比特币矿机进化史 一场没有硝烟的“军备竞赛＂
2019-08-03 20:05:29来源：陀螺财经编辑：鹿鸣君
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原标题：比特币矿机进化史 一场没有硝烟的“军备竞赛"
一般我们讲“挖矿”，脑海中浮现出的可能是大型挖掘机的工作现场。但其实比特币挖矿不是这样的。比特币是由挖矿产生的，这里的“挖矿”其实是一个形象的比喻。为什么这么说呢？这是因为比特币挖矿和开采石油、黄金非常相似，开采难度都比较高，只不过，比特币挖矿比较特殊，不需要那种户外的、大型作业，而是需要在茫茫代码中进行工作。所以我们说比特币挖矿，是个形象的比喻。
为什么说需要在代码中工作呢？这是由比特币系统的设定决定的。根据比特币系统的设定，参与者需要使用计算机去做大量的、数以亿记的哈希碰撞（这是一种特殊的函数），直到找到正确的哈希值，他可以得到一定数量的比特币作为奖励。简单讲，这个过程类似于在一堆代码中做一道特殊的数学题，知道找到正确的答案，才能得到比特币，比特币也由此不断被生产出来。
挖矿和算力（计算机的计算能力）息息相关，挖矿说到底拼的就是算力的高低，计算机的算力越高，它的运算速度越快，找到正确哈希值进而赚取比特币的几率也就越大。所以，挖矿工具，也就是矿机，也是看配置的（就跟咱们打游戏一样，装备好才能更厉害），矿机配置高，算力就高，也就更厉害一些。挖矿的发展史，可以说是算力的进化史，也可以说是矿机的进化史。我们今天要讲的，就是矿机进化史。
一、CPU挖矿
最早的挖矿工具是CPU，也就是我们电脑里的那个CPU。2009年1月，中本聪在芬兰赫尔辛基一个小型服务器上挖出了比特币的第一个区块——创世区块，获得了50个比特币。中本聪使用的挖矿工具正是CPU，所以，最早的比特币正是通过CPU挖出来的。也就是说，中本聪用CPU就能够解答出比特币系统出的难题。当时，普通电脑的CPU就可以挖出比特币，这是因为当时的挖矿的人很少，竞争也不是很大，所以挖矿门槛比较低，有台电脑就可以了。
后来，比特币交易平台上线，比特币可以用作交易，加上当时游戏代练行业不景气，很多人开始转向比特币挖矿，通过挖比特币来赚取收益，比特币挖矿的群体越来越大。这个时候，算力的竞争也变得更加激烈，对计算机的配置要求也越来越高。人们开始发现，CPU的算力太低了，挖矿收益实在是太少了。于是，人们开始寻找一个更高配置的挖矿工具来挖掘比特币，GPU挖矿时代正式到来。
二、GPU挖矿
2010年，一位矿工率先成功实现了用个人GPU挖矿，GPU显卡挖矿正式登场。1个GPU显卡相当于几十个CPU，算力得到了明显提升，一个GPU一天运气好的话能够挖到几十个比特币，于是矿工们开始购买大量配置GPU显卡的电脑进行挖矿。
这个时候的挖矿，好像变成了一种“军备竞赛”，拼的是装备、拼的是配置。其实，中本聪提倡的是CUP挖矿，就是说，挖矿的门槛不要设置的太高，人人都可以参与到挖矿中。所以当出现GPU挖矿之后，中本聪曾经在社区里面呼吁不要这么快就搞“军备竞赛”。但是，当时GPU挖矿的收益比CPU挖矿高太多了，没有人理会他的建议，矿工们开始纷纷采用GPU进行挖矿。2010年，被称为比特币GPU挖矿元年。
三、FPGA挖矿
随着GPU挖矿逐渐普及开来，人们发现，矿机的性能还可以“更上一层楼”。当然，人们对矿机性能的追逐在于比特币价格的攀升，2011年，比特币价格首次突破1美元，日益上涨的价格，让矿工们的挖矿热情不断高涨。矿工都是逐利的，大家都想改善一下“装备”挖到更多比特币。所以，比特币价格的提高，让矿工意识到，只有拥有一个更强大的矿机，才能挖到更多的比特币，获得更多的收入。
市场需求助推创新的速度，一个更强大的矿机FPGA出现了。
2011年中，市面上出现了首台FPGA比特币矿机，这是第一次针对挖矿的专业芯片设计。FPGA挖矿，简单理解，就是把GPU的核心晶元单独拿出来，然后把很多这样的核心晶元集成到一个设备上进行挖矿，形成FPGA挖矿。FPGA的中文名称叫“现场可编程门阵列”，FPGA意味着人们在里面写入什么程序就能实现什么功能，挖矿自然不在话下。但是，由于FPGA的的开发难度太高，这种挖矿方式并没有普及开来。
四、ASIC挖矿
2012年，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。ASIC矿机到今天还是主流矿机，从2012年到现在，关于ASIC矿机的故事说起来其实挺精彩的，不信我们继续往下听噢！
