以太坊PoW挖矿阶段Ethash算法必须使用单精度FP32运算,无法稳定落地混合精度挖矿方案。以太坊在2022年完成合并升级彻底切换权益证明共识,原生ETH早已不存在工作量证明挖矿行为,当前沿用Ethash算法的ETC等币种,算力运算底层同样只能依靠单精度浮点完成完整哈希计算,混合精度会直接破坏挖矿的数值稳定性,产生大量无效算力与报错。

Ethash作为内存困难型挖矿算法,挖矿的核心流程是显卡持续读取显存内不断扩容的DAG数据集,完成多轮随机索引调取、FNV数值混合运算,最终执行Keccak哈希校验。整个计算链路里所有的数据读写、数值叠加、哈希输出全部基于32位单精度浮点标准完成,算法原生没有适配FP16半精度的设计逻辑。混合精度的核心思路是用低精度浮点降低显存占用、提升运算速度,但Ethash挖矿本身瓶颈并不在显卡的浮点算力,而是显存带宽与DAG数据的读取速度,切换精度并不会带来算力提升,反而会因为16位浮点数的数值范围限制,在海量随机数据运算中出现数值溢出、哈希结果出错的问题,矿机提交的份额会大量被矿池判定无效,整体挖矿收益不升反降。

不少矿工曾经尝试修改挖矿内核,强行开启显卡张量核心的混合精度运算,实际测试后发现算力不仅没有上涨,显卡功耗波动明显,矿机掉线、显存报错的概率大幅提升。英伟达、AMD主流挖矿显卡的CUDA核心、流处理器原生优先适配FP32运算,张量单元更多面向AI深度学习场景,Ethash挖矿并不会调用张量核心的低精度计算单元。早期多款开源挖矿程序的底层代码,所有哈希计算模块都严格锁定单精度浮点模式,开发者也从未推出过支持混合精度的Ethash挖矿版本,显卡硬件架构和算法底层逻辑两者并不匹配。
单精度挖矿的优势体现在极高的运行稳定性,显卡可以长时间满载运行不会出现精度相关故障,显存数据读取和计算全程保持统一的数值标准,矿池接受份额的成功率极高,是矿场长期运维的最优选择。虽然单精度模式下显卡功耗相对偏高,但挖矿的核心收益取决于有效算力的产出,牺牲稳定性换取理论算力优化,对于PoW矿工来说属于得不偿失的选择。很多矿工容易混淆AI运算和加密货币挖矿的精度逻辑,深度学习可以灵活切换混合精度提升训练效率,但区块链PoW挖矿对哈希结果的准确性有着零容错的要求,任何精度偏差都会直接导致区块计算失败。

即便后续部分衍生币种调整挖矿算法,想要启用混合精度也需要算法底层重新适配浮点格式,Ethash的设计架构从诞生之初就锚定单精度运算标准。以太坊完成合并之后,市面上已经没有ETH挖矿的实际场景,不过对于依旧运行Ethash机制的加密币种,矿工依旧需要坚持使用单精度运行挖矿程序,不要盲目尝试混合精度的超频优化方案,避免算力损耗、硬件故障率上升等一系列问题。