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暗号マイニング リグ: CPU から GPU、ASIC までのガイド

投稿日時 Mar 28, 2024
暗号マイニング リグ: CPU から GPU、ASIC までのガイド

暗号通貨マイニングは、ブロックチェーン ネットワークのセキュリティを強化する上で極めて重要な役割を果たします。このプロセスは、潜在的な脅威に対する保護手段として機能するだけでなく、マイナーに金銭的報酬を提供し、ネットワークの整合性の維持に積極的に参加するよう奨励します。多くの場合リグと呼ばれるマイニング構成は、コスト、サイズ、拡張性、パフォーマンス、エネルギー効率の点で多様です。

マイニング作業の中心となるのは、中央処理装置 (CPU) やグラフィックス プロセッシング ユニット (GPU) から、フィールド プログラマブル ゲート アレイ (FPGA) や特定用途向け集積回路 (ASIC) などのより特殊な機器に至るまで、ハードウェアです。 。マイニング リグを選択する際には、初期投資コスト、消費電力、さまざまなマイニング タスクに対するシステムの適応性、およびハッシュ レート (本質的には複雑な暗号パズルを高速で解くリグの能力) など、いくつかの重要な要素が考慮されます。

暗号マイニングリグ: タイプ、構成、サイズ

暗号通貨マイニングは、コンピューター ハードウェアを利用して、ブロックチェーン ネットワークの機能に不可欠な計算作業を強化します。このプロセスは、潜在的な脅威に対してネットワークのセキュリティを強化するだけでなく、参加者に金銭的なインセンティブを提供し、複雑な暗号パズルを成功裏に解くとネットワークのネイティブ通貨で報酬を与えます。この取り組みで採用されているデバイスやシステムは、特に暗号マイニング リグまたはビットコイン マイナーとして知られており、その設計や機能は多岐にわたります。マイニング用に設計された特殊な回路から、パーソナル コンピューターに似た多用途の汎用システムに至るまで、暗号通貨マイニングに利用できるハードウェア オプションの範囲は幅広く、多様です。

マイニング リグは、Proof of Work (PoW)コンセンサス メカニズムを採用するネットワークにおいて極めて重要です。このシステムは取引の安全な処理と検証を保証し、二重支払いやその他の形態のサイバー攻撃を防ぎます。ビットコインは PoW ブロックチェーンの最も象徴的な例ですが、イーサリアム 1.0 を含む他の重要なネットワークも同じ原理で動作します。この記事は、一般的なコンピューティング設定からオーダーメイドのマイニング装置に至るまで、マイニング テクノロジーの範囲を調査することを目的としています。このトピックに慣れておらず、暗号通貨マイニングとネットワーク セキュリティにおけるその役割についての基礎的な理解を求めている人にとっては、ビットコインのネットワーク保護機能の詳細な調査が出発点として推奨されます。

マイニング リグを評価する場合、通常、ハッシュ レートとエネルギー消費という 2 つの要素が注目されます。ハッシュ レートは 1 秒あたりのハッシュ (h/s) で表され、マイニング報酬を受け取るために必要な暗号化の課題に取り組み、解決するマシンの能力を測定します。総電力使用量と並んで、キロワット時あたりのハッシュで測定されるエネルギー効率も重要な役割を果たし、収益性に直接影響します。十分な計算能力とエネルギー効率がなければ、電力コストが獲得した報酬の価値を超え、マイニングの取り組みが不採算になる可能性があります。ネットワークのセキュリティと分散化に貢献するためにマイニングを行う個人もいますが、多くのマイナーにとっての主な動機は依然として利益の可能性です。

CPU マイニング: 廃止されたのか、それともまだ行われているのか?

CPU マイニングには、コンピューターの中央処理装置 (CPU) を使用して暗号通貨をマイニングすることが含まれます。これは、暗号通貨の世界の初期段階でかつて一般的であった方法です。 CPU はラップトップとデスクトップの両方に不可欠であり、ビットコイン マイニングの初期に重要な役割を果たしました。当時、ビットコイン ネットワークは始まったばかりで、参加者の数が少なく、全体的なハッシュ レートも低かったため、CPU を使用したマイニングが可能であるだけでなく実用的であることを意味していました。このシナリオにより、初期のマイナーは、日常のコンピューティング タスクを実行するのと同じハードウェアを使用して報酬を得ることができました。

