Что лучше, майнинг на видеокарте или добыча с применением процессора персонального компьютера?

Вопрос окупаемости добычи криптомонет Биткоина, пожалуй, является самым часто задаваемым вопросом среди людей, занятых поиском заработка или подработки на просторах Паутины. Особенную актуальность он принял на фоне последнего увеличения стоимости альтернативных активов. Можно ли майнить первую криптовалюту, используя вычислительные мощности персонального компьютера, или необходимо покупать дорогостоящее оборудование? Что выгоднее, добыча на видеокарте или с применением обычного процессора. Об этих вопросах будет идти речь в сегодняшнем повествовании.

В сети Биткоин часто задается вопрос, по какой такой причине майнинг на GPU осуществляется быстрей, чем он происходит на процессоре.

Сначала необходимо внести некоторые пояснения, касающиеся терминологии, применяемой в тексте:

  • CPU — название центрального компьютерного процессора. Это часть ПК, предназначенная для исполнения задач, связанных с программным обеспечением. От него поступают команды на все остальные составляющие, заставляя их действовать так, как это прописано в той или иной программе.
  • GPU (graphics processing unit) —процессор для обработки графических изображений. Его главная назначением — визуализация эффектов, а также 3D графики.

То есть оба являются процессорами, но различия в их конструкциях обусловлены разными задачами, стоящими перед ними. Именно эти конструктивные особенности и обусловили повышение производительности видеокарты при осуществлении генерации Биткоинов.

Майнинг с применением видеокарты, технические особенности

Ядру CPU под силу обработать на протяжении одного цикла (SSE) четыре 32-битных последовательности, или восьми аналогов в течение цикла AVX. В течение этого промежутка времени видеокарта Radeon HD 5970 в состоянии произвести обработку 3200 инструкций с объемом 32 бита. При этом ею используются либо свои 3200 ALU, либо шейдеры. Выходит, скорость майнинга на видеокарте в 800 раз превышает выполнение той же операции на процессоре.

С 2001 года началось производство процессоров, оснащенных 12, 8 или 6 ядрами, имеющих синхросигнал в пределах от 2 до 3 тысяч МГц и больше. Но даже с учетом этого, у видеокарты Radeon HD 5970 (синхросигнал 750 МГц) скорость в пять раз превышает ту, которая может быть развита четырьмя двенадцатиядерными процессорами (тактовая частота 2,3 ГГц). Притом что стоимость последних равна примерно 4 700 долларам, а HD 5970 — 350$.

Майнинг на видеокарте подчинен «начальнику» — CPU

Предназначением CPU изначально являлось принятие решений, соответствующих указаниям программы. Так, функция процессора, при наборе и сохранении документа, заключается в том, чтобы произвести его преобразование в определенный тип файла. После чего дается команда жесткому диску выполнить его запись.

В каждом процессоре имеется одно или несколько арифметико-логических устройств, он может использоваться для проведения математических расчетов, а также выполнять инструкцию «в случае возникновения такой ситуации сделай то и, то, а в другой измени порядок действий». Основной функцией большинства элементов CPU, помимо майнинга, является отслеживание способности всех компонентов переключаться в нужный момент на выполнение нового задания.

Помимо этого, CPU выполняет большое количество иных операций, делающих его архитектуру еще более сложной:

  • Контроль над соблюдением регулирования исключительных прав между ОС и программными разработками.
  • Для активируемых ПО «иллюзорно» создается виртуальная база данных.
  • Обеспечивается наличие двусторонней совместимости, чтобы можно было работать с морально устаревшими ПО и инструкциями.

Майнинг с применением видеокарты — оптимальный вариант

Основная цель разработки GPU — оперирование видео-контентом. Безусловно, с их помощью можно производить математические расчеты и выполнять большое количество прочих задач, но все-таки главная цель их создания — работа с видеоизображениями, а отнюдь не принятие кардинальных решений. Эта функция подразумевает выполнение больших объемов однотипной монотонной работы. Ее суть в том, чтобы непрерывно указывать пикселям их действия на поверхности экрана монитора.

Чтобы получить необходимую степень эффективности означенной работы, конструкция видеокарты выполнена таким образом, что она в состоянии производить обработку больших объемов повторяющихся операций. А вот переключение GPU на майнинг проходит не очень быстро. В видеокарте содержится множество арифметико-логических устройств, что позволяет ей выполнять сложнейшие математические вычисления существенно быстрей, чем CPU.

Аналогия с майнингом на видеокарте

Попробуем представить процессор в виде небольшой группы людей, обладающих неординарным умом, для которых не является проблемой выполнение любой, поставленной перед ними задачи. Тогда видеокарта может ассоциироваться с внушительной группой людей со средним уровнем развития.

Для них является непосильным трудом быстрое выполнение какой-либо серьезной задачи. Зато они готовы без устали повторять одни и те же манипуляции. Показатель производительности у большой группы, занимающейся однотипной повторяющейся работой, в результате, будет выше, чем, если ту же работу поручить кучке интеллектуалов.

И в процессоре, и в видеокарте содержится несколько миллиардов транзисторов. Благодаря микроскопичной величине, они спокойно размещаются на небольшом кусочке кремния. Качественное выполнение работы CPU становится возможным за счет большей сложности структуры каждого отдельного элемента. Чем выше этот показатель, тем больше места надо для размещения этого элемента, а стоимость площади кремниевого чипа довольно высока.

Арифметико-логические устройства (ALU) делятся на группы. В обязанности каждого их участника входит выполнять операцию, как две капли воды похожую на те, что исполняются аналогами. А при майнинге на видеокарте и требуется выполнения одной постоянной манипуляции — обработки хэш-функции.

Итак, в качестве причин, которые делают майнинг с использованием видеокарты предпочтительней выполняемого на процессоре, можно назвать следующие:

  • Для майнинга не требуется принятия серьезных решений.
  • Математические действия необходимо повторять бесконечное число раз.
  • Нужно только выбирать положение одного из двух состояний блока.

По какой причине майнинг с использованием видеокарты AMD предпочтительней NVidia

Во-первых, конструктивная особенность видеокарты от AMD заключается в наличии немалого количества (1120–3200) простых арифметико-логических устройств (VLIW-архитектура). Для их работы используются низкие синхросигналы — от 625 до 900 МГц. А в GPU NVidia относительно сложных ALU меньше, но для компенсации приходится использовать более высокие частоты — от 1150 до 1544 МГц. К тому же ими занимается большая площадь, чем в GPU AMD, а значит, в чипе удастся поместить меньшее количество арифметико-логических устройств.

Результатом этого является выгодность применения видеокарты AMD при решении задач. Одним из важнейших показателей считается производительность:

  • AMD Radeon HD 6980 — имеется 3073 арифметико-логических устройств с тактовой частой 830 МГц. Она способна обрабатывать порядка 2560 миллиардов тридцатидвухбитных инструкций на протяжении 1/60 доли минуты.
  • NVidia GTX 590 — включает в себя1034 ALU. Синхросигнал измеряется в 1224 единиц. В течение секунды осуществляется обработка 1244 млрд. 32-битных единиц данных.

В основе порядка действий, необходимых для майнинга Биткоинов с применением процессора, лежит стандарт SHA-256. Для исполнения его основной операции в GPU от изготовителя AMD требуется одна инструкция, а в случае применения GPU NVidia понадобится целых три. А значит, производительность первой видеокарты в 1,7 раза превышает аналогичный показатель конкурента. В сумме эти два фактора позволяют сделать производительность видеокарты AMD в процессе майнинга Биткоинов в три, а то и в пять раз выше.