Filecoin挖矿真相：GPU并非“取代”CPU，存储有效性和共识机制才是关键

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来源：FundamentalLabs

误读澄清：GPU挖矿不是“全军覆没”的信号

11月27日，Protocol Labs在官方Slack透露的使用GPU参与Filecoin挖矿的消息被部分媒体夸大为CPU矿机遭受“灭顶之灾”。实际上，在此之前，就有风声称官方正考虑引入GPU方案，但请注意，GPU是作为辅助而非替代CPU的角色出现。每台矿机仅需一个GPU，多个GPU并不会带来实质性的收益提升。面对这则消息的过度解读，我决定为大家深入浅出地解析Filecoin挖矿原理，以纠正视听。

Filecoin存储特性：定向存储的魅力

首要明确的一点是，Filecoin与其他去中心化存储项目大相径庭。在其他项目中，用户与平台直接交互，对数据存于哪个矿工处无从知晓。然而Filecoin却如同搭建了一个存储界的“淘宝”，让用户能够自主选择存储矿工，采用的是定向存储模式。如下图所示，用户在存储文件时，可以自由挑选负责存储的矿工。

Filecoin架构与运行流程详解

上图展示了Filecoin的三大部分架构——存储市场、Filecoin区块链和检索市场，对应的矿工类型包括存储矿工和检索矿工，未来还可能衍生出修复矿工。存储矿工的核心任务是存储文件并维护Filecoin区块链，其收益来源包括存储手续费、区块奖励及交易费。而检索矿工主要负责数据检索，收益则是检索费用。初期主网上线时，由于存储量有限，检索需求不多，但随着数据积累，检索收益有可能超越存储收益。各类矿工具体收益如图所示：

Filecoin共识机制：EC共识与有效存储的重要性

Filecoin采用了EC（Expected Consensus）共识机制，可以理解为PoS共识的一种改良版。不同于PoS中抵押代币权益决定打包权概率，EC共识中，这一权益变为了有效存储量，即有效存储多少直接决定了矿工获得打包权的概率。这里所说的有效存储是指经过PoRep（复制证明）和PoSt（时空证明）验证后的实际存储数据。这两个证明机制是Filecoin的独特设计，旨在防止矿工作弊或发起恶意攻击。简而言之，在Filecoin存储过程中，矿工收益的关键核心就是有效存储占比，它决定了矿工获得打包权进而影响挖矿收益的可能性。见下图，有效存储受多种因素影响，其中CPU性能只是其中之一，并非决定性因素。

GPU方案真的是用来替代CPU方案吗？

事实上，Filecoin上线初期，多数矿工的收益并不来源于存储订单，而是区块奖励。因此，很多矿工会选择用垃圾数据快速填充硬盘空间，增加有效存储量，理想状态是尽快将所有存储空间转换为有效存储，待真正存储订单产生时再逐步替换。之所以误解丛生，是因为许多人对Filecoin挖矿过程缺乏深入了解，错误地将其与比特币挖矿划等号。比特币挖矿历经了CPU到GPU、FPGA再到ASIC的发展阶段，于是有人误以为Filecoin采用GPU方案后，原来的CPU方案就失效了，甚至揣测Filecoin会出现ASIC矿机。但实际上，官方提到的GPU方案是为了应对PoSt算法修改后，普通CPU无法在一个区块周期内完成PoSt计算的问题，此时GPU凭借其运算速度优势，可以在规定时间内加速PoSt计算。值得注意的是，与比特币挖矿中GPU替代CPU不同，Filecoin采用GPU仅仅因为其在PoSt计算环节比CPU快，并且PoSt只需在获得打包权的一个区块周期内计算一次，并不存在GPU全面替代CPU的情况。官方也明确表示，添加更多GPU并不能提高收益，反倒是能将单个GPU用于多台机器，从而降低成本。

小编建议

通俗来说，Filecoin挖矿可不是单纯依赖提升CPU性能就能坐拥高收益那么简单。Filecoin有一套相当复杂的计算流程，目前GPU在此流程中的其他环节并未展现出明显优势，并且相比CPU，GPU的成本更高，因此纯GPU方案并不经济实惠。当前GPU更多的是对现有方案的补充，而非替代品。Filecoin的区块奖励归根结底取决于有效存储量，所以早期参与者具有一定的先发优势，存在一定的强者恒强效应。不过，当矿工的自有存储空间全部变为有效存储后，他们获得打包权的概率会随全网有效存储量的增长而逐渐稀释，届时对硬件性能的要求也会随之降低。长远来看，在Filecoin挖矿过程中，硬件性能优化的需求并不强烈。 FL币