اگر با ماینینگ (Mining) یا استخراج ارزهای دیجیتال آشنایی داشته باشید، حتماً از خودتان پرسیده‌اید که چگونه برخی از ماینرها به‌صورت بهینه و مقرون‌به‌صرفه‌ای از دستگاه‌هایشان استفاده می‌کنند. در اینجا بحث ای‌سیک‌ها مطرح می‌شود. یک مدار مجتمع با کاربرد خاص یا ای سیک (ASIC) دستگاهی است که به منظور انجام عملیات خاصی طراحی شده است.
این مدار در مقایسه با یک مدار معمولی، سرعت محاسبات را افزایش داده و شانس استخراج ارز دیجیتال (Cryptocurrency Mining) را بیشتر می‌کند. در این مقاله بررسی می‌کنیم که ای سیک چیست و چگونه کار می‌کند. همچنین برای فهم بهتر مطلب، تعدادی از اصطلاحات دیگر مرتبط با این مفهوم را توضیح می‌دهیم. با ما همراه باشید.
مدار مجتمع، آی‌سی (IC) و یا ریز تراشه به مجموعه‌ای از مدارات الکترونیکی اطلاق می‌شود که با استفاده از مواد نیمه‌رسانا (عموماً سیلیسیم) در ابعادی کوچک (معمولاً کمتر از یک سانتی‌متر مربع) ساخته می‌شود. اگر هزاران ترانزیستور در یک ریزتراشه ساخته شود، به آن مدارات مجتمع خیلی فشرده می‌گویند.
هر مدار مجتمع و یا ریز تراشه، وظیفه و یا وظایف خاصی را در یک مدار انجام می‌دهد. هریک از آنها چندین ورودی داشته و با پردازش این ورودی‌ها، مقادیر خروجی را تولید و در بخش خروجی خود قرار می‌دهند. برخی از ریزتراشه‌ها با سیگنال‌های آنالوگ و برخی با سیگنال‌های دیجیتال کار می‌کنند.
واحد پردازنده مرکزی (CPU) از مهم‌ترین مدارات ساخته شده به‌صورت مجتمع است که میلیاردها ترانزیستور را در سطح کوچکی از نیمه هادی جای داده است.
ای سیک (ASIC) مخفف عبارت Application-Specific Integrated Circuit با ترجمه فارسی مدار مجتمع با کاربرد خاص است. ای سیک‌ها چیپ‌هایی هستند که برای انجام فعالیت خاصی طراحی می‌شوند و از نظر کارایی، سرعت عملیاتی و توان مصرفی بهتر از تراشه‌های معمولی هستند. اما از طرفی قابلیت انعطاف و توسعه‌پذیری تراشه‌های معمولی را ندارند؛ چراکه یک کاربرد خاص به‌صورت سخت‌افزاری درون آنها تعبیه شده و قابل تغییر نیست.
هزینه لازم برای تولید این تراشه‌ها بسیار بالاست؛ به‌طوری که اگر تعداد تراشه‌های مورد نیاز از حد خاصی کمتر باشد، تولید آن از دید اقتصادی مقرون‌به‌صرفه نیست، ضمن آنکه طراحی آنها زمان زیادی می‌برد. از طرفی، اگر بخواهیم تغییر کوچکی در این تراشه‌ها بدهیم، زمان و هزینه زیادی صرف می‌شود.
ابهامات زیادی پیرامون تلفظ درست این کلمه به دو شیوه «اَسیک» و «ای‌سیک» وجود دارد. طبق تحقیقات انجام شده توسط تیم ارزدیجیتال، بزرگ‌ترین کمپانی‌های تولیدکننده مدار مجتمع با کاربرد خاص در جهان از جمله شرکت IBM این واژه را به‌صورت «ای‌سیک» تلفظ می‌کنند. از منابعی که به صورت مشخص تلفظ مربوط به این عبارت را درج کرده‌اند می‌توان به وب‌سایت edacafe که تلفظ این واژه را به صورت «a-sick» نوشته نام برد.