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。因为前期需要大量的开发成本，“蝴蝶实验室”搞了一次众筹，收了客户的定金。但是，“蝴蝶矿机”并没有如约而至，蝴蝶实验室在收取了客户定金之后，并没有按时发售，发售的时间一拖再拖，当时只有一批运气好的客户收到了矿机。很多年以后，“蝴蝶实验室”被美国联邦法院冠以“诈骗”，蝴蝶实验室随即被冻结资产，蝴蝶矿机也就不了了之了。
虽然美国“蝴蝶实验室”研发失利，但也并不是毫无意义的。美国“蝴蝶实验室”研发ASIC矿机这件事传出去之后，业内人士开始担心，一旦ASIC矿机批量使用了，那就会对比特币系统构成威胁，毕竟ASIC矿机太强了，谁能够批量生产，就相当于谁手里掌握一台比特币“印钞机”啊！意识到这种危机，业内人士开始坐不住了。
2012年，一个名叫烤猫（Friedcat）的账号，在比特币论坛上发布消息，宣称自己能造出ASIC矿机。这个“烤猫”是个神童，15岁就考入了中国科技大学少年班。烤猫提出这个想法之后，受到了吴忌寒的支持。吴忌寒当时投入了10万身家，同时热心地帮助烤猫筹款。最后烤猫成功筹集了100万元资金，这些钱开启了ASIC的启动成本。
与此同时，北京航空航天大学博士“南瓜张”也在进行ASIC研发。他担心，一旦烤猫的矿机垄断，就会控制比特币算力，所以自己必须抓紧研发脚步。于是，南瓜张决定休学研发ASIC矿机，相当于和烤猫隔空竞赛。南瓜张筹集研发资本的方式比较特别，相当于订立了一套“霸王条款”，他也是采用预售的方式，大家先来订购，但是不提供售后，不确定什么时候发货，也不接受更改收货地址，就算以后没发货，也不能退钱。看起来挺不靠谱的，但是依旧有人愿意支持他相信他，南关张就这样筹集到了开发资金。2013年初 ，南瓜张成功跑在了烤猫前头，第一个开发出ASIC矿机，这个矿机名叫“阿瓦隆”。之后，南瓜张成立了“嘉楠耘智”公司，转向矿机芯片研发，把整机制造交给代工厂，只专注于芯片开发。
当然，烤猫也没有落后不久，南瓜张的阿瓦隆矿机出现后不久，烤猫的矿机就研发出来了，而且随着南瓜张宣布不做整机，只专注于矿机芯片，给了烤猫非常大的垄断空间。这时的矿机市场成为了烤猫的天下，烤猫一方面从矿场获取可观收益，另一方面通过出售矿机大发横财。但是好景不长，烤猫矿机的二代、三代都出现了一些问题，不是质量不过关，就是没能按时交付，再就是和投资人之间产生很多纠纷。再加上当时国际上的ASIC矿机研发都取得了很大的进步，烤猫矿机面临************的瓶颈。到了2015年，烤猫就消失了，彻底失联，好像从人间蒸发了一样。烤猫去了哪没有人知道，有人说他被劫持了，有人说他自杀了，去年有人说在活动中见到了烤猫，但不知道消息真假。
烤猫失踪以后，吴忌寒时代正式来临。前面提到，吴忌寒曾经在烤猫刚研发矿机的时候就投入了10万元，烤猫矿机获取的暴利，让吴忌寒的10万元暴涨到5000万元，吴忌寒也就有了“自立门户”的启动资金。2013年底，吴忌寒从烤猫公司抽离，成立了自己的矿机公司“比特大陆”。比特大陆随即研发出了蚂蚁S1矿机。尽管吴忌寒的入场时间要晚于烤猫和南瓜张，但是吴忌寒团队研发出的蚂蚁S1矿机在性能上处于当时的 ，由此，比特大陆便具备了继续扩张的一席之地，也为吴忌寒奠定了日后谋求“矿圈一哥”的地位。
随着2014年大熊市的到来，烤猫矿机一蹶不振，烤猫本人消失，而南瓜张只专注于矿机芯片的研发，吴忌寒的比特大陆就成为国内唯一一家矿机生产厂商。不止矿机，比特币大陆在矿池方面依旧占据了近乎垄断的地位。拥有极大算力权势的比特大陆，甚至把比特币“克隆化”，发行了一种新的货币——比特币现金（BCH）。
由于ASIC是为专一功能打造，它的算力比普通电脑高几十倍或者几百倍，因此，ASIC矿机成为主流挖矿矿机而迅速崛起，从2013年下半年开始，大量ASIC矿机如雨后春笋般出现（当然很多在2014大熊市的时候都死掉了），活下来的主流矿机基本上还是嘉楠耘智的阿瓦隆矿机和比特大陆的蚂蚁矿机。当然，他们能“活下来”也是有道理的，因为他们并没有停止脚步，而是将矿机不断进行升级，甚至与“人工智能”结合起来：2017年底，比特大陆推出“算丰”系列云端AI芯片；2018年9月，嘉楠耘智发布了人工智能KPU芯片。
直到今天，ASIC矿机还是主流矿机，当然，ASIC矿机的争议也比较大，比如说能耗过大，矿机本身的价格容易受到数字货币市场的影响（市场好的时候矿机被炒到几万元一台，市场不好的时候矿机就是一堆废铜烂铁）。
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