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区块链永远不会忘记

美光科技 | 2019 年 9 月

俗话说,大象永远不会忘记。区块链亦是如此。

区块链是一种开创性的计算机编程语言,而在这种语言的多个关键方面,内存都处于核心地位,与人的大脑非常相似。就像我们的记忆通过关联作用联系在一起一样(例如,鸡汤的味道可能会唤起小时候被照顾的记忆,或者香水的香味可能会让人想起曾经的爱情),交易“链”中的每个代码“块”也是这样,与它之前的区块密不可分。

跟谚语中所说的大象一样,区块链的记忆也绝对可靠。每个新的区块都包含前一个区块的“哈希值”或代码行,而且每个区块在被添加到区块链之前必须经过验证,这些都造就了区块链的不可篡改特性。如果要撤销某笔交易(比如支付后退款),只能在后面新增条目来撤销,而不可篡改该交易,即使是交易发起人也不例外。

区块链中的交易越多,使用的内存就越多。数字加密货币“矿工”会对新交易进行验证,并搜索分配给它们的唯一哈希值,然后加密并压缩每个条目,保证区块链的安全可靠。在没有金融机构等中间人来监督账本的情况下,这些工作至关重要。为完成工作,矿工需要大量可用的计算机内存和极快的处理速度。

随着区块链的长度和复杂性不断增加,在万事万物都不会遭到遗忘的虚拟世界中,如果内存、存储和处理能力没有持续提高,这项技术要如何发挥它令人难以置信的潜力?

这个问题很重要,因为毫无疑问,区块链时代已经到来。很快,它可能就会成为我们所有数字交易的基础,包括一些我们尚未想象到的交易。开发人员已经开始编写基于区块链的应用企业纷纷部署这项技术。就连消费者也开始买卖比特币等数字加密货币。更多的区块链应用即将与我们见面。  

几乎可以肯定的是,只要我们拥有支持区块链的基础设施,区块链势必会改变我们在商业领域和日常生活中借助计算设备所能做到的事。充足的计算机内存将成为关键,对用于验证交易的设备或“节点”来说尤其如此。如果能做到这一点,那么即使身为人类的我们忘记了交托给区块链账本的交易,我们也可以高枕无忧,因为区块链不会忘记。

区块链的工作原理

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区块链的工作原理

我们在数字设备上执行的任务类型可以分为两类:交易性和非交易性。写邮件、看视频和浏览互联网在很大程度上属于非交易性任务,也就是说我们没有购买或出售任何东西,也没有签订任何合同协议。但现在,我们越来越多地进行在线交易,例如签订合同、预订和购买商品。

互联网处理这些交易的速度已经超过了我们在前数字“模拟”时期所能达到的速度。就在不久前,我们还得去商店购物或电话购物,并用现金、信用卡或支票付款。(还记得支票吗?) 过去,为了签订合同,我们不得不等待邮寄的纸质文件到达,然后签名,再通过邮件寄回。

数字交易更快捷、更方便,但它们可能不安全,网络犯罪分子可能进入我们的账户,或者获取我们的社保号和其他敏感信息。如今的大多数交易仍然需要通过银行、信用卡公司、律师或房地产公司等第三方来处理。但区块链不存在这些问题。

区块链是一种虚拟公共账本,可供所有人查看并以无法抹除的方式进行书写。每个区块都是一个文件,区块链每 10 分钟产生一个新的区块,其中包含了这段时间里发生的所有交易的记录,这些交易按顺序列出,最新的交易位于最后。

用数字术语来讲,区块链是一种分布式数据库,这意味着它既不会被创建、扩充,也不会存储在中央处理器上。相反,用于处理和验证交易的每台计算机或“节点”都有一个副本。添加一笔交易后,所有副本会同时变更。

就像模拟账本通常包括每个条目的日期甚至可能包括时间一样,区块链中的每个区块都有一个时间戳,这样每个人都能看到它的添加时间。它还有一个叫做“哈希值”的加密签名,用于压缩和加密区块。