تابع هش (Hash Function) تابعی است که یک ورودی با اندازه نامحدود را گرفته، عملیاتی روی آن انجام داده و سپس خروجی‌ای با طول ثابت تولید می‌کند. هر ورودی یک خروجی منحصربه‌فرد خواهد داشت. ورودی تابع هش می‌تواند هر نوع داده، عدد، فایل و یا هر چیز دیگری باشد و خروجی آن هش نامیده می‌شود. هش به‌صورت یک عدد در مبنای ۱۶ (هگزادسیمال) نشان داده می‌شود.
در زیر تابع هش md5 را می‌بینید که از ورودی، یک خروجی ۳۲تایی در مبنای هگز تولید می‌کند.
تابع هش یک تابع برگشت‌ناپذیر است. این بدین معناست که شما با دانستن خروجی نمی‌توانید ورودی را حدس بزنید، مگر آنکه تمام حالت‌های ممکن را امتحان کنید. آزمایش تمام ورودی‌های ممکن به حمله بروت فورس (brute-force) مشهور است. از توابع هش اغلب برای اثبات اینکه داده‌ای بدون دستکاری و برابر با نسخه اورجینال است استفاده می‌شود.
به‌عنوان مثال فرض کنید آلیس به باب اعلام می‌کند که پاسخ سوال مسابقه ریاضی را می‌داند و باب از او می‌خواهد که این ادعا را بدون گفتن جواب ثابت کند. آلیس پاسخ سوال را با تابع هش رمزنگاری می‌کند. اگر فرض کنیم پاسخ سوال ۴۲ است، خواهیم داشت:
آلیس این هش را به باب نشان می‌دهد. باب برای اثبات ادعای آلیس ابتدا پاسخ پرسش را خود به دست آورده و سپس آن را رمزنگاری می‌کند. اگر هشی که باب به دست می‌آورد با هش آلیس برابر باشد، می‌توان به یقین گفت که آلیس پاسخ را می‌داند. بنابراین از هشینگ می‌توان برای تأیید صحت اطلاعات بدون فاش‌کردن آنها استفاده کرد.
به فرایند تأیید تراکنش‌ها و افزودن آنها به بلاک چین (Blockchain) و همچنین استخراج کوین‌های جدید ماینینگ گفته می‌شود. اگر تمایل دارید درباره ماینینگ ارز دیجیتال بیشتر بدانید پیشنهاد می‌کنیم حتماً مقاله ماینینگ چیست را مطالعه کنید.
هر فردی با اتصال به اینترنت و سخت‌افزار مناسب می‌تواند در فرایند ماینینگ شرکت کند. از آنجایی که ارزهای دیجیتال ذاتاً غیرمتمرکز هستند، افراد مختلف در سراسر جهان شبکه‌های مربوط به آنها را کنترل می‌کنند که به ماینر شناخته می‌شوند، اما برای کنترل شبکه باید انگیزه‌ای وجود داشته باشد و این انگیزه همان پاداش ماینرهاست.
بیشتر بخوانید: ماینر چیست
از آنجایی که حوزه ارزهای دیجیتال و ماینینگ نسبتاً جدید است، فروش نخستین ای‌سیک‌های بیت کوین (Bitcoin) به سال ۲۰۱۳ بازمی‌گردد. از آن زمان ای‌سیک‌های مایننیگ برای استخراج ارزهای دیگری همچون لایت کوین و دش نیز توسعه یافته‌اند. اگر ارزهای دیجیتال صنعت مالی را دگرگون کنند، ای‌سیک‌ها نیز صنعت ارزهای دیجیتال را دگرگون خواهند ساخت.
ای سیک‌ها همان دستگاه‌هایی هستند که به‌صورت خاص برای حل معادله‌های پیچیده ارزهای دیجیتال و اضافه‌کردن بلاک‌ها به بلاک چین و دریافت پاداش طراحی شده‌اند. ای سیک امنیت شبکه بلاک چین را تأمین می‌کند، اما این کار را با مصرف الکتریسیته و برق زیادی انجام می‌دهد.
در فرایند استخراج، ماینر باید یک عدد ۶۴رقمی بر پایه ۱۶ (هگزادسیمال) را که کمتر و یا مساوی هش است را حدس بزند و به اولین نفری که بتواند این عدد را حدس بزند، به‌عنوان پاداش ارز دیجیتال تعلق می‌گیرد. هرچه نرخ هش یک دستگاه سخت‌افزار ماینینگ بالاتر باشد، با سرعت بالاتری می‌تواند این عدد را حدس بزند. دراین‌باره هم مطالعه مقاله آموزش استخراج بیت کوین را پیشنهاد می‌کنیم.
