比特幣挖礦機具體是怎么運行

挖礦是增加比特幣貨幣供應的一個過程，同時還保護著比特幣系統(tǒng)的安全，防止欺詐交易，礦工們通過為比特幣網(wǎng)絡提供算力來換取獲得比特幣獎勵的機會。比特幣是一個點對點的支付系統(tǒng)，其核心是交易。就是你給我發(fā)一筆交易，我給你發(fā)一筆交易。這些交易得有人來幫我們記賬。就像支付寶公司會幫用戶記賬，我們在銀行轉賬會由銀行來記賬。那比特幣里是由一個叫礦工的人來記賬的。

一、挖礦原理

最初的時候，我們用電腦 CPU就可以挖到比特幣，比特幣的創(chuàng)始人中本聰就是用他的電腦CPU挖出了世界上第一個創(chuàng)世區(qū)塊。然而，CPU挖礦的時代早已過去，現(xiàn)在的比特幣挖礦是ASIC挖礦和大規(guī)模集群挖礦的時代。

回顧挖礦歷史，比特幣挖礦總共經(jīng)歷了以下五個時代：

CPU挖礦→GPU挖礦→FPGA挖礦→ASIC挖礦→大規(guī)模集群挖礦

挖礦芯片更新?lián)Q代的同時，帶來的挖礦速度的變化是：

CPU（20MHash/s）→GPU（400MHash/s）→FPGA（25GHash/s）→ASIC（3.5THash/s）→大規(guī)模集群挖礦（3.5THash/s*X）

挖礦速度，專業(yè)的說法叫算力，就是計算機每秒產(chǎn)生hash碰撞的能力。也就是說，我們手里的礦機每秒能做多少次hash碰撞，就是算力。算力就是挖比特幣的能力，算力越高，挖得比特幣越多，回報越高。

在比特幣的世界里，大約每10分鐘會記錄一個數(shù)據(jù)塊。所有的挖礦計算機都在嘗試打包這個數(shù)據(jù)塊提交，而最終成功生成這個數(shù)據(jù)塊的人，就可以得到一筆比特幣報酬。最初，大約每10分鐘就可以產(chǎn)生50個比特幣的比特幣報酬。但是該報酬每4年減半，現(xiàn)在每10分鐘比特幣網(wǎng)絡就可以產(chǎn)生25個比特幣。

而要成功生成數(shù)據(jù)塊，就需要礦工需要找到那個有效的哈希值，而要得到正確的哈希值，沒有捷徑可以走，只能靠猜，猜的過程就是計算機隨機hash碰撞的過程，猜中了，你就得到了比特幣。

二、挖礦方法

挖礦芯片經(jīng)歷了CPU挖礦到GPU挖礦到FPGA挖礦，如今走入了ASIC挖礦時代。然而挖礦的方式也經(jīng)歷了從一兩臺礦機挖礦到小礦機作坊，再到如今走入了大規(guī)模礦場挖礦的時代。

（1）挖礦方式：從一臺礦機到大規(guī)模礦場

如果你開始嘗試挖礦，你需要準備一臺礦機、一臺能聯(lián)網(wǎng)的電腦、一個AUC、一個樹莓派、電源及各種連接線等。各種設備的連接順序為網(wǎng)線-》樹莓派-》MicroUSB線-》AUC-》4PIN連接線-》礦機和電源。