しかし、ビットコインマイニングの状況は初期の頃から劇的に変化しました。ビットコインの人気の高まりに伴い、マイニング分野の競争は大幅に激化し、ビットコインや時価総額の大きなその他の主要な暗号通貨の CPU マイニングは事実上時代遅れになりました。競争の激化により、収益性を維持するために、より強力で特殊なハードウェアが必要になりました。

ただし、CPU マイニングが完全になくなったわけではないことに注意することが重要です。 Bytecoin、 Zcash 、 Moneroなどの特定の暗号通貨は、CPU に有利なマイニング アルゴリズムを意図的に採用しています。これらの選択の背後にある動機は、マイニング プロセスを民主化し、標準的なコンピューター ハードウェアを持つ個人が大規模なマイニング操作と効果的に競争できるようにすることです。このアプローチは公平性を擁護するだけでなく、マイニング能力の集中を防ぐことで暗号通貨マイニングの分散型精神を維持することも目的としています。

CPU マイニングは依然として実現可能なこれらのニッチな分野にもかかわらず、より効率的なテクノロジーによって、より広範な状況ではその影が大きく薄れています。最新の CPU マイニング、特に大規模な Proof of Work (PoW) ブロックチェーンでは、GPU や ASIC と比較した場合、電力消費とハッシュ パワーの点で大きな欠点に直面しています。キロハッシュ/秒 (kh/s) で測定すると、1 kh は 1,000 ハッシュを表し、競争力を維持するために増え続ける計算能力が求められる分野では、CPU が劣っていることがわかります。

GPU マイニング: 暗号通貨における新たなゴールドスタンダードの設定

暗号通貨マイニングの状況は、ブロックチェーン技術への関心の高まりと、報酬を求めて争うマイナーコミュニティの拡大によって、大幅な進化を遂げてきました。この競争環境により、効率の向上と優れたハッシュ レートを実現するために、従来の CPU マイニングからグラフィックス プロセッシング ユニット (GPU) の採用への移行が始まりました。 2010 年の GPU マイニング ソフトウェアの誕生は、マイニング戦略において極めて重要な転換点となり、CPU よりも GPU の高度な機能が優先されました。

GPU は、キロハッシュ (kh/s) ではなく 1 秒あたりのメガハッシュ (mh/s) で測定されるハッシュ レートの速度だけでなく、スケールでも CPU を上回ります。たとえば、40 mh/s のハッシュ レートを達成できる 1 つの GPU は、20 kh/s の CPU マイナーを 2,000 倍上回る可能性があります。この明らかな違いは、多数の操作を同時に実行する GPU の能力に起因しており、これは CPU が匹敵することはできません。多くのマイナーは、6 ～ 12 個の GPU を搭載したリグを組み立ててこの利点を活用し、マイニング能力を大幅に増幅させています。より堅牢なセットアップを使用する愛好家は、複数のリグを同時に操作する可能性があり、一部の家庭用セットアップでは最大 24 ～ 48 個の GPU ユニットを搭載しています。

GPU は速度と効率に優れているだけでなく、多用途性も備えており、さまざまなブロックチェーンやアルゴリズムにわたるさまざまな暗号通貨のマイニングを可能にします。 GPU マイニングに適したさまざまなコインの中で、イーサリアム (ETH) が最有力候補として浮上しており、特に 2021 年に注目されています。それにもかかわらず、予想されるイーサリアムのプルーフ オブ ステーク (PoS) モデルへの移行は、GPU マイナーにとって潜在的な転換点をもたらします。新たな収益性の高い採掘手段の探索を促しています。

GPU は優先されるマイニング ハードウェアとしてすぐに CPU を追い越しましたが、ビットコイン マイニングの分野で GPU が優位に立ったのは比較的短期間でした。 2015 年までに、このシーンは特定用途向け集積回路 (ASIC) によって支配され、仮想通貨マイニング ハードウェアの継続的な進化において新たな変革の章が始まりました。

ASIC マイナー: ビットコイン (BTC) マイニングの新たな王

ASIC マイナーは、特定用途向け集積回路を意味し、暗号通貨を効率的にマイニングするという単一のタスクを実行するように細心の注意を払って設計されています。 2012 年の市場デビュー以来、ASIC マイナーは、生の計算能力の点で GPU マイナーなどの前任者を大幅に上回っています。もともと GPU マイナーのパフォーマンスを最大 200 倍上回っていましたが、ASIC テクノロジーの進化は止まることなく続いています。 2021 年までに、主要な ASIC マイナーは 90 ～ 100 テラハッシュ/秒 (th/s) のコンピューティング能力を誇り、最先端の GPU マイナーを圧倒します。テラハッシュは 1 兆個のハッシュを表し、ASIC マイナーがビットコインやその他の暗号通貨のマイニングに必要な暗号計算にもたらす計り知れないパワーを示しています。