ریگ‌های ماینینگ برای استخراج ارزهای دیجیتال سفارشی‌سازی می‌شوند. بنابراین اساساً هر ریگ ماینینگ که قادر باشد بیت کوین استخراج کند، می‌تواند تمام ارزهای دیگری که از الگوریتم رمزنگاری بیت کوین یعنی SHA256 استفاده می‌کند را نیز استخراج کند.
به‌عنوان مثال، انت‌ماینرهایی که بر پایه الگوریتم رمزنگاری SHA256 ساخته می‌شوند می‌توانند ارزهای دیجیتالی همچون بیت کوین، بیت کوین کش، نیم کوین و پیر کوین را هم استخراج کنند.
تا اینجا فهمیدیم که ماینینگ به‌طور کل فرایند حدس یک عدد با استفاده از محاسبات پیچیده است. سخت‌افزار ماینیگ چه یک ماینر ای سیک و چه یک ریگ ماینینگ GPU باشد، محاسباتی زیادی را انجام می‌دهد تا تابع هش را حل نماید.
در بلاک چین‌های مبتنی بر اثبات کار (Proof of Work) نظیر بیت کوین، اولین نفری که موفق به حدس این عدد شود، پاداش بلاک را از آن خود کرده و به مابقی شبکه اعلام می‌کند که دست از حل کردن این هش برداشته و به‌سراغ هش بعدی بروند.
امروزه بسیاری از افراد و سیستم‌های قدرتمند کامپیوتری سعی می‌کنند تا ارز دیجیتال بیت کوین را استخراج کنند و از آنجایی که هزینه منابع سخت‌افزاری این کار بالاست، ماینرها در گروه‌هایی به نام استخر استخراج (Mining Pool) با همکاری یکدیگر شروع به حدس هش و ثبت بلاک کرده و پاداش آن را نیز میان خود تقسیم می‌کنند.
هرچه یک ماینر سخت‌افزار سریع‌تری داشته باشد، درآمد بیشتری هم خواهد داشت. در بین همه گزینه‌های موجود، سرعت ای سیک برای حل معادلات از همه بیشتر است. سرعت دستگاه‌های ماینینگ با پارامتری به نام نرخ هش (Hash rate) اندازه‌گیری می‌شود که برحسب هش بر ثانیه محاسبه می‌گردد. هرچه نرخ هش بالاتر باشد، درآمد حاصل از استخراج نیز بیشتر خواهد بود.
یکی از دلایلی که ماینرها به ای سیک بسیار علاقه‌مندند این است که نسبت به پردازنده‌های دیگر، شانس زیادی به آنها به‌نسبت سرمایه‌شان برای استخراج ارزهای دیجیتال می‌دهد. هر ارز دیجیتال الگوریتم هش رمزنگاری مربوط به خود را داشته و ماینرهای ای سیک متناسب با این الگوریتم‌ها طراحی می‌شوند.
کارایی ماینینگ با ای سیک بسیار بالاست؛ چون از تمامی منابع محاسباتی تنها برای هدف مشخصی استفاده کرده و در عین حال هیچ منبعی را هدر نمی‌دهد.
مقایسه واحد پردازش مرکزی (CPU)، واحد پردازش گرافیکی (GPU) و ای‌سیک‌ها کمی مشکل است؛ چراکه اساساً می‌توان CPU و GPU را نوعی ای‌سیک دانست. تنها ویژگی‌ای که ای سیک‌های ماینینگ را متمایز می‌سازد این است که تمامی قابلیت‌های CPU و GPU را ندارد.
انتظار نداشته باشید که بتوان یک سیستم‌عامل و یا بازی ویدیویی روی ای سیک بیت کوین نصب کرد؛ چراکه این تراشه تنها به‌منظور استخراج یک الگوریتم خاص طراحی شده است. کارایی یک ای سیک ماینینگ بسیار بالاست، دقیقاً به همین علت که از تمامی منابع بدون اتلاف هیچ‌کدام تنها برای انجام یک وظیفه خاص استفاده می‌کند.
با همه مواردی که تا به اینجا به آنها اشاره کردیم، در این بخش قصد داریم همه مزایا و معایب یک دستگاه ای سیک را مرور کنیم.