用户可以使用私有代码或“密钥”访问他们的交易,这个密钥非常保密,即使签发密钥的系统也没有副本。如若有人不慎丢失自己的密钥,他们就无法解密自己的条目,从而将无法访问存储或记录在其中的任何内容。迄今为止,因找不到私钥而损失的数字加密货币已达到成千上万美元,除非找到密钥,否则永远无法取回这些数字加密货币。

区块链的发展简史

虚拟货币比特币是区块链最为人所熟知的应用。这也是该技术存在的理由。比特币于 2008 年推出,当时,有一位或多位神秘人士(其身份至今未知)使用化名“中本聪”撰写了一份白皮书,将比特币描述为“纯粹的点对点电子现金”。作为全球首款数字加密货币,比特币多年来一直徘徊在公众意识的边缘,直到一些非常令人惊讶的事情发生。

2017 年,比特币的单位价格从年初的 1,000 美元飙升至 12 月中旬的近 20,000 美元,涨幅高达 2,000%,大肆的宣传和炒作迅速吸引了公众的关注。比特币价格的飙涨在新投资者和老牌机构投资者之间引发了一场虚拟的“淘金热”,而作为数字加密货币管理员的矿工则纷纷抢购执行复杂计算所需的硬件,导致硬件短缺。 

尽管随后的价格暴跌平息了比特币的狂热,但人们对数字现金的兴趣似乎仍然存在。如今,超过 700 种“山寨币”(altcoin) 正在争夺市场份额,它们的投资者希望比特币现象能够重演。为数字加密货币热潮所需的处理能力提供支持的正是内存。

数字加密货币市值图

数字加密货币挖矿

大多数使用数字加密货币或任何其他形式区块链的人,都不需要专门的处理器或额外的内存。他们只关心自己通过应用或网站进行的交易。

但是,矿工则需要访问整个区块链来执行他们的工作。在撰写本文时,比特币链上已有 532,698 个区块,每 8 分 19 秒就有一个新区块被添加到链中,每个比特币的价格接近 7,500 美元。

在添加区块之前,必须为其分配唯一代码,称为“哈希值”。找到正确的哈希值是运行数学算法的复杂过程,只有计算机才能解决。在这一过程中,速度至关重要:在开放数百笔交易并将其捆绑成一个区块后,矿工们会争先恐后成为解决难题的第一人。获胜的计算机将赢得奖励。在撰写本文时,奖励是每个区块 12.5 个比特币,约合 94,000 美元,再加上对该区块中每笔交易征收的手续费。

因此,要想获得报酬,需要配备超高速的计算机和大量的内存。要启动一个区块,软件首先会创建一个最多可占用 8GB 空间的文件。然而,快速处理依赖于大量空闲内存。因此,为了完成繁重的工作,矿工通常会使用专为比特币挖矿设计的专用处理芯片(专用集成电路,缩写为 ASIC)。这些专用的 ASIC 需要持续的数据馈送,以便最大限度地提高解决问题的能力,目前这由 DDR4 DRAM 来实现。ASIC 的制造和设计成本很高,但已有几家公司承担了这项任务,他们正在大规模生产加密矿机以便在消费市场销售。

由内存助力

挖掘非比特币数字加密货币(包括最广为人知的山寨币“以太坊”)时,最好使用包含图形处理单元 (GPU) 芯片的显卡(又称视频显卡)。这些显卡通常用于提高计算能力以支持电子游戏的图形显示,但它们对于数字加密货币挖矿同样重要。

在运行时,每个 GPU 平均需要 7GB 的图形双倍数据率 (GDDR) 内存,这是一种专用型计算内存,处理速度比传统计算内存快得多。许多矿工会同时使用多个 GPU。

