الگوریتم ProgPoW چیست؟ بررسی راهکار اتریوم برای مقابله با انحصار ماینرهای ASIC

در این مقاله از کیف پول من، ساختار فنی این الگوریتم و نحوه درگیری تمام‌عیار پهنای باند حافظه در کنار تابع هش Keccak را کالبدشکافی می‌کنیم. با بررسی این مفاهیم، به درک روشنی از مکانیزم سدسازی در برابر انحصار ای‌سیک‌ها، روش‌های تنظیم و بهینه‌سازی (Tuning) برای دستیابی به بالاترین بهره‌وری و همچنین دلایل اصلی دوقطبی شدن جامعه اتریوم بر سر اجرای این به‌روزرسانی دست پیدا می‌کنید.

ریشه بحران: انحصار استخراج توسط دستگاه‌های ای‌سیک (ASIC)

در روزهای ابتدایی پیدایش شبکه‌های بلاکچینی، هر فردی با داشتن یک کامپیوتر معمولی می‌توانست در فرآیند استخراج یا همان ماینینگ شرکت کند و پاداش بگیرد. این همان رویای اصلی دنیای رمزارزها بود؛ دنیایی که در آن همه با شرایط برابر فعالیت می‌کنند. اما این شرایط عادلانه دوام زیادی نیاورد. با ورود دستگاه‌های ایسیک (ASIC: مدارهای مجتمع با کاربرد خاص که فقط برای انجام یک وظیفه‌ی مشخص و تکراری ساخته می‌شوند) به میدان رقابت، قواعد بازی به طور کامل تغییر کرد.

این دستگاه‌های قدرتمند و گران‌قیمت، معادلات شبکه را به نفع سرمایه‌داران بزرگ تغییر دادند و ماینرهای خانگی را کم‌کم از دور رقابت خارج کردند. برای درک بهتر این موضوع، استخراج را شبیه به یک مسابقه‌ی ریاضی در نظر بگیرید. ماینرهای خانگی مانند دانش‌آموزانی باهوش اما با ماشین‌حساب‌های معمولی هستند، در حالی که ای‌سیک‌ها شبیه به ابررایانه‌هایی هستند که فقط و فقط برای حل همان نوع خاص از مسائل ریاضی برنامه‌ریزی شده‌اند.

چرا ورود ای‌سیک‌ها به شبکه، تمرکززدایی را به خطر انداخت؟

یکی از مهم‌ترین مفاهیم در دنیای بلاکچین، تمرکززدایی (Decentralization: پخش شدن قدرت، تصمیم‌گیری و امنیت شبکه بین هزاران کاربر مختلف به جای یک نهاد یا شرکت مرکزی) است. زمانی که استخراج با کارت‌های گرافیک معمولی انجام می‌شد، هزاران نفر در سراسر جهان با سیستم‌های خانگی خود امنیت شبکه را تامین می‌کردند. این پراکندگی، قدرت را در شبکه‌ی غیرمتمرکز حفظ می‌کرد.

اما دستگاه‌های ای‌سیک به دلیل قیمت بالا و نیاز به شرایط نگهداری ویژه، برای کاربران عادی قابل دسترس نبودند. شرکت‌های بزرگ با سرمایه‌های عظیم، هزاران دستگاه ای‌سیک را در سوله‌هایی بزرگ جمع‌آوری کردند و مزارع استخراج را به وجود آوردند. نتیجه‌ی این اتفاق، متمرکز شدن قدرت پردازش یا همان نرخ هش (Hashrate: سرعت و قدرت محاسباتی یک دستگاه برای حل معماهای شبکه و تایید تراکنش‌ها) در دست چند شرکت و استخر استخراج بزرگ بود. وقتی بخش عظیمی از قدرت شبکه فقط در اختیار چند نهاد خاص باشد، خطر دستکاری در شبکه افزایش می‌یابد و روح اصلی بلاکچین که همان حذف واسطه‌ها و جلوگیری از تمرکز قدرت است، به شدت آسیب می‌بیند.