しかし、2024 年に向けて、仮想通貨マイニング業界における ASIC マイナーの導入と影響は微妙なものになってきています。コストが 2,000 ドルから 15,000 ドルと高く、初期投資に大きなハードルがあります。このような投資の収益性は、電気代、ネットワークの障害、仮想通貨市場の固有のボラティリティなど、さまざまな要因に左右されます。 ASIC マイニングの経済モデルでは、多くの場合、大規模な運用が必要となり、一部のセットアップでは競争力を維持するために数百、さらには数千のユニットを収容します。

ASIC マイナーは、その専門性によっても特徴付けられます。各ユニットは通常、特定の暗号通貨またはアルゴリズムをマイニングするために最適化されています。たとえば、ビットコインの SHA-256 アルゴリズム用に設計されたマイナーは、異なるアルゴリズムを利用するコインのマイニングには効率的に使用できない可能性があります。この特異性は、特定のブロックチェーン プロジェクトにおける GPU マイニングの継続的な関連性に貢献しています。

それでも、景観は進化し続けています。 Monero や Ravencoin などの一部のブロックチェーンは、マイニングのアクセシビリティと公平性を維持するために、ASIC 耐性のあるアルゴリズムを意図的に採用しています。これらの課題にもかかわらず、ASIC テクノロジーはライトコイン (LTC) 、イーサリアム (ETH)、その他の暗号通貨のマイニングに拡張され、SHA-256 を超えるさまざまなアルゴリズムに適応しています。

2024 年までに、暗号通貨マイニング部門は ASIC テクノロジーのさらなる進歩を目撃し、新しいモデルはさらに優れた効率と電力を提供します。これまで ASIC 耐性があると考えられていたものも含め、追加の暗号通貨やアルゴリズムに合わせて調整された ASIC マイナーの導入は、暗号通貨マイニングの動的かつ急速に変化する性質を強調しています。集中化とアクセシビリティに関する議論にもかかわらず、ASIC マイナーがビットコイン以降のマイニング戦略と収益性の展望を形作ってきたことは間違いありません。

FPGA マイナー: 仮想通貨マイニングに理想的なハイブリッド?

Field-Programmable Gate Array (FPGA) マイナーは、暗号通貨マイニングの領域における効率性と多用途性の魅力的な融合を表します。 ASIC マイナーの本来の能力と GPU の適応性の間に位置する FPGA は、独自の利点を提供します。FPGA は、大幅な計算速度とさまざまな暗号通貨に適応する能力を兼ね備えていますが、この機能は ASIC に欠けていることがよくあります。この二重の機能により、マイニング コミュニティの多くの人々は、FPGA が最適なマイニング ソリューションであり、高性能ハッシュと、市場力学の変化に応じて異なるコインやアルゴリズムを切り替える柔軟性の間のバランスをとることができています。

FPGA は、導入後でも、さまざまな目的に合わせて再プログラムしたり、仮想通貨マイニングなどの特定のタスクを最適化したりできるため、「フィールド プログラマブル」と呼ばれます。このプログラム可能性は、特定の暗号通貨アルゴリズムのマイニング効率を高めるために調整できる構成要素である論理ゲートを活用します。

FPGA マイナーのパフォーマンスは広範囲にわたり、出力は 1 秒あたり数百キロハッシュ (kh/s) から 1 秒あたり 20 ギガハッシュ (gh/s) 以上までの範囲に及びます。ここで、1 ギガハッシュは 10 億ハッシュに相当します。このパフォーマンスの違いは、さまざまなマイニングの課題に対する FPGA の適応性を強調しています。ただし、FPGA マイニングの参入コストも大きく異なり、これらのデバイスの機能の多様性と潜在的な収益性を反映して、ユニットの価格は 200 ドルから 6,000 ドルの間です。

FPGA マイナーには利点があるにもかかわらず、課題がないわけではありません。 FPGA システムの初期セットアップと継続的な最適化は複雑になる場合があり、多くの場合、他のマイニング ソリューションよりも深い技術的理解を必要とします。効率を最大化するために、マイナーはゲート アレイ構成とソフトウェアを自分で開発または変更する必要がある場合があります。あるいは、事前に設計されたビットストリームまたは FPGA マイニング アルゴリズムをダウンロードすると、プロセスを簡素化できますが、開発者手数料がかかる可能性があり、マイニング利益の最大 8% を消費する可能性があります。

