金色觀察 | 以太坊ProgPoW升級再度無望？一文讀懂ProgPoW_ASI:FROGE

原本計劃要在伊斯坦布爾硬分叉中實施的ProgPow終于又有消息了，但是什么時候升級仍然懸而未決。

據CryptoBriefing報道，以太坊核心開發者正在推進ProgPoW，暫定在7月進行硬分叉升級。自從礦機制造商比特大路和芯動科技分別于2018年4月和7月發布專用集成電路（ASIC）的以太坊ASIC礦機E3和A10以來，為避免專業ASIC礦機制造商壟斷以太坊算力，保護以太坊網絡的去中心化和網絡安全，以太坊社區在過去兩年中一直在討論將以太坊算法轉換為ProgPoW的問題。新算法可以使以太坊挖礦具有抗ASIC性。

但是，最新消息是，硬分叉協調員James Hancock談到ProgPoW是否應該跟 EIP-1962放到同一次分叉中，但是以太坊社區核心人員如Spankchain的Ameen Soleimani、Gnosis的MartinK?ppelmann、Uniswap的Hayden Adams、ConsenSys的Igor Lilic以及眾多以太坊開發人員表示反對ProgPoW。也就是說，以太坊核心開發者并未就ProgPoW達成一致意見，也沒有暫定硬分叉的時間。

金色晚報 | 5月24日晚間重要動態一覽:12:00-21:00關鍵詞：MakerDAO、BCH、灰度比特幣信托、英國央行

1. MakerDAO通過最新執行投票，現已支持負基數費率。

2. 數據：灰度比特幣信托2020年Q1平均每周投資達2990萬美元。

3. 數據：經歷首次減半后，BCH基本面指標持續下滑。

4. 中國移動董事長：加快區塊鏈技術在數據交易流通中的應用。

5. 日本參議員：在后疫情時代，加密貨幣和區塊鏈會愈發重要。

6. 《衛報》：英國央行或采取負利率措施，比特幣將獲得更多主流認可。

7. 數據：2018年4月至今，82%的時間里對沖基金作為一個群體都在做空比特幣。

8. 數據顯示：Bitfinex上的投資者強烈看漲ETH。

9. 雅典大學論文類比天體物理學來解釋加密貨幣的迅速崛起。[2020/5/24]

那么ProgPoW到底是個啥？ProgPoW何以能縮小GPU挖礦與ASIC之間的差距？

獨家 | 金色財經2月20日挖礦收益數據播報:金色財經報道，據印比特數據顯示，按照BTC參考價格67500元、電價0.38元/kWh計算，當前在售主流BTC礦機的市場價格及回本周期為：芯動T3+-57T（全新現貨9700元，309天回本）、阿瓦隆1066-50T（全新現貨6300元，239天回本）、神馬M20S-68T（全新現貨12600元，275天回本）、螞蟻S17Pro-56T（全新現貨12500元，339天回本）。[2020/2/20]

ProgPoW主要是根據GPU的特性對以太坊的Ethash算法做了修改，縮小GPU與專用ASIC之間的算力差距。

一句話解釋，用ProgPoW開發團隊IfDefElse的話是：“PoW挖礦，通常是設計硬件讓算法更高效。但ProgPoW相反，先有硬件，然后再修改算法來匹配它。”

Ethash算法

PoW是一個概念統稱，有很多種算法實現。目前以太坊使用的具體PoW算法是Ethash，它是Dagger—Hashimoto算法的變種。

分析 | 金色盤面：BTC期貨合約主力持倉數據:金色盤面綜合分析：截止北京時間6:20，我們統計了BITFINEX、BITMEX主力多空持倉數據，目前BITFINEX主力空頭依然占優，持倉59.12%，較前日略有下降，而BITMEX主力多空倉位基本持平，主力多頭持倉52.22%，兩個市場合計主力空頭持倉52.37%，較前日下降1%。請投資者保持理性投資，做好風險控制。[2018/9/11]

Hashimoto算法采用IO飽和策略來對抗ASIC，使內存讀取成為PoW挖礦過程中的限制因素。Dagger算法使用DAG（directed acyclic graphs—有向無環圖）來同時實現內存難解和內存易驗證兩個特點。主要原理是挖礦過程需要存儲完整的DAG數據，同時在計算每個nonce時需要抽取DAG中的部分數據。

選取這個算法的結果使得，挖礦計算性能的瓶頸在于內存大小和內存帶寬，而和哈希計算能力關系不大。比如NVIDIA GTX1070執行Ethash時，內存在達到88.3%的利用時，作為顯卡計算核心的SM（streaming multiprocessor）只有27.7%的利用率。

分析 | 金色盤面： ETH短線上漲動力主要來自于BitMEX短線投機:金色盤面綜合分析： ETH在24小時漲幅達18.29%，成交額327億美元，其中90%的成交來自于BitMEX交易所ETH/USD的杠桿交易，說明本輪上漲主要動力來自于短線投機，并不能說明市場已經回暖。[2018/8/16]