تفاوت معماری؛ کارت گرافیک (GPU) در مقابل مدارهای مجتمع با کاربرد خاص (ASIC)

برای اینکه درک بهتری از دلیل برتری ای‌سیک‌ها در استخراج داشته باشیم، باید به تفاوت ساختاری آن‌ها با کارت‌های گرافیک نگاهی بیندازیم. کارت‌های گرافیک (GPU: واحد پردازش تصویر در کامپیوترها که قابلیت انجام کارهای متنوعی را دارد) مانند یک ابزار همه‌کاره هستند. شما می‌توانید با آن‌ها بازی‌های ویدیویی را اجرا کنید، رندرهای سه‌بعدی بگیرید و البته، ارز دیجیتال استخراج کنید.

در مقابل، ای‌سیک‌ها دقیقا مانند یک دستگاه پِرس صنعتی هستند که فقط برای تولید یک قطعه‌ی خاص طراحی شده‌اند. آن‌ها هیچ کار دیگری جز استخراج یک ارز دیجیتال با یک الگوریتم مشخص را نمی‌توانند انجام دهند. این تفاوت در معماری، نتایج مهمی را به همراه دارد:

• انعطاف‌پذیری در برابر تخصص: کارت گرافیک می‌تواند الگوریتم‌های مختلفی را پردازش کند. اگر استخراج یک ارز دیجیتال دیگر سودآور نباشد، ماینر می‌تواند به راحتی تنظیمات را تغییر داده و ارز دیگری را استخراج کند. اما دستگاه ای‌سیک تنها برای یک الگوریتم خاص ساخته شده است و اگر آن الگوریتم در شبکه تغییر کند، دستگاه ای‌سیک عملا به یک قطعه‌ی بی‌مصرف تبدیل می‌شود.
• تفاوت در قدرت پردازش: چون طراحان ای‌سیک تمام قطعات و مدارهای فیزیکی دستگاه را فقط برای حل یک معادله‌ی خاص بهینه‌سازی کرده‌اند، این دستگاه‌ها سرعتی هزاران برابر بیشتر از بهترین کارت‌های گرافیک در اجرای همان الگوریتم مشخص دارند.
• فضای حافظه و پیچیدگی: کارت‌های گرافیک دارای حافظه‌ی اختصاصی قدرتمند و معماری پیچیده‌ای برای مدیریت کارهای گرافیکی و محاسباتی مختلف هستند. ای‌سیک‌ها این بخش‌های اضافه را حذف می‌کنند تا تمام انرژی و فضای فیزیکی قطعات، فقط صرف یک کار واحد یعنی استخراج شود. همین سادگی ساختار باعث می‌شود ای‌سیک‌ها در انجام وظیفه‌ی خاص خود، شکست‌ناپذیر به نظر برسند.

آشنایی با ProgPoW؛ راه‌حلی برای برقراری عدالت در شبکه

همان‌طور که دیدیم، سلطه‌ی ای‌سیک‌ها زنگ خطری جدی برای امنیت و استقلال شبکه‌های غیرمتمرکز بود. در همین زمان که ناامیدی بین ماینرهای خانگی در حال افزایش بود، یک راهکار هوشمندانه و جدید به نام ProgPoW پا به میدان گذاشت. این راهکار به جای اینکه سعی کند ای‌سیک‌ها را به طور کامل مسدود کند، زمین بازی را به گونه‌ای تغییر داد که استفاده از این دستگاه‌های گران‌قیمت دیگر توجیه اقتصادی نداشته باشد. بیایید ببینیم این فرشته‌ی نجات کارت‌های گرافیک دقیقا چیست و چگونه کار می‌کند.

مفهوم اثبات کار برنامه‌ریزی‌شدنی (ProgPoW) به زبان ساده

کلمه‌ی ProgPoW مخفف عبارت Programmatic Proof of Work یا اثبات کار برنامه‌ریزی‌شدنی است. پیش از این با مفهوم اثبات کار (Proof of Work: مکانیسمی که در آن ماینرها با مصرف برق و حل معماهای ریاضی، تراکنش‌ها را تایید کرده و پاداش می‌گیرند) آشنا شدیم. اما بخش برنامه‌ریزی‌شدنی به چه معناست؟

برای درک این موضوع، یک قفل هوشمند را تصور کنید. دستگاه‌های ای‌سیک مانند کلیدهایی هستند که فقط برای باز کردن یک قفل خاص با دندانه‌های ثابت ساخته شده‌اند. تا زمانی که شکل قفل ثابت باشد، این کلیدها با سرعت نور آن را باز می‌کنند. اما الگوریتم در روش ProgPoW به گونه‌ای طراحی شده است که شکل دندانه‌های این قفل هر چند وقت یک‌بار به صورت تصادفی تغییر می‌کند.