مهم‌ترین مزایای یک دستگاه ای سیک را می‌توان این موارد دانست:
بااین‌حال، این دستگاه‌ها چالش‌هایی هم دارند که از مهم‌ترین آنها می‌توان به این موارد اشاره کرد:
با درنظرگرفتن همه مزایا و معایب می‌توانید درباره خرید یک دستگاه ای سیک تصمیم‌گیری کنید.
کارایی استخراج بیت کوین از زمان آغاز آن به‌طور چشمگیری بهبود یافته است. استخراج اولیه براساس پردازنده‌های مرکزی (CPU) بود، اما تا سال ۲۰۱۳، ماینرهای ASIC با افزایش هش ریت و کاهش مصرف انرژی، کارایی را متحول کردند. امروزه ماینرهای پیشرفته مانند Antminer S۲۱XP به کارایی قابل‌توجهی معادل ۱۳.۵ ژول به‌ازای هر تراهش (J/TH) دست یافته‌اند.
با وجود پیشرفت‌ها، دستیابی به کارایی بالاتر با چالش‌هایی هم روبه‌رو است. کاهش اندازه نیمه‌رساناها باعث بهبود عملکرد دستگاه‌های ای سیک می‌شود، اما همچنین مشکلاتی مثل مدیریت گرما را به همراه دارد. البته در زمینه فناوری‌های مرتبط با خنک‌کنندگی هم پیشرفت‌های قابل‌توجهی داشته‌ایم که عمر مفید سخت‌افزار را افزایش می‌دهند، اما نیاز به سرمایه‌گذاری قابل‌توجه در زیرساخت دارند.
اکنون که در سال ۲۰۲۵ هستیم، دستیابی به کارایی کمتر از ۱۰ ژول به‌ازای هر تراهش قابل دستیابی به نظر می‌رسد. توسعه‌هایی مانند تراشه SEAL03 که کارایی ۹.۷ ژول به‌ازای هر تراهش را ارائه می‌دهد، مثال خوبی برای همین قضیه است. با پیشرفت صنعت، استخراج‌کنندگان باید تعادل مناسبی بین هزینه، پیچیدگی و فناوری‌های در حال تکامل برای حفظ سودآوری برقرار کنند.
عبارت ای سیک (ASIC) مخفف Application-Specific Integrated Circuit به‌معنای مدار مجتمع با کاربرد خاص است و دستگاه ای سیک به دستگاهی گفته می‌شود که برای یک کاربرد خاص طراحی شده است.
در حال حاضر قدرت پردازشی دستگاه‌های ای سیک و سرعت آنها در حل معادلات ارزهای دیجیتال به‌قدری بالا رفته که استخراج با CPU به‌هیچ‌وجه به‌صرفه نیست و توانایی رقابت با استخراج با ASIC را ندارد.
پاسخ این سوال به ارز دیجیتالی که قصد استخراج آن را دارید بستگی دارد. بااینکه هنوز هم ارزهایی هستند که می‌توان آنها را با کارت گرافیک استخراج کرد، اما ماینینگ غالب ارزهای دیجیتال مثل بیت کوین با ای سیک به‌صرفه‌تر است.
بله، دستگاه‌های ای سیک که برای ماینینگ تولید می شوند روزبه‌روز در حال پیشرفت هستند و مدل‌های جدیدی از آنها عرضه می‌شود. با وجود قیمت بالای این دستگاه‌ها، استخراج با آنها سود خوبی دارد.
در این مقاله بررسی کردیم که دستگاه ای سیک چیست و چه کاربردهایی دارد. همچنین نقش ای سیک در ماینینگ ارزهای دیجیتال را توضیح دادیم و نگاهی به نحوه کار این دستگاه‌ها و اصطلاحات دیگری که برای درک کار آنها باید بدانید داشتیم.
ای سیک به هر مدار مجتمعی گفته می‌شود که برای یک کار خاص طراحی شده است. این مفهوم محدود به ماینر ارز دیجیتال نیست، اما ماینرهای بیت کوین و ارزهای دیجیتال یکی از بارزترین نمونه‌های عملی ASIC در دنیای ما هستند. نظرات و سؤالات خود درباره این دستگاه‌های جالب را با ما در میان بگذارید.
