在区块链领域,常听到的一个词就是“挖矿”,很多人不理解,是家里有矿才能挖吗?与挖煤挖石油有什么不同?
比特币挖矿,其实是一个形象的比喻:比特币挖掘过程与石油资源开采非常相似,挖掘石油资源需要矿工在矿井里工作钻取石油;挖掘比特币需要“矿工”埋进茫茫代码中工作。这又是为何呢?
中本聪在比特币系统中设定:参与者一起做一个道数学计算题,谁先计算出来正确答案谁就能获得一定数量的比特币奖励,比特币也由此被不断生产出来,这个计算的过程就是比特币挖矿。
一说到数学题,估计很多人就头大了,毕竟数学那么难。放宽心,比特币挖矿不是拼脑力,是拼计算能力。比特币挖矿说到底拼的就是计算机计算能力的高低,即算力高低,计算机的算力越高,它的运算速度越快,找到正确答案获得比特币奖励的几率也就越大。
那么比特币挖矿在拼什么呢?拼算力,而拼算力这个东西,又可以分解成三大部分:单位算力、总体算力、电价成本。比特币挖矿也是在这三个方向发展,形成了:矿机、矿池、寻找便宜的电。本文先说矿机的发展情况。
2009年1月3日,中本聪在芬兰赫尔辛基的一个小型服务器上,运行比特币程序,挖出了比特币第一个区块——创世区块,并获得了50个比特币的奖励。至此,开启了比特币挖矿的历史进程。比特币挖矿工具,开启了不断迭代的过程。
1)CUP挖矿

2009年,当时中本聪使用的挖矿工具是CPU,而普通计算机都有配置CPU,所以一开始的挖矿门槛很低,有电脑便可参与挖矿,人人都可以成为比特币矿工。
这个时期比特币挖矿只在极客圈子里面流行,也没有比特币交易平台,比特币缺乏市场价格,参与人少,挖矿难度较小,大部分个人PC直接挖矿的收益都大于功耗(如挖矿产生的电费,机器的耗损等)。
随着比特币交易平台出现,比特币有了价格之后,可以通过比特币挖矿赚钱,至此比特币挖矿的群体开始变得越来越大。
2)GPU挖矿

2010年,当参与挖矿的人多了,能挖到的比特币减少了,而要想挖到更多比特币,需要想想办法。于是有人发现采用GPU挖矿的收益要远远高于采用CPU挖矿,一个GPU显卡的算力相当于几十个CPU的算力,于是GPU挖矿正式登场,矿工们开始大量配置GPU显卡的电脑进行挖矿。
3)FPGA挖矿
无论是CPU挖矿还是GPU挖矿,都要整台电脑都要开机运算,其中很多电量消耗浪费在了不必要的配件上,为了追求能耗比与利益最大化,有人发现把GPU核心晶元单独拿出来,然后集中到一个设备上进行挖矿,这就是FPGA挖矿。
2013年年初,南瓜张研发了第一台FPGA矿机——南瓜机,开启了FPGA挖矿的新纪元。但FPGA的生命周期很短,只持续了半年。
4)ASIC挖矿
2013年,为了追求能耗比与利益最大化,以ASIC为代表的专业矿机挖矿正式进入了人们视野。
ASIC矿机相当于专门为数字货币挖矿定制的集成电路设备,这个设备为挖矿而生,只专注于挖掘数字货币,算力比普通电脑高几十倍或者几百倍。
从2013年下半年开始,大量ASIC矿机如雨后春笋般出现。ASIC矿机出现后,比特币挖矿的矿机生产研发也开始从作坊向企业化发展。
ASIC芯片矿机早期发展历程:
2012年,美国一个开发比特币矿机的机构“蝴蝶实验室”声称,他们准备研发一款ASIC矿机。但是没有按时发售,最后不了了之。
2012年,烤猫在比特币论坛上发布消息,宣称自己能造出ASIC矿机。如今烤猫去了哪里已经成为一个谜。
2013年,北京航空航天大学博士“南瓜张”率先成功研发出ASIC矿机——阿瓦隆,此后,南瓜张转向矿机芯片研发,成立了业界大名鼎鼎的矿机芯片公司“嘉楠耘智”,也成为了区块链行业第一个IPO上市的公司。
2013年,烤猫公司股东吴忌寒离开,并成立了自己的矿机公司——比特大陆,随即研制出了蚂蚁S1矿机,蚂蚁S1矿机在性能上处于当时的顶级,奠定了矿机一哥地位。
之后,ASIC矿机不断迭代发展,从110nm到55nm,从55nm到28nm,从28nm到16nm,从16nm到7nm。
矿机已成为区块链行业最重要的工具,随着比特币等虚拟货币价值不断显现和行业快速的发展,矿机的需求也会被大大提升,进而更高效率的矿机也会不断迭代。
矿机迭代与比特币价格
鲸准统计了矿机发展和比特币价格的曲线图,如下:

从图中可以看出,比特币价格上涨推动了比特币矿机的研发,而不是比特币矿机研发推动比特币价格上涨。为何呢?比特币价格上涨,给挖矿带来了很大的利润空间,有利润在就会有人研发新的矿机来挖矿。
问题来了,现在ASIC矿机已经发展到7nm芯片,留给的空间已经不大了。矿机性能的提升,一时继续发展5nm或3nm的芯片,二是降低单位算力的能耗。
比特币的发展,推动了芯片技术的发展。比特币的挖矿将走向哪里呢?2100万个BTC已经挖出来1800万个了,留下的空间已经不大了。
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