از آنجایی که کارت‌های گرافیک ابزارهایی همه‌کاره و انعطاف‌پذیر هستند، به راحتی می‌توانند خود را با شکل جدید قفل هماهنگ کنند. اما دستگاه‌های ای‌سیک که ساختاری خشک و غیرقابل تغییر دارند، در برابر این قفل جدید کاملا بی‌مصرف می‌شوند و شرکت‌های سازنده مجبورند ماه‌ها زمان صرف کنند تا دستگاه جدیدی بسازند؛ دستگاهی که تا زمان رسیدن به بازار، دوباره با یک قفل تغییر یافته روبرو خواهد شد.

فلسفه‌ی طراحی؛ بازگرداندن قدرت استخراج به ماینرهای خانگی و کوچک

هدف اصلی از پیدایش شبکه‌ی اتریوم این بود که هر فردی با کامپیوتر شخصی خود بتواند بخشی از این شبکه‌ی جهانی باشد. فلسفه‌ی اصلی ساخت ProgPoW دقیقا بازگشت به همین آرمان اولیه است. طراحان این الگوریتم به جای ایجاد محدودیت‌های نرم‌افزاری پیچیده، یک استراتژی اقتصادی و سخت‌افزاری هوشمندانه را انتخاب کردند. اهداف اصلی این طراحی شامل موارد زیر است:

• کاهش فاصله‌ی عملکرد: هدف این نیست که ای‌سیک‌ها کاملا نابود شوند، بلکه هدف این است که برتری آن‌ها نسبت به کارت‌های گرافیک به حداقل برسد. اگر یک ای‌سیک تنها درصد کمی بهتر از یک کارت گرافیک عمل کند، هیچ سرمایه‌گذاری حاضر نیست میلیون‌ها دلار برای طراحی و ساخت آن هزینه کند.
• استفاده از تمام توان کارت گرافیک: در الگوریتم‌های سنتی، فقط بخش کوچکی از توان کارت گرافیک درگیر استخراج می‌شد. اما ProgPoW طوری نوشته شده است که تمام بخش‌های یک کارت گرافیک از جمله پردازنده‌ی مرکزی آن و حافظه‌ی گرافیکی را به صورت همزمان به کار بگیرد.
• توزیع عادلانه‌ی ثروت: با بازگشت سودآوری به سیستم‌های خانگی، پاداش‌های شبکه به جای رفتن به حساب چند شرکت بزرگ، بین ده‌ها هزار کاربر عادی در سراسر جهان پخش می‌شود.

معرفی تیم طراح (ifdefelse) و پیشینه‌ی شکل‌گیری این ایده

شاید برایتان جالب باشد بدانید چه کسانی این الگوریتم نجات‌بخش را طراحی کردند. این ایده توسط یک تیم توسعه‌دهنده با نام مستعار ifdefelse به جامعه‌ی کریپتو معرفی شد. اعضای این تیم هویت واقعی خود را تا حد زیادی پنهان نگه داشته‌اند، اما بررسی کدهای نوشته شده و مستندات آن‌ها نشان می‌دهد که این افراد متخصصانی بسیار باتجربه در زمینه‌ی سخت‌افزار و نرم‌افزار هستند.

نکته‌ی جالب درباره‌ی اعضای تیم ifdefelse این است که آن‌ها سال‌ها در زمینه‌ی طراحی مدارهای ای‌سیک و کارت‌های گرافیک فعالیت داشته‌اند! یعنی آن‌ها دقیقا نقطه‌ضعف دشمن را می‌شناختند. آن‌ها با ارائه‌ی یک طرح پیشنهادی (EIP: سندی رسمی که توسعه‌دهندگان برای معرفی ویژگی‌ها یا تغییرات جدید در شبکه‌ی اتریوم منتشر می‌کنند) با شماره‌ی 1057، ایده‌ی خود را به صورت رسمی ثبت کردند.