2024 年の時点で、進化する暗号通貨マイニング環境では、より効率的で多用途でコスト効率の高いマイニング ソリューションが引き続き求められています。 FPGA マイナーは、パワーと適応性の融合により、収益性の追求と運用の柔軟性の必要性のバランスをとりながら、さまざまな暗号通貨のマイニングの複雑さを乗り越えようとしている人にとって、重要な選択肢として際立っています。

クラウド マイニング: 不正な暗号通貨収集へのゲートウェイ

クラウド マイニングは、物理的なマイニング リグのセットアップと操作に関連する従来の障壁なしで暗号通貨マイニングを掘り下げたいと考えている個人にとって、合理化された代替手段を提供します。この方法により、マイナーはクラウド コンピューティングの力を活用して、クラウド マイニング プロバイダーから購入したサービスまたは契約を通じて暗号通貨をマイニングできます。本質的に、これはデータ用のクラウド ストレージ サービスの使用方法に似ており、高価なマイニング機器への直接投資やメンテナンスを回避する、マイニングへの手動アプローチを提供します。

クラウド マイニング契約は、数週間の短期契約から数年にわたる長期契約まで、さまざまな期間で利用でき、さまざまなレベルのハッシュ パワーを提供します。これらの取り決めは、多くの場合、個別のマイニング設定と比較して経済的に実行可能です。クラウド マイニング会社は、高性能 ASIC マイニング リグを備えた大規模なデータ センターを運営しており、個々のマイナーでは簡単には達成できない規模の経済の恩恵を受けています。

クラウド マイニング モデル内の代替手段は、ASIC マイナーのリモート レンタルですが、この手法の人気は薄れています。これにより、採掘者は採掘作業をより細かく制御できるようになりますが、セットアップやメンテナンスのコストが高くなったり、ハードウェアをリモートで構成することを選択した場合には高度な技術的専門知識が必要になったりするなど、追加の責任が伴います。

ただし、将来のクラウドマイナーは、特に売り切れにより契約が不足する可能性がある需要の高い時期には、慎重に作業を進める必要があります。業界の出口詐欺の歴史を考慮すると、評判の良いクラウド マイニング プロバイダーを選択することの重要性は、どれだけ強調してもしすぎることはありません。これらの詐欺には、クラウド マイニング契約を提供する詐欺組織が関与していましたが、マイニング サービス契約を履行せずに投資家の資金とともに消滅しました。 2024 年の時点で、クラウド マイニングの状況は進化し、より安全で透明性の高いオプションが提供されていますが、安全で潜在的に収益性の高いマイニング ベンチャーを確保するには、依然としてデュー デリジェンスの必要性が重要です。

仮想通貨マイニングリグとPoWブロックチェーンに未来はあるのか？

暗号通貨マイニングの状況は、GPU、FPGA、ASIC、クラウド マイニング サービスのいずれを使用する場合でも、ブロックチェーン テクノロジーのバックボーンの極めて重要なコンポーネントであり続けます。マイニングの必要性を排除するプルーフ・オブ・ステーク（PoS）ネットワークの出現と成長にもかかわらず、マイニング可能なコインに対する関心と市場は依然として堅調です。これは、二次市場であっても、高い需要のために売り切れることが多いトップティアの ASIC マイナーを獲得するのが難しいことからもわかります。ビットコインやその他の主要な Proof-of-Work (PoW) プロジェクト全体でハッシュ レートが増加していることは、マイニング ハードウェアの永続的な魅力と関連性をさらに強調しています。

しかし、アクセスしやすい取引プラットフォームの出現により、仮想通貨を取得するためのより簡単な、そして一部の人にとってはより魅力的な手段が導入されました。 集中型取引所（CEX）と分散型取引所（DEX）はどちらも、潜在的な投資家に、マイニングに伴う複雑さを伴わずにデジタル資産を所有するためのより簡単で、潜在的により有利な道を提供します。

最終的に、マイニングに従事するか仮想通貨を完全に購入するかの選択は、個人の好みと考慮事項に影響されます。この意思決定プロセスでは、投資戦略、望ましい関与レベル、リスク許容度、技術的専門知識、財務目標などの要素が重要な役割を果たします。暗号通貨の状況が進化するにつれ、マイニングや直接購入などのさまざまな取得方法が共存することで、デジタル資産経済への参加に向けて個人が取れる多様なアプローチが浮き彫りになっています。

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