在以太坊从工作量证明(PoW)向权益证明(PoS)过渡的末期,以及许多基于PoW的以太坊兼容链或替代币的挖矿生态中,“P盘”(Pre-computation,通常指图形处理单元对DAG(有向无环图)进行预处理,以便在挖矿时能更快地读取数据)和挖矿程序的并行运行,一直是矿工们关注的核心问题之一。以太坊(或同类PoW币种)挖矿可以和P盘同时运行,但这需要仔细权衡硬件资源分配,否则可能导致挖矿效率不升反降,甚至系统不稳定。

什么是P盘?为何需要P盘

在以太坊PoW时代,挖矿过程需要处理一个称为“DAG”的巨大数据集,这个DAG会随

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着以太坊网络的进展(每epoch,约43,000个区块)而不断增大,并加载到GPU的显存中,P盘,顾名思义,就是在挖矿开始前或挖矿过程中,提前将这个DAG文件通过GPU的计算能力进行“压缩”或“格式化”,生成一个更适合GPU高速读取的缓存文件(通常称为DAG cache或DAG in)。

  • P盘的目的: 提高GPU在挖矿时的哈希率,因为如果没有P盘或P盘不完整,GPU在挖矿时需要花费额外的时间和计算资源来实时生成或读取DAG数据,这会显著降低有效算力,一个完成良好且及时的P盘,能让GPU专注于核心的哈希计算,从而提升整体性能。
  • P盘的载体: P盘主要依赖GPU,因为它需要大量的并行计算能力,这正是GPU的强项,也有少量CPU P盘的工具,但效率远低于GPU P盘。

以太坊挖矿与P盘同时运行的原理与可能性

既然P盘和挖矿都高度依赖GPU,那么它们“运行是如何实现的呢?

这主要涉及到GPU资源的分时复用或多任务调度

  1. 多任务操作系统(如Windows, Linux)的调度: 现代操作系统可以同时运行多个程序,当你运行一个挖矿程序(如PhoenixMiner, T-Rex等)和一个P盘程序(如lolMiner的内置P盘功能,或单独的Genoil P盘工具)时,操作系统会尝试在GPU上分配计算时间片。
  2. 挖矿程序的内置P盘功能: 许多主流的挖矿软件本身就集成了P盘功能,在这些程序中,P盘和挖矿更像是一个连贯的过程:程序会先检查当前epoch的DAG是否已经P盘完成,如果没有或P盘版本不匹配,则会先调用GPU资源进行P盘,P盘完成后立即开始挖矿,这个过程对于用户来说是“感知的,即程序在运行,它在完成P盘后就会自动挖矿。
  3. 独立P盘工具与挖矿程序并行: 用户也可以使用独立的P盘工具,同时在另一个终端运行挖矿程序,在这种情况下,两个程序会竞争GPU的资源,操作系统会根据优先级和程序的请求,将GPU的计算核心和显存带宽分配给它们。

技术上,以太坊挖矿和P盘可以同时运行,无论是通过挖矿软件的集成功能,还是通过两个独立程序的并行执行。

同时运行的利弊分析

潜在优势:

  • 无缝切换,减少停机时间: 对于独立P盘工具而言,如果在挖矿间隙(如网络调整、程序重启)进行P盘,理论上可以避免完全停止挖矿,但对于大多数矿工来说,更常见的是在挖矿软件启动后由其自动处理P盘。
  • 特定情况下的效率提升(理论): 如果P盘程序和挖矿程序能够很好地协同调度,并且在P盘完成后挖矿程序能立即利用结果,可能减少因等待P盘而导致的挖矿中断,但这在实际中较难完美实现。

显著劣势与风险:

  1. GPU资源争抢,导致算力下降: 这是最核心的问题,GPU的算力(CUDA核心/流处理器)、显存带宽和显存容量是有限的,当P盘和挖矿同时运行时,两者会共享这些资源。
    • 算力分流: P盘本身是一个计算密集型任务,会占用一部分GPU的算力,这意味着分配给挖矿的算力会减少,导致实际挖矿的哈希率低于单独挖矿时的水平。
    • 显存压力: P盘过程和挖矿过程都需要占用显存,如果显存不足,可能会导致P盘失败、挖矿程序崩溃,甚至系统卡死。
  2. P盘速度变慢: 由于GPU资源被挖矿程序占用,P盘所需的时间可能会比单独P盘时更长。
  3. 系统不稳定风险: 同时运行两个高负载的程序,会增加GPU和系统的整体负担,可能导致温度过高、功耗飙升,进而引发系统蓝屏、死机或重启,尤其在散热不佳或电源功率不足的情况下。
  4. DAG文件冲突: 在某些情况下,如果P盘程序和挖矿程序对DAG文件的访问或写入产生冲突,可能会导致数据错误,使P盘无效或挖矿失败。

优化策略与建议

虽然可以同时运行,但对于大多数追求稳定高效挖矿的矿工来说,不建议刻意让P盘和挖矿长期同时高负载运行,以下是一些优化建议:

  1. 优先使用挖矿软件的内置P盘功能: 这是最推荐的方式,现代挖矿软件对P盘和挖矿的协同优化做得比较好,它们通常会在启动时智能检查P盘状态,并在P盘完成后立即全力挖矿,减少了用户干预和资源冲突的可能性。
  2. 合理安排P盘时间: 如果使用独立P盘工具,尽量在挖矿程序停止运行或低负载时段(如凌晨网络算力较低时,或计划维护时)进行P盘,确保P盘完成后再启动或恢复满负荷挖矿。
  3. 保证硬件资源充足:
    • 显存: 确保GPU显存足够大,能够容纳当前epoch的DAG文件(以太坊PoW时代,DAG大小持续增长,例如Ethash算法需要至少4GB显存起步,6GB以上更佳),显存不足是导致P盘和挖矿冲突的主要原因之一。
    • GPU算力: 拥有更高算力的GPU,其资源被分流时,对实际挖矿算力的影响相对较小。
    • 散热与电源: 确保良好的散热和充足的电源功率,以应对高负载下的稳定运行。
  4. 监控与调整: 使用监控软件(如MSI Afterburner, HWiNFO等)实时监控GPU的温度、功耗、显存占用和算力,如果发现同时运行时算率下降明显或温度过高,应考虑停止其中一个程序。
  5. 考虑使用“快P盘”或“封P盘”工具: 有些工具可以在DAG生成初期就进行快速P盘,并生成一个“封包”的DAG文件,后续挖矿时直接加载,减少实时P盘的压力,但需注意工具的安全性和兼容性。

重要提醒:以太坊PoW的终结

需要特别强调的是,以太坊官方已于2022年9月完成了从PoW到PoS的合并(The Merge),这意味着原生以太坊网络已经不再通过GPU挖矿产生新的区块和ETH奖励,本文讨论的“以太坊挖矿”更多是指基于以太坊PoW算法的替代币(ETC等)或某些兼容链。

以太坊(或同类PoW币种)挖矿和P盘在技术可以同时运行,但这通常不是最优选择,由于两者对GPU资源的激烈竞争,往往会相互掣肘,导致挖矿效率降低、系统稳定性下降。最推荐的做法是依赖挖矿软件的内置智能P盘功能,并在P盘完成后再让GPU全力投入挖矿。 对于追求稳定收益的矿工而言,确保硬件资源充足、合理安排P盘时间、避免不必要的资源争抢,才是实现挖矿效益最大化的关键,随着以太坊PoW时代的落幕,理解这些底层操作原理对于参与其他PoW币种挖矿依然具有重要的现实意义。