این تیم به خوبی می‌دانست که شرکت‌های سازنده‌ی دستگاه‌های استخراج چگونه سخت‌افزار خود را بهینه‌سازی می‌کنند، بنابراین الگوریتمی را نوشتند که تمام آن مسیرهای بهینه‌سازی را مسدود می‌کرد و شرایطی برابر را برای همه‌ی اعضای شبکه‌ی اتریوم رقم می‌زد.

ProgPoW چگونه از قدرت کارت‌های گرافیک استفاده می‌کند؟

رسیدیم به بخش جذاب ماجرا! اگر بخواهیم خیلی ساده نگاه کنیم، یک کارت گرافیک شبیه به یک آشپزخانه‌ی کاملا مجهز است که انواع وسایل پخت‌وپز، خردکن، فر و شعله‌های مختلف را در خود جای داده است. مشکل الگوریتم‌های قدیمی این بود که فقط از یک یا دو وسیله در این آشپزخانه‌ی بزرگ استفاده می‌کردند.

این موضوع به سازندگان دستگاه‌های ای‌سیک اجازه می‌داد تا دستگاهی بسازند که فقط همان یک وسیله را با قدرتی هزار برابر داشته باشد. اما الگوریتم ProgPoW برای حل این مشکل، دستور پختی را طراحی کرد که برای انجام آن باید از تمام وسایل این آشپزخانه استفاده شود. اما ببینیم این درگیری همه‌جانبه چگونه اتفاق می‌افتد.

درگیری تمام‌عیار سخت‌افزار؛ فرآیند بهره‌گیری از تمامی بخش‌های GPU

همان‌طور که گفتیم، مزیت اصلی کارت‌های گرافیک در تنوع قطعات و توانایی انجام کارهای مختلف است. الگوریتم ProgPoW با آگاهی کامل از معماری کارت‌های گرافیک شرکت‌هایی مثل ای‌ام‌دی (AMD) و انویدیا (Nvidia) نوشته شده است. این الگوریتم به جای اینکه فقط یک بخش خاص را درگیر کند، بار پردازشی را روی تمام اجزای کارت گرافیک پخش می‌کند. در این روش جدید، بخش‌های مختلفی به کار گرفته می‌شوند:

• هسته‌های محاسباتی (Compute Cores): بخش اصلی پردازشگر کارت گرافیک که وظیفه‌ی انجام عملیات‌های پیچیده‌ی ریاضی را بر عهده دارد. الگوریتم ProgPoW این هسته‌ها را مجبور می‌کند تا معادلات تصادفی و متغیری را حل کنند.
• حافظه‌ی پنهان (Cache): یک فضای ذخیره‌سازی بسیار سریع و کوچک در داخل خود پردازنده که اطلاعات مهم و پرکاربرد را نگه می‌دارد تا سرعت کار بالا برود. ProgPoW طوری برنامه‌ریزی شده است که مدام به این حافظه‌ی سریع نیاز پیدا کند.
• ثبات‌ها (Registers): کوچک‌ترین و سریع‌ترین بخش حافظه در مغز پردازنده که مقادیر در حال محاسبه را نگه می‌دارد. این الگوریتم از ثبات‌ها تا بالاترین حد ظرفیتشان استفاده می‌کند.

وقتی یک الگوریتم از تمام این بخش‌ها همزمان استفاده کند، اگر یک شرکت بخواهد دستگاه ای‌سیک مخصوصی برای آن بسازد، در واقع مجبور است دوباره یک کارت گرافیک کامل را از صفر اختراع کند! ساخت چنین دستگاهی بسیار گران تمام می‌شود و دیگر سودآوری و برتری خاصی نسبت به کارت‌های گرافیک معمولی نخواهد داشت.

نقش تابع هش Keccak و اهمیت پهنای باند حافظه در این الگوریتم

هر شبکه‌ی بلاکچین برای رمزنگاری اطلاعات خود از یک فرمول ریاضی خاص استفاده می‌کند. در شبکه‌ی اتریوم، این فرمول پایه‌ای تابع هش (Hash Function: یک معادله‌ی ریاضی یک‌طرفه که اطلاعات ورودی با هر اندازه‌ای را می‌گیرد و به یک رشته کد متنی با طول ثابت و غیرقابل پیش‌بینی تبدیل می‌کند) نام دارد و نوع خاصی که اتریوم از آن استفاده می‌کند Keccak است.

