Đơn vị xử lý đồ họa đảm nhiệm việc xử lý và hiển thị các hình ảnh, đồ họa trên máy tính.

Đơn vị xử lý đồ họa (GPU) là phần cứng hiệu năng cao, được thiết kế chuyên biệt cho việc xử lý đồ họa và tính toán song song, đóng vai trò thiết yếu trong ngành tiền mã hóa. GPU tận dụng kiến trúc xử lý song song mạnh mẽ để thực hiện hiệu quả các phép tính băm phức tạp, trở thành phần cứng ưu tiên cho khai thác tiền mã hóa giai đoạn đầu. So với CPU truyền thống, GPU vượt trội khi xử lý khối lượng lớn các phép tính lặp đi lặp lại và đơn giản, cung cấp sức mạnh tính toán cần thiết để xác thực giao dịch, đảm bảo an toàn cho mạng lưới blockchain. Khi ngành crypto phát triển, GPU không chỉ phục vụ khai thác mà còn hỗ trợ phát triển ứng dụng blockchain, đào tạo AI và nhiều lĩnh vực đa dạng khác.

Nguồn gốc của GPU

Các nhà sản xuất tạo ra GPU ban đầu nhằm tăng tốc xử lý và hiển thị đồ họa, chưa phục vụ khai thác tiền mã hóa. NVIDIA GeForce 256, ra mắt năm 1999, được xem là GPU thực thụ đầu tiên, với nhiệm vụ giảm tải xử lý đồ họa cho CPU.

Đến năm 2010, những người khai thác Bitcoin sớm nhận thấy GPU hiệu quả hơn nhiều so với CPU khi xử lý thuật toán SHA-256, mở ra thời kỳ khai thác bằng GPU. Phát hiện này thay đổi căn bản lĩnh vực khai thác tiền mã hóa, đưa GPU lên vị trí chủ đạo cho tới khi ASIC xuất hiện.

Làn sóng khai thác GPU đã nhiều lần diễn ra, từ thời kỳ Bitcoin ban đầu đến Ethereum, mỗi chu kỳ đều thúc đẩy nhu cầu GPU tăng mạnh, thậm chí gây ra tình trạng thiếu hụt GPU và giá tăng trên toàn cầu. Hiện tượng này đặc biệt rõ nét trong các thị trường tăng giá crypto năm 2017 và 2021.

Cơ chế hoạt động: Cách GPU vận hành

Giá trị cốt lõi của GPU trong hệ sinh thái tiền mã hóa nằm ở kiến trúc phần cứng độc đáo:

1. Khả năng xử lý song song: GPU hiện đại gồm hàng nghìn lõi xử lý nhỏ, có thể đồng thời thực hiện lượng lớn nhiệm vụ tính toán giống nhau. Kiến trúc này đặc biệt phù hợp với các phép tính băm lặp lại của khai thác tiền mã hóa.

2. Băng thông bộ nhớ cao: GPU có bus truyền dữ liệu bộ nhớ rộng, xung nhịp bộ nhớ cao hơn CPU, giúp xử lý khối lượng dữ liệu lớn với tốc độ cao.

3. Bộ xử lý chuyên dụng: GPU tích hợp phần cứng tối ưu cho phép toán dấu chấm động, giúp xử lý thuật toán đặc thù hiệu quả.

Trong quá trình khai thác crypto, GPU thực hiện các nhiệm vụ sau:

• Nhận dữ liệu tiêu đề khối và giá trị độ khó mục tiêu
• Thực thi hàm băm bằng cách liên tục thay đổi nonce
• So sánh giá trị băm tạo ra với độ khó mục tiêu
• Gửi kết quả để nhận thưởng khi tìm được giá trị băm đạt yêu cầu

Các loại tiền mã hóa sử dụng thuật toán bằng chứng công việc khác nhau, như SHA-256 của Bitcoin hoặc Ethash từng dùng cho Ethereum; hiệu suất GPU ở mỗi thuật toán cũng khác biệt.

Triển vọng tương lai: Tiềm năng phát triển của GPU

Cùng với sự phát triển của ngành tiền mã hóa, vai trò của GPU tiếp tục được điều chỉnh:

1. Đa dạng hóa thuật toán: Nhiều dự án crypto mới thiết kế thuật toán khai thác chống ASIC để duy trì giá trị khai thác bằng GPU, ví dụ KAWPOW của Ravencoin.

2. Chuyển đổi từ Proof of Work (PoW) sang Proof of Stake (PoS): Ethereum chuyển sang cơ chế bằng chứng cổ phần (PoS) là xu hướng lớn, giảm phụ thuộc GPU và có thể đưa nhiều GPU đã qua sử dụng quay lại thị trường.

3. Sự hội tụ giữa AI và blockchain: GPU giữ vai trò trung tâm trong đào tạo và suy luận AI, mang lại giá trị đặc biệt cho các kịch bản kết hợp AI với blockchain, như mạng lưới tính toán AI phi tập trung.

4. Nâng cao hiệu suất năng lượng: Các nhà sản xuất GPU đang cải tiến tỷ lệ hiệu quả năng lượng nhằm giải quyết bài toán tiêu thụ điện lớn trong khai thác crypto, đáp ứng yêu cầu bền vững môi trường.

5. Đổi mới phần cứng: GPU thế hệ mới tối ưu riêng cho ứng dụng blockchain sẽ xuất hiện, tích hợp thêm bộ xử lý chuyên dụng để tăng hiệu năng cho thuật toán mật mã đặc thù.

Hệ sinh thái khai thác GPU cũng đang tái cấu trúc, chuyển từ khai thác cá nhân sang mô hình trang trại quy mô lớn và dịch vụ khai thác đám mây, thay đổi cấu trúc nhu cầu GPU trên thị trường.

Quan hệ cung cầu GPU trong ngành crypto sẽ tiếp tục tác động mạnh đến thị trường GPU tiêu dùng và chuyên nghiệp, buộc nhà sản xuất phải cân đối nhu cầu của từng nhóm khách hàng.

GPU, với vai trò hạ tầng phần cứng trọng yếu cho công nghệ tiền mã hóa và blockchain, giữ vai trò quan trọng. Dù vai trò trong khai thác thay đổi theo các cơ chế đồng thuận, GPU vẫn duy trì giá trị tính toán không thể thay thế trong hệ thống phân tán, ứng dụng DeFi và game blockchain. Việc ứng dụng GPU trong lĩnh vực crypto cho thấy đổi mới công nghệ có thể vượt ra ngoài mục đích thiết kế ban đầu để kiến tạo hệ sinh thái kinh tế mới. Trong tương lai, khi blockchain kết hợp với các công nghệ tiên tiến khác, ứng dụng GPU sẽ tiếp tục mở rộng, trở thành cầu nối phần cứng quan trọng giữa kinh tế số và thực tế.