同時使得通過大規模部署共享內存的ASIC礦機并不能帶來在挖礦效率上同比例線性增長。

Ethash算法的一般流程如下：

1、首先根據塊信息計算一個種子；

2、使用這個種子，計算出一個16MB的cache數據。

3、通過cache，計算出一個1GB(初始大小)的數據集(DAG)，DAG可以理解為是一個完整的搜索空間，全客戶端和礦工需要存儲完整的DAG，

4、挖礦：需要從DAG中重復隨機抽取64次數據拿去和其他數據計算mixhash（如下圖）

金色財經獨家分析 “小摩”區塊鏈領域進展迅速:一直以來，“小摩”摩根大通主動擁抱區塊鏈繼續，并已經實現了較快的發展。摩根大通高管在面對媒體是對于區塊鏈提高可信度降低成本的優勢表示贊許。摩根大通是最早發現區塊鏈漏洞的機構投資者之一，早在2016年就首次創建了分布式加密賬簿Juno，同年與EthLab合作，開發Quorum使其成為跨境支付行業標桿。近日消息稱摩根大通考慮拆分區塊鏈項目Quorum，而在上周五，據路透消息，摩根大通已經與加拿大國家銀行和其他大型公司測試使用了一個新的區塊鏈平臺，主要用于發行金融工具，他們希望能借此簡化貸款發放、結算、利率支付和其他流程。金色財經分析，作為華爾街巨頭和投行霸主摩根大通已經在在區塊鏈應用上一直持開放態度，并逐步將區塊鏈轉化為生產力。傳統金融應該主動擁抱區塊鏈，用金融創新實現資源的優化和整體效益的提升。[2018/4/20]

在早期Ethereum和Solidity智能合約代碼中，Keccak和SHA3是同義詞。在2015年8月NIST標準化SHA3后，標準的SHA3和Keccak算法有所區別。為了避免和NIST標準的SHA3混淆，現在的代碼直接使用Keccak作為函數名。

每次Ethash從DAG中隨機取64128 bit=8192 Bytes數據。以GTX 1070顯卡為例，帶寬為256GB/s，那么每秒能承受256*1024*1024*1024/8192=33554432次Ethash運算，即33MH/s算力。

針對Ethash的專用ASIC

可以根據需要執行的命令量身定制專用硬件來解決，比如在Ethash開始和結束時調用的哈希函數Keccak在ASIC上可以更有效執行。

針對Ethash，專用ASIC大致可以采用三個專用功能來提高計算性能：

一個從DAG導入數據的高帶寬內存接口（一般來說是GDDR6或者HBM2）

一個用于Keccak哈希計算的keccak引擎；

一個用于執行內部循環FNV和地址模運算的小型計算核心；

由此專門定制的ASIC將比現有GPU體積更小且能耗更低。高配置（GDDR6或者HBM2）的以太坊ASIC礦機可以達到GPU礦機挖礦性能的2倍。

事實上，大礦機商都曾推出過以太坊ASIC礦機。2018年4月比特大陸推出以太坊ASIC礦機E3，芯動科技2018年7月發布以太坊ASIC礦機A10。但因為以太坊社區抵制，威脅可能會修改算法，同時還有部分技術原因，比如比特大陸的E3因為采用的是DDR3內存，ASIC礦機相比GPU并沒有多少算力優勢。因此，以太坊ASIC礦機并沒有得到大規模采用。

ProgPoW做了哪些改變

ProgPoW，是Programmatic Proof-of-Work的縮寫。正如IfDefElse所說，為匹配現行主流GPU的硬件特征，ProgPoW算法主要做了如下改進：

1、把keccak_f1600（64字節的字）改成keccak_f800（32字節的字）。32字節是目前主流GPU一次操作處理的實際位數。

2、在主循環環節增加了數學隨機序列。目前GPU計算核心內有著大量暫存器，可為高吞吐量可編程數學單元提供信號。Ethash的內部循環先是DAG載入，然后用FNV將數據合并為小的混合狀態。ProgPoW添加了一系列隨機數學指令和隨機緩存讀取，進而合并為更大的混合狀態。

3、DAG數據讀取大小從128 byte增加到256 byte。當前主流GPU DRAM均為32位（32*8=256 byte），這樣ProgPoW可以在當前DRAM設備上更有效率地執行；

4、GPU具有少量高速暫存器內存，允許快速處理訪問隨機地址，ProgPoW也利用了GPU這一特性。

其中迭代運算次數即訪問DAG次數保持不變，與Ethash一樣仍是64次。

經過優化后，ProgPoW能大幅提高GPU計算能力。Nvidia GTX1070運行ProgPoW測試結果表明，在內存利用率達到87.55%時，GPU計算核心的SM（streaming multiprocessor）利用率能達到87.95%。

ProgPoW大幅縮小了ASIC和GPU間的性能差距

理論上，還是可以制造出專門用于執行ProgPoW的ASIC的。但這種ASIC不僅需要高帶寬內存接口和小型Keccak+KISS99引擎；還需要具有大型寄存器、大量隨機數學能力的計算核心；高吞吐量、低延遲、大存儲的緩存。

造成的實際后果是這種專用ASIC會和與現有GPU的性能非常相似。經過優化后的ASIC計算性能將只有目前GPU的1.1-1.2倍，大幅縮小ASIC和GPU之間的性能差距。

考慮到研發ASIC的巨額成本以及以太坊社區的抵制，研發以太坊ASIC極低的性價比也會讓礦機商主動遠離以太坊。

事實上，要不要抵制ASIC本身也存在爭議。因為在有些人眼里，GPU也是某種形式的ASIC。

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