در الگوریتم ProgPoW، هسته‌ی اصلی رمزنگاری همچنان همان تابع Keccak است، اما مسیر رسیدن به آن تغییر کرده است. در کنار این تابع، مفهوم بسیار مهمی به نام پهنای باند حافظه (Memory Bandwidth: سرعت و ظرفیت انتقال داده‌ها بین واحد پردازشگر و حافظه‌ی دستگاه در یک ثانیه) نقش کلیدی بازی می‌کند.

در فرآیند استخراج، کارت گرافیک باید یک فایل اطلاعاتی بسیار بزرگ را در حافظه‌ی خود بارگذاری کند و سپس پردازنده باید دائما بخش‌های مختلفی از این فایل را بخواند و روی آن‌ها محاسبات انجام دهد. الگوریتم ProgPoW به شکلی طراحی شده است که پردازنده را تشنه‌ی اطلاعات می‌کند. یعنی هسته‌های محاسباتی آنقدر سریع کار می‌کنند که حافظه‌ی کارت گرافیک باید با بالاترین سرعت ممکن اطلاعات را به آن‌ها برساند. ترکیب این نیاز شدید به پهنای باند حافظه‌ی بالا در کنار محاسبات تصادفی که در مرحله‌ی قبل گفتیم، یک سد دفاعی بی‌نقص در برابر ای‌سیک‌ها می‌سازد.

مقایسه تطبیقی عملکرد سخت‌افزار در ProgPoW و الگوریتم‌های سنتی

برای درک بهتر تفاوت این الگوریتم جدید با روش‌های قبلی، بیایید الگوریتم سنتی اتریوم یعنی ات‌هش (Ethash) را با ProgPoW مقایسه کنیم. این مقایسه به ما نشان می‌دهد که چرا روش قدیمی به راحتی توسط ای‌سیک‌ها فتح شد:

• میزان وابستگی به حافظه در برابر پردازش: الگوریتم ات‌هش تقریبا یک الگوریتم وابسته به حافظه بود. یعنی حدود هشتاد تا نود درصد کار بر دوش پهنای باند حافظه بود و هسته‌های پردازشی گرافیک استراحت می‌کردند. سازندگان ای‌سیک به سادگی پردازنده‌های ارزان‌قیمت را با حافظه‌های پرسرعت ترکیب کردند و پیروز میدان شدند. اما در ProgPoW تعادل برقرار است و هم پردازنده و هم حافظه‌ی کارت گرافیک به شدت درگیر می‌شوند.
• تغییرات ساختاری (انعطاف‌پذیری): در الگوریتم‌های سنتی، فرمول‌های ریاضی ثابت هستند. ای‌سیک‌ها به دلیل معماری ثابت، برای کارهای تکراری عالی هستند. در نقطه‌ی مقابل، ProgPoW به صورت دوره‌ای توالی محاسبات خود را تغییر می‌دهد. این تغییرات برای کارت گرافیک که یک ابزار همه‌کاره است به راحتی قابل هضم است، اما مدار خشک و ثابت ای‌سیک را از کار می‌اندازد.
• راندمان اقتصادی ساخت ای‌سیک: برای الگوریتم قدیمی ات‌هش، ساخت ای‌سیک بسیار ارزان‌تر تمام می‌شد، چون نیازی به قطعات پیچیده‌ی پردازشی نبود. اما برای مقابله با ProgPoW، دستگاه ای‌سیک باید دارای همان پیچیدگی‌های یک کارت گرافیک پیشرفته باشد. این موضوع قیمت تمام‌شده‌ی تولید ای‌سیک را به شدت بالا می‌برد و سرمایه‌گذاری روی آن را بی‌معنی می‌کند.

در واقع، ProgPoW یک تکامل هوشمندانه است که با شناخت دقیق نقاط ضعف الگوریتم‌های سنتی و بررسی دقیق ساختار فیزیکی کارت‌های گرافیک، زمین بازی را به نفع ماینرهای خانگی مسطح می‌کند.

