonce होते हैं। चिप हेडर के स्थिर हिस्सों के मध्यवर्ती परिणाम दोबारा इस्तेमाल कर सकती है, लेकिन नेटवर्क केवल अंतिम हैश को target से मिलाता है (hash ≤ target), माइनर के आंतरिक अनुकूलन को नहीं परखता। [Bitcoin Developer Guide — Mining] [Bitcoin Core v29.0 — CheckProofOfWorkImpl]

32-बिट nonce में केवल 2^32 मान होते हैं, जिन्हें आधुनिक Hashrate बहुत जल्दी आजमा सकता है। इसलिए माइनिंग प्रणाली दूसरे चर भी बदलती है: coinbase में extranonce बदलने से coinbase लेनदेन और फिर Merkle root बदलता है। nTime को सर्वसम्मति की सीमाओं में बदला जा सकता है, और BIP320 प्रस्ताव version bits को सामान्य उपयोग के लिए आरक्षित करता है। Stratum V2 उपकरणों को खोज क्षेत्र के अलग हिस्से देता है, ताकि वे उन्हीं उम्मीदवारों की गणना दोबारा न करें। [BIP 320 — nVersion bits for general purpose use] [Stratum V2 — Mining Protocol specification]

ASIC खुद लेनदेन नहीं चुनता और नियम नहीं बनाता। Full node या टेम्पलेट प्रदाता उम्मीदवार ब्लॉक तैयार करता है; BIP22 getblocktemplate को और BIP23 उसके पूल माइनिंग विस्तारों को मानकीकृत करता है। पूल या प्रॉक्सी उपकरण के लिए target और चर वाला कार्य तैयार करता है। Stratum V2 में Mining Protocol, Job Declaration और Template Distribution अलग हैं, इसलिए कार्य बांटना और लेनदेन चुनना अलग भूमिकाएं हो सकती हैं। [BIP 22 — getblocktemplate fundamentals] [BIP 23 — getblocktemplate pooled mining] [Stratum V2 — Protocol overview] [Bitcoin Core — getblocktemplate RPC]

पूल सामान्यतः ऐसा share target रखता है जिसे पूरा करना Bitcoin नेटवर्क के target से बहुत आसान हो। पूल का target पूरा करने वाला share इनाम के हिसाब के लिए किए गए कार्य का सांख्यिकीय प्रमाण देता है। केवल उससे कहीं दुर्लभ, network target पूरा करने वाला हैश वैध ब्लॉक का उम्मीदवार होता है। इसलिए पूल की कठिनाई shares की आवृत्ति बदलती है, सर्वसम्मति की कठिनाई या मशीन का वास्तविक Hashrate नहीं। [Bitcoin Developer Guide — Mining]

Hashrate प्रति सेकंड हैश की संख्या है। ली जाने वाली विद्युत शक्ति वाट में मापी जाती है और ऊर्जा दक्षता आमतौर पर J/TH, अर्थात W को TH/s से भाग देकर, व्यक्त की जाती है। कम J/TH का अर्थ है समान खोज मात्रा के लिए कम विद्युत ऊर्जा। लेकिन लाभ नेटवर्क की कठिनाई, BTC की कीमत, शुल्क, चालू रहने के समय, बिजली, कूलिंग, वित्तपोषण और हार्डवेयर के मूल्यह्रास पर भी निर्भर करता है। [Braiins OS — Autotuning] [Bitaxe — open-source ASIC miner hardware]

एक ही प्रकार की चिपों के विद्युत गुण भी बिल्कुल समान नहीं होते। निर्माण में अंतर से लीकेज करंट, टाइमिंग और जरूरी वोल्टेज मार्जिन बदलते हैं। फ़र्मवेयर आवृत्ति और कोर वोल्टेज को समायोजित कर सकता है। आवृत्ति घटाने से अक्सर दक्षता सुधरती और J/TH कम होता है, जबकि ओवरक्लॉकिंग से Hashrate बढ़ता है लेकिन बिजली और गर्मी उससे अधिक अनुपात में बढ़ सकती हैं। ऑटोट्यूनिंग हर चिप या hashboard के लिए उपयुक्त संचालन बिंदु खोजती है। [Braiins OS — Autotuning]

माइनिंग मशीन में ASIC के अलावा भी कई भाग होते हैं। बिजली आपूर्ति, DC-DC नियमन, कनेक्टर, hashboards, पंखे या तरल कूलिंग सर्किट और नियंत्रक उसके परिणाम को सीमित करते हैं। अधिक तापमान, धूल, खराब पंखा, अस्थिर वोल्टेज या बहुत ऊंची क्लॉक आवृत्ति हार्डवेयर त्रुटियां और बंद होने का जोखिम बढ़ाते हैं। इसलिए अकेली चिप की दक्षता, दीवार के सॉकेट से ली गई बिजली के आधार पर मापी गई पूरी मशीन की दक्षता के बराबर नहीं है। [Braiins OS — Autotuning] [Bitaxe — open-source ASIC miner hardware]

ASIC प्रतिस्पर्धी माइनिंग के लिए पूंजी और तकनीकी प्रवेश बाधाएं बढ़ाते हैं। खरीद, ऊर्जा, मरम्मत और बुनियादी ढांचे में बड़े पैमाने से लागत संबंधी लाभ मिलते हैं। इससे निर्माताओं या Hashrate का संकेंद्रण बढ़ सकता है, लेकिन इसका अर्थ अपने आप सर्वसम्मति पर अधिकार नहीं है। चिप उत्पादन, पूलों, भौतिक स्थानों और Hashrate के वास्तविक मालिकों के संकेंद्रण को अलग-अलग देखना चाहिए। [Bitcoin Developer Guide — Mining]

ASIC हेडर खोज सकता है और उसे कार्य देने वाले सॉफ़्टवेयर के अनुसार किसी विशेष job पर काम कर सकता है। वह अमान्य ब्लॉक को वैध नहीं बना सकता, जारी होने वाले सिक्कों की सीमा नहीं बदल सकता, दूसरों के सिक्के नहीं खर्च कर सकता और Full node को अलग नियम स्वीकार करने के लिए मजबूर नहीं कर सकता। संचालक को फ़र्मवेयर, पूल endpoint, पूल की ओर मापा गया Hashrate, अस्वीकृत shares, सॉकेट पर विद्युत शक्ति, तापमान और अपनी block template नीति जांचनी चाहिए। [Bitcoin Developer Guide — Mining] [Bitcoin Core — getblocktemplate RPC] [Bitcoin Core v29.0 — CheckProofOfWorkImpl]