炼金术“挖矿”入门——矿机杂谈

基于PoW共识机制的加密资产的挖矿，是一门变电为“金”的手艺，是一种现代炼金术。而要想掌握这门手艺，除了要具备“魔法能源”的电力之外，还需要可以点电成“金”的点“金”棒——矿机。

对于加密资产挖矿而言，矿机是挖矿所必须的基础硬件设施之一。随着加密资产挖矿的逐步普及，挖矿产业也一步步升级，矿场、矿机、矿工群体，都在向专业化、精细化方向发展，矿机的种类也越来越多。

图1 CPU矿机

拿比特币矿机来说，最早时候，一台老旧的服务器或者普通PC就可以作为矿机，进行挖矿，最早的这类矿机被称为CPU矿机。后来，出现了GPU矿机，矿工使用更高计算能力的GPU进行BTC挖矿，CPU矿机被逐步淘汰。到2012年，一些技术极客尝试使用FPGA可编程芯片为核心，制作了一批FPGA矿机，作为GPU矿机与ASIC矿机的过渡态产品，虽然没有全面普及，但FPGA矿机的出现，预示了高度定制化的ASIC芯片矿机出现的可能。

图2 GPU矿机

图3 FPGA矿机

随后，在2013年，市场上出现了对BTC挖矿高度定制化的ASIC矿机，这类矿机集成了大量dbSHA256算法定制化的芯片，使得BTC的ASIC矿机性能比普通GPU矿机高出几千甚至上万倍。ASIC矿机的出现，导致BTC全网算力骤增，挖矿难度被大幅度拉升，GPU矿机有可能挖好几年，还挖不到ASIC矿机一天的收益，GPU矿机被淘汰。

图4 ASIC矿机

但，ASIC矿机因其高功耗、高噪音，一定程度上提升了对应币种挖矿的准入门槛，又因其超高的算力和便于批量管理的便捷性，导致出现了一种的现象：有可能少数人占有了整个比特币网络的大部分算力。

图5 规模化运营的ASIC矿机矿场

因此，有很多人和加密资产社区，开始抵制ASIC矿机，并出现了诸如Scrypt、Etash、Equihash、X17，X13、X16r等抗AISC算法，对应的币种，包括LTC、ETH、ZEC、DASH、BTG、BCD、RVN等，这些币种在较长时间内，都只支持GPU挖矿，为GPU矿机带来了福音。

甚至有的团队为了保持挖矿的公平性，使用只支持CPU矿机挖矿的算法，如BTV，只支持使用CPU矿机挖矿。

还有一些币种，同时兼容CPU、GPU矿机挖矿(目前对CPU矿机更友好），如XMR，PASC等。

人总是追逐利润的，当一个原本只支持GPU挖矿的币种，刚刚出现FPGA矿机甚至ASIC矿机时，它们就可以通过少量优势矿机攫取丰厚的利润。因此，抗ASIC的算法总是被破解，进而出现FPGA矿机甚至ASIC矿机，曾经挖矿主力是GPU矿机的LTC，ZEC，DASH挖矿领域，如今都已被ASIC矿机攻克。

仿佛主流矿机ASIC化就是所有币种挖矿的最终归宿。一些新设计的PoW币种，甚至在设计之初已经规划好了矿机ASIC化的路线，如Nervos主网代币CKB，2019年初发布的明星新币Grin等。

也有一批倔强的社区或团队，通过（持续不断的）硬分叉，来抵抗甚至威慑各自领域矿机的ASIC化，并保证各自挖矿的去中心化理想。如每半年迭代一次算法的XMR，通过硬分叉硬刚ASIC矿机的RVN，以及Grin的伴生兄弟Beam等等。