نوآوری‌ها و تاثیرات مستقیم بر عملکرد سخت‌افزار ماینینگ

پس از آشنایی با هدف و ساختار کلی این الگوریتم، زمان آن است که ببینیم ProgPoW در عمل چه تغییری در دنیای استخراج ایجاد می‌کند. وقتی قوانین یک مسابقه تغییر می‌کند، ورزشکاران نیز باید شیوه‌ی تمرین و عملکرد خود را تغییر دهند. این الگوریتم نه تنها دسترسی دستگاه‌های صنعتی را محدود می‌کند، بلکه رفتار کارت‌های گرافیک ما را نیز در حین کار تغییر می‌دهد. در این بخش بررسی می‌کنیم که این نوآوری‌ها دقیقا چه تاثیری روی ریگ‌های استخراج (Rig: مجموعه‌ای از چند کارت گرافیک که روی یک شاسی نصب شده و به هم متصل شده‌اند تا قدرت پردازش بیشتری تولید کنند) و قطعات سخت‌افزاری می‌گذارند.

تغییرات دوره‌ای الگوریتم برای جلوگیری از بهینه‌سازی سخت‌افزاری توسط شرکت‌های سازنده

یکی از درخشان‌ترین نوآوری‌های ProgPoW، ویژگی تغییر پذیری و پویایی آن است. شرکت‌های سازنده‌ی ای‌سیک معمولا با بررسی دقیق کدهای یک الگوریتم، مدارها را به صورت فیزیکی برای حل همان کدها حکاکی می‌کنند (Hardwiring: طراحی فیزیکی و ثابت مدارهای الکترونیکی برای انجام یک کار مشخص که دیگر قابل تغییر با نرم‌افزار نیست).

برای مقابله با این ترفند، الگوریتم ProgPoW طوری طراحی شده است که در هر دوره‌ی زمانی مشخص (مثلا هر 50 بلاک در شبکه‌ی اتریوم)، بخشی از توالی ریاضی و ساختار محاسباتی خود را به صورت تصادفی تغییر می‌دهد. برای درک بهتر، یک هزارتوی بزرگ را تصور کنید که دیوارهای آن هر چند ساعت یک‌بار جابه‌جا می‌شوند. یک انسان (نماد کارت گرافیک) با دیدن مسیرهای جدید می‌تواند راه خود را پیدا کند، اما یک ربات مسیریاب (نماد ای‌سیک) که فقط برای نقشه‌ی قبلی برنامه‌ریزی شده است، مستقیما به دیوار برخورد می‌کند و از کار می‌افتد. این تغییرات دوره‌ای، ساخت هرگونه ای‌سیک ثابت را از نظر فنی و اقتصادی غیرممکن می‌کند.

بررسی تاثیر ProgPoW بر نرخ هش (Hashrate) و دمای کاری کارت‌های گرافیک

اگر روزی تصمیم بگیرید با الگوریتم ProgPoW ماین کنید، اولین چیزی که توجه شما را جلب می‌کند افت ظاهری نرخ هش است. اما نگران نباشید! این یک افت واقعی در درآمد شما نیست. از آنجایی که محاسبات در این الگوریتم بسیار پیچیده‌تر شده و تمام بخش‌های کارت گرافیک را درگیر می‌کند، تولید هر هش زمان بیشتری می‌برد. بنابراین اگر کارت گرافیک شما در الگوریتم قدیمی 30 مگاهش بر ثانیه قدرت داشت، در الگوریتم جدید ممکن است عدد 15 را نشان دهد. این کاهش برای تمام ماینرهای شبکه‌ی جهانی اتفاق می‌افتد، پس جایگاه شما در رقابت حفظ می‌شود.

تاثیر مهم بعدی روی دمای قطعات است. در روش‌های قدیمی، هسته‌ی کارت گرافیک (GPU Core: مغز متفکر و بخش اصلی پردازنده‌ی کارت گرافیک) تقریبا در حالت استراحت بود و بیشتر فشار روی حافظه وارد می‌شد. اما در این الگوریتم جدید، هسته‌ی پردازنده با تمام قدرت وارد میدان می‌شود. این درگیری همه‌جانبه باعث می‌شود:

• مصرف برق هسته‌ی گرافیکی افزایش یابد.
• تولید حرارت در مرکز کارت گرافیک بیشتر شود.
• ماینرها به سیستم‌های خنک‌کننده‌ی قوی‌تر و جریان هوای بهتری در محیط استخراج نیاز داشته باشند.

