في تطور أنظمة البلوك تشين، لطالما كانت كفاءة أجهزة التعدين هي العامل التنافسي الرئيسي. صُممت حلول التعدين التقليدية باستخدام وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات (GPU) للحوسبة العامة، لكنها تواجه صعوبات في مواجهة الجيل التالي من سلاسل البلوك تشين التي تركز على الخصوصية، مثل سلسلة INIChain من InitVerseتعتمد هذه الشبكات على التشفير المتقدم والحوسبة التي تحافظ على الخصوصية - وهي مهام تطغى على المعالجات العامة ذات أداء التجزئة المنخفض واستخدام الطاقة العالي وتنفيذ التعليمات غير الفعال.

استخدم مباريات منجم INIBOX، مدعومًا بـ ASIC Songguo المصمم خصيصًا والمُحسَّن بشكل كبير لـ فيرساهاش خوارزمية، تُحقق نقلة نوعية في معدل التجزئة والكفاءة. مع ناتج مُقاس يبلغ 850 ميجا هاش/ثانية عند 465 وات فقط، فهو يقدم أداءً مثيرًا للإعجاب 1.78 ميجا هرتز/ثانية/واط، متفوقًا على التعدين التقليدي لوحدة المعالجة المركزية بمقدار أكثر من 2,000× في كفاءة الطاقة.

إن هذه القفزة إلى الأمام هي نتيجة للابتكار المنسق في هندسة الشريحة، وتحسين مستوى الخوارزمية، وتصميم الأجهزة.

1. VersaHash: لماذا تتطلب سلاسل الكتل الخاصة بالخصوصية أجهزة متخصصة؟

1.1 عبء العمل الفريد لشبكات إثبات العمل التي تركز على الخصوصية

يستخدم INIChain آلية إجماع إثبات العمل، ولكن نظام التجزئة الأساسي للخصوصية الخاص به—فيرساهاش—تختلف جوهريًا عن عائلات SHA-2/SHA-3. يجب أن تضمن الخوارزمية سرية البيانات أثناء التحقق من صحة الكتل ومعالجة المعاملات.

يتطلب هذا وجود أجهزة لدعم:

• البراهين المعرفة صفر

• عمليات التشفير المتجانس

• التحقق من صحة زمن الوصول المنخفض تحت حمل الشبكة العالي

• كفاءة عالية في استخدام الطاقة لضمان استقرار التعدين على المدى الطويل

تواجه وحدات المعالجة المركزية التقليدية العديد من الاختناقات:

• مجموعات التعليمات العامة معقدة للغاية وغير فعالة

• معالجة متوازية محدودة لحسابات التشفير الدفعية

• مئات الواط من استهلاك الطاقة مقابل مئات من KH/s

• كفاءة الطاقة أدناه 0.01 ميجا هرتز/ثانية/واط

وتدفع هذه القيود بطبيعة الحال الصناعة نحو أجهزة التعدين ASIC المتخصصة.

1.2 مسار اختراق ASIC

لتسريع عملية حساب الخصوصية، يجب على ASIC التغلب على ثلاثة تحديات:

• مجموعات التعليمات المخصصة للعمليات التشفيرية

• هندسة متوازية ضخمة للتحقق من الدفعة

• تحسين الطاقة الديناميكية لتقليل الحرارة والنفايات

تم تصميم جهاز تعدين Matches INIBOX بدقة لتلبية هذه الاحتياجات، باستخدام نهج التحسين المشترك الكامل للخوارزمية والأجهزة.

2. تحليل تقنية INIBOX: ابتكارات على مستوى الشريحة والخوارزمية والنظام

2.1 هندسة الشريحة: مصممة خصيصًا لـ VersaHash

يقدم ASIC المصمم من Songguo العديد من التحسينات الرئيسية:

تعليمات الخصوصية المخصصة

تتضمن الشريحة تعليمات متخصصة مثل:

• ZKP_MUL (ضرب المعرفة الصفرية)

• HE_ADD (إضافة متجانسة)

وهذا يقلل من عدد الدورات المطلوبة للعمليات التشفيرية المعقدة.

تعليمات التجزئة ذات المسار السريع (SHA3_512_FAST) يقلل عدد الدورات بشكل أكبر من أكثر من 1,000 على وحدة المعالجة المركزية حتى <50 دورة.

محرك متوازي ذو 16 نواة

• كل نواة تعمل على معالجة التحقق من المعاملات بشكل مستقل

• ربط عالي السرعة مع عرض النطاق الترددي 100 جيجابايت/ثانية

• يزيل اختناقات الذاكرة التي تظهر في أجهزة التعدين الخاصة بوحدة المعالجة المركزية/وحدة معالجة الرسومات

مقياس الطاقة الديناميكي DVFS

• يتم ضبط التردد تلقائيًا بين 500 ميجا هرتز - 2 جيجا هرتز

• القوة تبقى في الداخل 400-500 واط

• توفير 20% من الطاقة مقارنة بأجهزة التعدين ذات التردد الثابت

2.2 هندسة الخوارزميات: جعل VersaHash متوافقًا مع الأجهزة

قام فريق Matches INIBOX بإعادة هيكلة VersaHash ليعمل على النحو الأمثل على السيليكون.