圖1：一臺礦機工作圖

各種設備的功能如下：

1、礦機，在此以嘉楠耘智目前最新的礦機A6為例，A6內(nèi)有80顆芯片，單臺算力在3.5T/s以上。

2、樹莓派（控制器），挖礦只需要做簡單高效的數(shù)值計算，礦機運作的程序就寫在小巧的樹莓派里。每個樹莓派約可以控制約60臺礦機。

3、AUC，轉換器，而每個AUC也可以串聯(lián)多臺礦機。

4、電源，通電

把所有這些設備連接好，接通電源，修改樹莓派IP網(wǎng)段和路由器IP網(wǎng)段一致，并設置礦工，然后連接礦池就可以開始挖礦啦！

如果需要部署多臺礦機，則還需要變壓器等設備。

圖2：60臺礦機模型圖

現(xiàn)在的挖礦時代早已是大規(guī)模集群挖礦的時代，你看到的挖礦場景常常是這樣的——大規(guī)模集群礦場。

圖3：礦場圖（成千上萬臺礦機規(guī)模）

如今，抱一臺礦機回家或者部署一個家庭小作坊挖礦（幾十臺礦機）的中小曠工盈利空間非常有限，挖礦行業(yè)也正逐漸向有廉價電資源、有專業(yè)化部署能力的企業(yè)和團隊集中。

影響挖礦收益的因素有很多，比如礦機的性能和功耗、全網(wǎng)的算力和難度、礦場的部署和運維能力、有沒有廉價電的資源、以及幣價和政策的導向等等。目前優(yōu)秀的礦企，他們擁有芯片研發(fā)的能力、大量的算力、專業(yè)的礦場部署和運營經(jīng)驗等，在未來，資源、算力會越來越向這些礦企集中。

（2）礦池

除了上面的裝備，你還需要一個必備的工具——礦池。礦池的作用是集合大量礦機算力，增大你得到比特幣的幾率，同時將你未來能得到的比特幣收益提前平均分配到你的賬戶里。

簡單的解釋如下：現(xiàn)在比特幣全網(wǎng)每10分鐘產(chǎn)生一個區(qū)塊，這個區(qū)塊包含25個比特幣。假設全球有1W人參與挖礦，那么在這10分鐘內(nèi)，只有1個幸運兒拿走了這25個比特幣，其它人則顆粒無收。而礦池的原理是大家組隊開采，并按約定的分配方式分配，使得礦工的比特幣收益趨于穩(wěn)定，減少礦工的風險。在此以最常用的PPS分配方式為例，假設你的算力是10T，而整個礦池的算力是100T，你的算力占礦池算力的1/10，假設礦池一天能產(chǎn)生10個比特幣，那你每天就能拿到1個比特幣。

（3）云算力

在現(xiàn)實情況下，挖礦礦機常常供不應求，同時，礦機發(fā)貨需要很長的等待期。礦機安裝、調試、維護等流程非常復雜，需要耗費大量的精力，礦工們還要忍受礦機的噪音和熱量。對礦工來說，最大的成本還不是這些，是挖礦所消耗的高昂的電費，中小礦工的盈利空間越來越小甚至為負。

而云算力服務可以很好地解決中小礦工和一般用戶參與挖礦門檻高賺錢難的痛點。現(xiàn)在比特幣挖礦已經(jīng)進入了大規(guī)模集群挖礦的時代了，一些商家在電費低廉的地區(qū)（如云南四川內(nèi)蒙等地）大規(guī)模建設礦場，他們擁有更低的機器價格和低廉的電費，還可以通過機房結構的設計和當?shù)氐牡乩砑皻鉁貎?yōu)勢來實現(xiàn)良好的散熱通風，降低機器消耗的能量。

而云算力服務平臺打通礦場、礦池等基礎資源，通過算力租賃的形式在網(wǎng)上向用戶遠程出租算力。云算力租賃服務解放了礦工的時間和精力，省去了礦工買礦機、等待礦機、安裝礦機、維護礦機、忍受噪音等一系列操作，讓用戶通過網(wǎng)絡購買算力即可找到挖礦的快感，輕松獲得挖礦帶來的收益。

云算力是未來挖礦業(yè)的趨勢，本人目前在算力平臺 ——算力寶工作，算力產(chǎn)品兼具娛樂性和金融屬性，算力產(chǎn)出的比特幣是未來不可以忽略的資產(chǎn)類別。