راهنمای بهینه‌سازی (Tuning) برای دستیابی به بهترین بهره‌وری در این الگوریتم

همان‌طور که یک راننده‌ی حرفه‌ای ماشین خود را برای جاده‌های کوهستانی تنظیم می‌کند، ماینرها نیز باید کارت‌های گرافیک خود را بهینه‌سازی (Tuning: تنظیم دقیق فرکانس پردازنده و ولتاژ برق برای رسیدن به بالاترین کارایی و کمترین مصرف انرژی) کنند.

در الگوریتم‌های سنتی، فرمول طلایی استخراج این بود: ولتاژ و قدرت هسته را تا جای ممکن کم کن و سرعت حافظه را تا حد انفجار بالا ببر! اما در ProgPoW این فرمول دیگر جواب نمی‌دهد. از آنجا که این الگوریتم تشنه‌ی قدرت هسته است، اعمال تنظیمات زیر برای رسیدن به بهترین بهره‌وری پیشنهاد می‌شود:

• تعادل بین هسته و حافظه: دیگر نمی‌توانید هسته را نادیده بگیرید. باید فرکانس هسته (Core Clock) را در سطح معقولی بالا نگه دارید تا بتواند پا به پای حافظه، محاسبات پیچیده را انجام دهد.
• مدیریت ولتاژ هسته: از آنجا که هسته فعال‌تر است، مصرف برق بالا می‌رود. هنر یک ماینر در اینجا، پیدا کردن نقطه‌ی طلایی ولتاژ است؛ یعنی کمترین مقدار برقی که می‌توان به هسته داد بدون اینکه سرعت پردازش افت کند.
• پرهیز از اورکلاک شدید حافظه: افزایش بیش از حد سرعت حافظه (Overclocking: وادار کردن قطعه به کار با سرعتی بیشتر از استاندارد کارخانه) در این الگوریتم نه تنها سود زیادی ندارد، بلکه فقط باعث داغ شدن بی‌مورد کارت گرافیک و هدررفت انرژی می‌شود. هماهنگی و تعادل قطعات در ProgPoW حرف اول را می‌زند.

چرا جامعه اتریوم بر سر الگوریتم ProgPoW، دوقطبی شد؟

هر زمان که یک تغییر بزرگ در یک سیستم جهانی پیشنهاد می‌شود، طبیعی است که افراد به دو دسته‌ی موافق و مخالف تقسیم شوند. وقتی پیشنهاد جایگزینی الگوریتم قدیمی با ProgPoW مطرح شد، جامعه‌ی اتریوم (Ethereum Community: شبکه‌ای از توسعه‌دهندگان، ماینرها و سرمایه‌گذاران که در تصمیم‌گیری‌های مهم شبکه نقش دارند) به شدت دوقطبی شد. این بحث‌ها به قدری جدی بود که ماه‌ها در انجمن‌های تخصصی ادامه داشت. بیایید دلایل هر دو گروه را به زبان ساده بررسی کنیم.

استدلال‌های حامیان: حفظ امنیت شبکه و توزیع عادلانه پاداش‌ها

گروه اول، ماینرهای خانگی و طرفداران سرسخت تمرکززدایی بودند. آن‌ها معتقد بودند که این به‌روزرسانی برای ادامه‌ی حیات شبکه‌ی اتریوم کاملا ضروری است. دلایل اصلی آن‌ها شامل موارد زیر بود:

• بازگشت به آرمان‌های اولیه: حامیان معتقد بودند که اتریوم از ابتدا برای کامپیوترهای خانگی طراحی شده بود. از دیدگاه آن‌ها، ProgPoW یک ناجی بود که قدرت را از شرکت‌های بزرگ پس می‌گرفت و به مردم عادی برمی‌گرداند.
• جلوگیری از حمله‌ی 51 درصدی: (حمله‌ی 51 درصدی: وضعیتی خطرناک که در آن یک شخص یا گروه، بیش از نیمی از قدرت پردازش شبکه را در دست می‌گیرد و می‌تواند تراکنش‌ها را دستکاری کند). حامیان می‌گفتند اگر چند شرکت بزرگ تولیدکننده‌ی سخت‌افزار تمام دستگاه‌های ای‌سیک را کنترل کنند، به راحتی می‌توانند امنیت شبکه را به خطر بیندازند. اما با پخش شدن قدرت بین هزاران کارت گرافیک در سراسر جهان، این خطر تقریبا به صفر می‌رسید.
• توزیع عادلانه‌ی ثروت: با حذف سلطه‌ی ای‌سیک‌ها، پاداش استخراج دوباره به صورت قطره‌چکانی بین هزاران کاربری توزیع می‌شد که با سیستم‌های معمولی فعالیت می‌کردند، نه اینکه سود اصلی فقط به حساب چند مزرعه‌ی بزرگ ماینینگ واریز شود.