目前的显卡采用美光的 GDDR5 和 GDDR5x 显存。下一代显卡将采用美光最新的 GDDR6 技术,现已证明,该技术每秒能处理高达 20GB 的数据。GDDR6 设计用于许多高带宽、高速度的应用,包括图形、网络和汽车应用。矿工肯定会受益于 GDDR6 所带来的超快速度。

最近发布的 ASIC 矿机声称在以太坊挖矿方面也优于 GPU。但是否会像一些算法的常见做法那样,对挖矿算法进行调整,让 GPU 的优势回归,这还有待观察。GPU 挖矿的另一个好处是,任何投资游戏用显卡的人都已经拥有了一台功能强大的加密矿机,而无需额外的硬件投资。不管用 GPU 挖矿还是用 ASIC 挖矿,对矿工来说,一个不变的事实是,它们都需要高速的高带宽内存提供支持。

美光显存业务开发经理 Bill Randolph 表示:“我们主要是为游戏和其他传统的高性能应用打造显存技术。但这种内存也是数字加密货币挖矿的理想选择。”

随着区块链的应用和用途不断增长,

对计算内存和更快处理速度的需求也会不断增长。

从比特币诞生之初,美光科技就一直走在区块链革命和数字加密货币挖矿的最前沿。我们的 GDDR 内存已备受电子游戏玩家的青睐,它们一直在提供造就区块链技术所需的内存带宽和速度。美光 GDDR6 和其他内存技术将确保区块链可以继续记录、管理、保护我们的数字交易,而且也许最重要的是,确保它永远不会忘记。 

应用领域

数字加密货币是区块链最广为人知的用途。但这项技术作为一种安全、快捷的点对点机制,用于转移资金和进行各种金融和其他交易,已经勾起了开发人员和创新者的无限遐想。用途包括:

  • 智能合同。银行、抵押贷款公司、保险经纪人和其他机构处理文书工作需要的漫长等待和繁琐流程将一去不复返。基于区块链的“智能”合同可以在各方之间直接进行交易(“点对点”),并且可以通过“如果-那么”条款自行执行。例如:如果我将 X 金额存入 Z 账户,那么房屋所有权便归我所有了。
  • 智能交易。区块链可以让股票市场交易的速度更快、费用更低。使用去中心化的透明分布式账本,无需中介、交易许可和监管,也消除了拖慢流程的繁琐文书工作。
  • 智能能源。区块链数字技术、电力公司通过数字电表监控能源消耗和提供电力的“智能”电网、离网太阳能和风能发电相结合,意味着人们和企业可以在绕过电力公司的直接交易中“点对点”出售和提供电力。
  • 智能供应链。借助传感器及传感器提供的数据,公司可以在区块链上看到物资和产品的位置、去向和状态。
  • 智能健康记录。区块链账本可存储、保护和管理人们的医疗记录,仅允许特定方使用访问密钥。通过智能合同,医疗机构可以在某些条件得到满足时(例如手术完成时或者患者入院或出院时)立即向保险公司收取费用。
  • 智能护照。开发人员社区 Github 已于 2014 年推出数字护照。用户可以拍下自己的照片,然后用加密的公钥和私钥盖章来验证其合法性,并提供访问存放护照的账本的权限。
  • 智能跨境支付。跨境汇款可能不仅速度慢,手续费高,而且涉及到许多银行和其他中介机构,出错的可能性很大。包括 AbraAlign CommerceBitspark 在内的公司已经开始提供基于区块链的快捷、廉价汇款服务,区块链开发机构 Ripple 也在与银行合作,共同打造即日国际汇款服务。 
  • 智能家电。如今,借助“物联网”技术,接入互联网的家用电器比以往任何时候都多,为我们远程管理它们提供了可能。区块链技术不仅可以保护和帮助我们安全转移设备的所有权,还可以执行“如果-那么”结构,例如,当牛奶存量不多时,会触发冰箱自动订购牛奶和支付牛奶费用。