خط أنابيب الحوسبة المتوازية

المهام التي تم تنفيذها في الأصل بشكل تسلسلي - مثل التجزئة متبوعة بالتشفير - يتم معالجتها الآن بشكل متزامن.

النتيجة:

• تم تقليل وقت التحقق من الكتلة من 10 مللي ثانية (وحدة المعالجة المركزية) → 1.2 مللي ثانية (ASIC)

تحسين تدفق البيانات باستخدام ذاكرة الوصول العشوائي الساكنة على الشريحة

• ذاكرة SRAM منخفضة الكمون بسعة 64 ميجابايت

• 5ns وقت الوصول مقابل 100ns على DDR4

• دورات حسابية وسيطة أسرع بـ 20 مرة

تقليل العمليات الزائدة

• تمت إزالة الأسّ النمطي المتكرر

• تم تخفيض إنتاج ZKP من 10 عمليات إلى 3

2.3 تصميم الأجهزة: الكفاءة والتبريد وطول العمر

تبريد الهواء ثلاثي الطبقات

• رقاقة TIM المعدنية السائلة →

• أنابيب الحرارة النحاسية → الزعانف

• مروحة بمحمل كروي مزدوج (800–1200 دورة في الدقيقة)

تظل درجة الحرارة أقل من 65 درجة مئوية، مما يؤدي إلى إطالة عمر المكونات بنحو 30%.

التبريد الذكي والتحكم في التردد

• تتباطأ المراوح إلى أقل من 50 درجة مئوية للاستخدام المنزلي الأكثر هدوءًا

• يتم تنشيط الخانق التلقائي عند درجة حرارة أعلى من 70 درجة مئوية

• أداء مستقر في بيئات التعدين على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع

تصميم وحدات مدمجة

• الأبعاد: 196 × 165 × 125mm

• الوزن: 3.05kg

• يدعم نشر الرفوف (4 وحدات لكل 1U)

• وحدة طاقة قابلة للتبديل السريع

3. التحقق من الأداء: الاختبارات المعملية والواقعية

3.1 بيانات أداء المختبر

ميزة الكفاءة: 2,069×
تكلفة التشغيل اليومية: 1/7 من تعدين وحدة المعالجة المركزية

3.2 النشر في العالم الحقيقي

البيئة المنزلية

• الضوضاء: 55 ديسيبل (مشابه لوحدة تكييف الهواء المنزلية)

• تكلفة الطاقة اليومية: 7.2 CNY

• 85% أرخص في التشغيل من أجهزة التعدين GPU التقليدية

نشر مزرعة التعدين

• كفاءة المجموعة: 85 جيجا هاش/م³ (أعلى بـ 8 مرات من عمال مناجم وحدة معالجة الرسومات)

• معدل الفشل: <0.5٪ سنويا

• تم تخفيض تكلفة الصيانة بنسبة 60٪

4. الأثر على الصناعة: ما الذي تعنيه مطابقة INIBOX لتصميم الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASIC) في المستقبل؟

يقدم جهاز تعدين Matches INIBOX ثلاثة دروس رئيسية لأجهزة بلوك تشين من الجيل التالي التي تعتمد على إثبات العمل والخصوصية:

1. تحسين الخوارزمية والأجهزة معًا

يتطلب التسريع الحقيقي إعادة تصميم الخوارزمية الخاصة بالأجهزة، وليس مجرد ترقية الشريحة.

2. الكفاءة مقابل الطاقة الخام

مع ارتفاع تكاليف الطاقة على الصعيد العالمي، ستحدد MH/s لكل واط مستقبل التعدين.

3. التحسين القائم على السيناريو

يتعين على عمال المناجم التكيف مع المنازل ومواقع الاستضافة والمزارع الصناعية من خلال خيارات مرنة للضوضاء والتبريد والنشر.

5. الخلاصة: يتوافق مع INIBOX والعصر الجديد للتعدين الأخضر الذي يركز على الخصوصية

يُظهر جهاز التعدين Matches INIBOX كيف يمكن لتقنية ASIC المتخصصة أن تُعيد تعريف تعدين البلوك تشين، لا سيما بالنسبة للشبكات الناشئة التي تركز على الخصوصية مثل INIChain. ويجمع هذا الجهاز بين... معدل تجزئة مرتفع, استخدام طاقة منخفضة, عملية هادئةو تصميم مضغوط يضعها كواحدة من أفضل خيارات أجهزة التعدين لعام 2025.

مع توسع InitVerse في تطبيقات الحفاظ على الخصوصية مثل التعاون في بيانات الرعاية الصحية والتعلم الآلي المشفر، قد توفر أجهزة تعدين Matches INIBOX ربحية طويلة الأجل مع تقليل التأثير البيئي بشكل كبير.

هذه التكنولوجيا هي أكثر من مجرد ترقية للكفاءة - فهي تمثل خطوة حاسمة في نقل صناعة blockchain من الاستهلاك العالي للطاقة إلى الحوسبة الخضراء الحقيقية.