نگرانی‌های منتقدان: ریسک ایجاد هاردفورک و تاثیر بر نقشه راه اتریوم 2.0

در طرف مقابل، گروهی از توسعه‌دهندگان ارشد و شرکت‌های سرمایه‌گذاری قرار داشتند که با اجرای این تغییر مخالف بودند. آن‌ها دلایل فنی و اقتصادی مهمی برای نگرانی‌های خود داشتند:

• خطر ایجاد هاردفورک: (هاردفورک: یک تغییر اساسی در قوانین شبکه‌ی بلاکچین که باعث می‌شود شبکه به دو مسیر جداگانه و دو ارز دیجیتال کاملا مستقل تقسیم شود). منتقدان می‌ترسیدند که اگر همه‌ی اعضا با این تغییر موافق نباشند، شبکه‌ی اتریوم دوپاره شود و این اتفاق به شدت به اعتماد سرمایه‌گذاران ضربه می‌زد.
• هدر دادن زمان و انرژی: در آن زمان، تیم اصلی اتریوم در حال آماده‌سازی برای یک تغییر بسیار بزرگ‌تر یعنی اتریوم 2.0 بودند. مخالفان استدلال می‌کردند که هزینه‌ی زمان و برنامه‌نویسی برای یک راهکار موقتی منطقی نیست، در حالی که قرار است به زودی کل سیستم استخراج تغییر کند.
• احتمال وجود باگ‌های نرم‌افزاری: هر کد جدیدی ممکن است ایرادات پنهانی داشته باشد. برخی از برنامه‌نویسان نگران بودند که الگوریتم جدید به اندازه‌ی کافی در محیط‌های واقعی آزمایش نشده باشد و اجرای آن باعث اختلال در روند عادی شبکه‌ی اصلی شود.

جایگاه ProgPoW در تاریخ تکامل اتریوم و انتقال به اثبات سهام (PoS)

با وجود بحث‌های طولانی و حتی تایید اولیه‌ی این الگوریتم توسط برخی از اعضای مهم جامعه، ProgPoW هرگز به طور کامل و رسمی روی شبکه‌ی اصلی اتریوم پیاده‌سازی نشد. دلیل اصلی این اتفاق، تمرکز کامل تیم توسعه‌دهنده روی یک هدف بزرگ‌تر و نهایی بود: انتقال کامل به اثبات سهام (PoS: سیستمی جدید که در آن به جای مصرف برق و استفاده از دستگاه‌های ماینر، افراد با قفل کردن دارایی‌های دیجیتال خود در شبکه، امنیت آن را تامین کرده و پاداش می‌گیرند).

این رویداد تاریخی بزرگ که با نام ادغام یا مرج (The Merge) شناخته می‌شود، در نهایت در سال 2022 اتفاق افتاد و فرآیند ماینینگ را برای همیشه از شبکه‌ی اتریوم حذف کرد. با کنار گذاشتن کامل دستگاه‌های استخراج، مشکل انحصار ای‌سیک‌ها نیز به صورت خودکار و برای همیشه حل شد و دیگر نیازی به یک الگوریتم واسطه نبود.

امروزه در تاریخچه‌ی رمزارزها، از ProgPoW به عنوان یک تلاش فنی هوشمندانه یاد می‌شود؛ تلاشی که نشان داد جامعه‌ی کاربری تا چه حد روی حفظ امنیت و جلوگیری از انحصارطلبی حساس است. اگرچه این الگوریتم در اتریوم به مقصد نهایی نرسید، اما ایده‌های فنی آن همچنان به عنوان یک الگوی موفق برای سایر شبکه‌هایی که با چالش ای‌سیک‌ها روبرو هستند، مورد توجه مهندسان قرار می‌گیرد.

منابع:

Messari.io

Medium.com

Forklog.com