比特币挖矿流程7

1215342057

技术分析：N卡为何落后A卡那么多？

众所周知，同价位、同级别的N卡和A卡，在3D游戏性能方面是差不多的，在不同游戏中互有胜负，双方都不会有明显的领先优势。但为何在比特币挖矿计算当中，N卡和A卡的差距如此之大呢？
想必大家都知道A卡有着海量的流处理器，基本上同级别A卡的流处理器数量是N卡的三倍以上。AMD采用的是VLIW（超长指令）5D/4D SIMD（单指令多数据流）架构，这样的架构可以用较少的晶体管开销制造出庞大规模的运算单元。
而NVIDIA从DX10时代开始就放弃了传统的Shader架构设计，开发了全新的MIMD（多指令多数据流）架构，将所有的运算单元全部打散，这样每个流处理器都能上到更高的频率，实现更高的效率。但代价就是晶体管消耗比较大，NVIDIA将大量晶体管耗费在了指令发射器和分配单元上面，导致同等规模的GPU，NVIDIA架构的流处理器数量要远少于AMD架构。
简言之，AMD就是暴力堆流处理器而不考虑运算效率，而NVIDIA是大幅改善了运算效率但流处理器数量较少。最终的结果就是双方各有所长，在各种3D游戏当中几乎就是平手，而在通用计算应用当中N卡要占上风，但N卡的领先优势可能还不是效率问题，而是软件优化和程序开发比较到位。
但有一种情况N卡就非常吃亏了，如果某个应用程序当中没有特别复杂的指令，而只是类似穷举算法或者一堆海量数据需要处理的话，这种无脑的操作最适合AMD的架构去处理，因为它在理论浮点运算能力方面有着绝对优势，而不用考虑运算效率问题，海量的数据自会喂饱每一个流处理器，它们不会有任何空闲的时间，自然性能无限接近理论值。

A卡的密码破译性能也是遥遥领先于N卡
比特币挖掘器采用的是SHA-256，这是由美国国家安全局发明的一种安全散列函数，一般用于密码加密与解密。这种算法会进行大量32位整数循环右移运算，这个操作在AMD GPU那里可以通过单一硬件指令实现，而在NVIDIA GPU那里需要三次硬件指令来模拟（2移+1加），仅这一条就为AMD带来额外的1.7倍运算效率优势（大约1900指令来执行SHA-256压缩操作，而不是NVIDIA的大约3250指令）。
如此一来，AMD较高的浮点运算能力再加上算法效率优势，AMD GPU在密码破解与比特币挖掘时的性能，大概是NVIDIA GPU的3倍以上！