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存儲挖礦Filecoin為什么需要使用GPU挖礦?算力礦機和存儲礦機@傅獻農

前天,著名分布式存儲項目FileCoin放出消息,FileCoin挖礦將來極大可能會使用到GPU。消息一出,存儲行業一片嘩然。

使用GPU挖礦,說明需要大量的計算資源,就像比特幣以太坊POW挖礦一樣。

大家一直都認為,存儲挖礦主要是要使用硬盤的存儲資源,為什么現在需要用到算力資源呢?

其實,了解FileCoin的設計,和這個項目的發展路線圖,就應該看到,使用GPU是必然趨勢。

神吐槽“我在群里問過獻哥GPU挖礦的事情,獻哥當時說的這是技術開倒車?!焙呛?。

現在我們就這個項目來討論一下,為什么FileCoin挖礦需要GPU。

首先在FileCoin發布的設計規格書里,算法這一章,時空證明這一節里早就寫明了需要用到Election PoSt,即新的節點選舉算法在區塊生成時,必須提供PoST的證明。

這個設計就導致對PoST證明的性能有要求,而GPU是目前加速PoST證明生成的一個可行方案。

選舉時空證明 4.3.1.2

為了縮短時空證明的響應時間,被選中的出塊礦工必須提交時空證明,所以叫做選舉時空證明。當礦工贏得一個區塊時,他們需要立即生成時空證明,并將其與被選證明一起提交。 `StoragePowerConsenusSubsystem`在區塊驗證的同時也要檢查被選證明和時空證明。當一個塊被選中時,會出現一條特殊消息,該消息會去調用`SubmitElectionPoSt`,它將以提交`SubmitSurprisePoSt`成功的相同的方式處理扇區更新。

簡單的說,就是生成區塊的時候,要綁定PoST的計算。也就是說,一個節點被選成出塊節點,就必須同時提供PoST的計算和證明。

設計文檔給出了大致的生成區塊的算法:

1. 隨機數生成(Sample randomness)

從前面一些區塊獲取一個Ticket,對它進行簽名,然后用簽名結果作為隨機數。

2. Partial Ticket的確定

從第一步獲取隨機數,確定K次挑戰的Sector以及相應的數據。然后通過這些數據,再用上一步驟生成的隨機數和節點的ID產生一個Partial Ticket。

3. 生成PoST證明

如果Partial Ticket的系數小于節點的存儲率的話,說明這個節點就被選中為出塊節點。但是在生成區塊前,必須生成PoST證明。

所以很明顯,新的區塊生成流程,需要在一個區塊時間內,生成PoST證明。生成PoST證明,需要做K次零知識證明(zk-SNARK)計算,所以計算時間較長。通過GPU加速,可以縮短PoST證明的時間。

選舉節點的產生代碼主要在這個文件里實現:https://github.com/filecoin-project/go-filecoin/blob/master/internal/pkg/mining/worker.go。筆者發文時,這個文件還沒有更新,還是22天前提交的??墒褂玫紾PU的代碼,還沒有公布。

再簡單的講下為什么GPU比CPU加速更快。

其實不是GPU運算速度比CPU快,而是GPU運算的數據是單一的,是經過CPU運算往后分離出來的單一數據。CPU所需求運算的東西許多,而且不是單一的某種數據。CPU可以運行更復雜的指令。

但如果是做一個簡單的數學計算,一個最大16核的CPU最多只能同時跑16個線程,而一個普通的GPU就可以同時跑3000多個線程,所以做簡單數學,GPU就比CPU要快幾個數量級。而生成區塊要做的哈希計算偏偏就是一個很簡單的數學題,只是要做很多很多次而已,所以GPU在這里的優勢就體現出來了。

最后再通過GPU挖礦來談一談FileCoin和FileStorm這兩個項目的不同和相同之處。

兩個項目都是在IPFS之上加上區塊鏈的獎勵機制實現的分布式存儲平臺。

FileCoin的區塊鏈還在開發中,這條區塊鏈將是所有參與礦工獎勵發放和存儲買賣交易的記賬平臺,FileCoin最終決定用POW的方式來實現,所以需要用到GPU。

用GPU的礦工挖到的是出塊獎勵,而大部分不參與出塊,只提供存儲的設備,是不需要GPU,只要有硬盤就能挖礦了。

或者說,以后FileCoin的礦機,很可能會發展成支持GPU的算力礦機和不支持GPU的存儲礦機兩種。

而同時支持兩種礦機,合理配置并優化性能的礦池將會成為必然。

FileStorm是在MOAC區塊鏈上實現的分布式存儲平臺。

MOAC本身就是用POW實現的區塊鏈,所以FileStorm的通證FST就是通過GPU挖礦產生。而FileStorm應用鏈是采用dPOS共識,礦工提供存儲礦機就可以挖礦。

所以,也同樣是支持了GPU的算力礦機和不支持GPU的存儲礦機,只不過通過借助一條優秀的多鏈架構的公鏈,更高效的實現了存儲和記賬的功能。并且還可以支持更復雜的經濟模型。打造一個更完備的存儲生態。


作者:區塊鏈_獻哥
鏈接:https://www.jianshu.com/p/f1fcbe9b01a6
來源:簡書
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硬盤挖礦

存儲挖礦Filecoin為什么需要使用GPU挖礦?算力礦機和存儲礦機

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