تعدين وحدة المعالجة المركزية (CPU mining)

يُعد التعدين باستخدام وحدة المعالجة المركزية (CPU) من أولى أساليب التعدين في مجال العملات الرقمية، إذ يشير إلى استخدام وحدة المعالجة المركزية للحاسوب للمشاركة في عمليات التحقق من المعاملات وتوليد الكتل على شبكات البلوك تشين بهدف الحصول على مكافآت العملات الرقمية. في البدايات الأولى لـ Bitcoin (بين عامي 2009 و2010)، كان التعدين باستخدام وحدات المعالجة المركزية في أجهزة الكمبيوتر المنزلية فعالاً للغاية. ومع تصاعد صعوبة الشبكة وظهور أجهزة التعدين المتخصصة، تراجعت كفاءة التعدين عبر CPU بشكل ملحوظ بالنسبة للعملات الرقمية الرئيسية، إلا أنه ما يزال مستخدماً في بعض العملات الرقمية الحديثة التي تم تصميمها لمقاومة أجهزة ASIC (الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيق).

الخلفية: نشأة التعدين باستخدام وحدة المعالجة المركزية

يرتبط التعدين عبر CPU ارتباطاً وثيقاً بولادة Bitcoin؛ ففي يناير 2009، قام ساتوشي ناكاموتو بتعدين كتلة البداية باستخدام وحدة معالجة مركزية لحاسوب عادي. في تلك المرحلة، كان التعدين يقتصر على هواة المجال ومجتمع العملات الرقمية المبكر، حيث كان تشغيل برنامج Bitcoin client يتيح المشاركة في توافق الشبكة والحصول على مكافآت Bitcoin.

تميز التعدين المبكر بواسطة CPU بالخصائص التالية:

1. سهولة الانضمام: كان بإمكان أي شخص يمتلك جهاز كمبيوتر شخصي المشاركة دون الحاجة لمعدات خاصة
2. عوائد مرتفعة: كانت صعوبة التعدين منخفضة ومعدلات المكافأة عالية في بداية عمر Bitcoin
3. مستوى مرتفع من اللامركزية: أتاح التعدين للمستخدمين العاديين المشاركة بشكل عادل في العملية
4. استهلاك منخفض للطاقة نسبياً: كانت متطلبات الطاقة أقل بكثير مقارنة بأجهزة التعدين الحديثة

ومع ارتفاع أسعار Bitcoin وتزايد المنافسة، تطورت تقنيات التعدين سريعاً من CPU إلى GPU (بطاقات الرسوميات)، ثم إلى FPGA (المصفوفات المنطقية القابلة للبرمجة)، وأخيراً إلى أجهزة ASIC، مما جعل التعدين باستخدام CPU غير اقتصادي لـ Bitcoin والعملات الرقمية الكبرى.

آلية العمل: طريقة عمل التعدين باستخدام وحدة المعالجة المركزية

يرتكز مبدأ التعدين بواسطة CPU على حل الألغاز التشفيرية عبر حسابات التجزئة وفق الخطوات التالية:

1. يجمع برنامج التعدين المعاملات غير المؤكدة من شبكة البلوك تشين ويضعها في كتل مرشحة
2. تنفذ CPU خوارزميات التعدين (مثل SHA-256، Scrypt، RandomX وغيرها) لإيجاد قيم تجزئة تلبي متطلبات الصعوبة
3. يتلخص التعدين في حساب تجزئة رأس الكتلة مع تغير قيمة nonce باستمرار
4. عند إيجاد قيمة تجزئة تحقق متطلبات صعوبة الشبكة، يمكن للمنقب بث الكتلة الجديدة والحصول على مكافأة الكتلة

مزايا وعيوب التعدين باستخدام وحدة المعالجة المركزية:

• المزايا:

  1. سهولة الانضمام، إذ يمكن لأي شخص تقريباً المشاركة
  2. سهولة الحصول على المعدات، فلا حاجة لشراء أجهزة متخصصة
  3. ملائم للعملات الرقمية الحديثة التي تدعم الخوارزميات المخصصة لوحدة المعالجة المركزية

• العيوب:

  1. معدل تجزئة منخفض، وكفاءة أقل كثيراً مقارنة بأجهزة التعدين الاحترافية
  2. كفاءة الطاقة ضعيفة، مما يؤدي إلى عائد اقتصادي منخفض
  3. لم يعد خياراً مربحاً في العملات الرقمية الرئيسية

التطلعات المستقبلية: اتجاهات تطور التعدين بواسطة وحدة المعالجة المركزية

على الرغم من أن التعدين باستخدام CPU لم يعد منافساً في Bitcoin والعملات الرقمية الكبرى، إلا أن هذه الطريقة تواصل التطور وتحافظ على دورها ضمن مجالات محددة:

1. بروز خوارزميات مقاومة لـ ASIC: لتحقيق اللامركزية في التعدين، اعتمدت بعض مشاريع العملات الرقمية خوارزميات مخصصة مثل RandomX في مشروع Monero، حيث تفضل وحدة المعالجة المركزية وتمنع تطوير الأجهزة المتخصصة.
2. المراحل الأولى للمشاريع الناشئة: غالباً ما تسمح العملات الرقمية الجديدة وتشجع التعدين عبر وحدة المعالجة المركزية في بداياتها لضمان مشاركة أوسع وتوزيع رموز أكثر عدالة.
3. التعدين المتزامن مع أغراض أخرى: هناك مشاريع تستكشف مفهوم "إثبات العمل المفيد"، بحيث تؤدي وحدة المعالجة المركزية دور التعدين إلى جانب إجراء عمليات حسابية ذات قيمة عملية، مثل البحث العلمي أو تدريب الذكاء الاصطناعي.
4. التعدين منخفض الطاقة بواسطة وحدة المعالجة المركزية والأجهزة المحمولة: مع تطور تقنيات المعالجات، قد تظهر حلول أكثر ملاءمة للتعدين في بيئات مقيدة الطاقة مستقبلاً.

ومع ذلك، من المتوقع أن يظل التعدين بواسطة وحدة المعالجة المركزية خياراً محدوداً في أنشطة التعدين الأساسية، لكنه يحتفظ بقيمته كمدخل تقني للمشاركة في البلوك تشين وكخيار تعدين لبعض العملات الرقمية المحددة.

يعتبر التعدين باستخدام وحدة المعالجة المركزية المرحلة الأولى في تاريخ التعدين الرقمي. وعلى الرغم من تراجع أهميته في التعدين السائد، فإن سهولة الانضمام إليه تجعله وسيلة مناسبة للمستخدمين الجدد لاكتساب فهم عملي لتكنولوجيا البلوك تشين. كما أن جهود مقاومة مركزية أجهزة ASIC ساهمت في استمرار وجود التعدين بواسطة وحدة المعالجة المركزية في بعض المشاريع الرقمية. مع تطور تقنيات البلوك تشين، من الممكن أن يتغير دور التعدين باستخدام وحدة المعالجة المركزية، لكنه يظل جزءاً أساسياً من تاريخ العملات الرقمية كأداة أولى لتحقيق رؤية ساتوشي ناكاموتو للامركزية.