在上一期的《礦機學堂：讀懂阿瓦隆礦機之-何為ASIC礦機》中，我們通過阿瓦隆礦機A841這款產品為例為大家講解了何為ASIC專業礦機。在上一期的欄目當中，我們提到了對于一款礦機而言，最核心的兩個指標為算力和功耗。

如果說算力代表的是一款礦機的生產力指標，那么功耗則代表則一款礦機的硬成本指標，只有當算力于功耗比達到一定的比值，那么挖礦作業才有可能出現盈利。在今天的《礦機學堂》中，我們將同樣以阿瓦隆礦機A841這款產品為例，為大家講解專業礦機的算力之謎。

何為算力，比特幣網絡究竟在算什么？

如果談到什么是算力的問題，那么就要從比特幣的發明者中本聰的論文《比特幣：一種點對點的電子現金系統》談起，這篇論文描述了一種被他稱為“比特幣”的電子貨幣及其算法。2009年他發布了首個比特幣軟件，并正式啟動了比特幣，這是目前公認的比特幣源頭。

中本聰論文《比特幣：一種點對點的電子現金系統》（圖片引自網絡）

如果把這篇論文通篇的搬上來，恐怕你完全沒有閱讀下去的耐心。但是你應該聽說過區塊鏈的一個最核心的本質就是去中心化和分布式記賬，而比特幣網絡的所有計算其實都是基于此。我們通過支付寶來和賣家進行交易，那么支付寶就是一個中心。而在比特幣網絡，你和賣家的交易將會廣播至全世界且不被篡改（很難被篡改），但交易并不是永遠局限于你和唯一的賣家，而是環環相扣，這就產生了大量計算的需求。

在這個過程中就需要算力，算力是為了保證區塊的信息不可更改。怎么實現的呢？工作量證明基于隨機散列，然后形成鏈條。這個鏈條有個特點，你想開頭的話，就需要求解。只要你先求出這個解，你就獲得比特幣獎勵。如果你想修改已經出現的區塊，那就得選擇最長的鏈條進行重新計算，這需要巨額的算力，這讓礦工們得不償失，不如去計算新的鏈條，這就確保了比特幣網絡的最長鏈條極不容易被篡改，確保了安全性。

簡單來說，礦工們利用算力還進行比特幣挖礦的實質其實是一直在求解，你出力了自然會得到比特幣作為回報，只不過在這個網絡中的語言是“SHA256算法的HASH值”，也就是說，比特幣全網都在進行著求解SHA256算法的HASH值的動作。

算法，理解比特幣網絡算力的本源

通過前面的介紹，我們知道整個比特幣網絡都在運行著SHA256算法的HASH值計算這樣的工作。談到HASH值，其實如果你是一個電腦愛好者的話，想必早在幾年前就已經接觸過。比如想要知道某個軟件是否原汁原味，是否被篡改，我們可以查看你下載的文件的MD5數值，而MD5可以說是目前應用最廣泛的Hash算法應用了。

百度百科注解：散列函數（或散列算法，又稱哈希函數，英語：Hash Function）是一種從任何一種數據中創建小的數字“指紋”的方法。散列函數把消息或數據壓縮成摘要，使得數據量變小，將數據的格式固定下來。該函數將數據打亂混合，重新創建一個叫做散列值（hash values，hash codes，hash sums，或hashes）的指紋。

比特幣采用SHA256算法（圖片引自網絡）

SHA (Secure Hash Algorithm，譯作安全散列算法) 是美國國家安全局 (NSA) 設計，美國國家標準與技術研究院 (NIST) 發布的一系列密碼散列函數，經歷了SHA-0，SHA-1，SHA-2，SHA-3系列發展。比特幣采用SHA256算法，該算法屬于SHA-2系列，在中本聰發明比特幣時（2008）被公認為最安全最先進的算法之一。除了生成地址中有一個環節使用了REPID-160算法，比特幣系統中但凡有需要做Hash運算的地方都是用SHA256。

是不是看到這里還是感覺一頭霧水，其實這個名詞解釋起來很難，還會牽扯出更多的生僻名詞。如果你不想做技術研究的話，那么你只需要知道比特幣網絡運行的是SHA256算法的HASH值計算就可以了。也正是因為這樣獨特的算法需求，構成了比特幣網絡獨有的算力生態系統。

專門挖礦設計的阿瓦隆ASIC芯片

由于算法的專業性很強，這就導致了一個結果。明明運算能力很強的CPU或者GPU顯卡在專用的ASIC芯片面前被秒殺的灰飛煙滅，這根本的原因就是專業的比特幣礦機的設計用途就是SHA256算法的HASH值計算。反之，用ASIC礦機新品去玩游戲，那是不可能的~

當前算力達到了什么樣的水平？

比特幣采礦大致分為三個階段，最初人們采用CPU進行挖礦，后來流行了GPU礦機，直至ASIC礦機被發明出來之后，這種新型的算力巨獸幾乎瞬間就攻占了整個比特幣礦工市場，因為ASIC礦機的出現，幾乎可以說是算力大爆炸的代表作品。在比特幣計算的過程中，礦工們只能靠計算機隨機的hash碰撞，而一個挖礦機每秒鐘能做多少次hash碰撞，就是其“算力”的代表，單位為hash/s，這就是比特幣中的工作量證明機制POW。

GPU與CPU結構的區別注定挖礦更具效率

CPU擅長邏輯控制和復雜運算，GPU擅長的是大規模并發計算。舉個簡單的例子，CPU是個資深的博士，而GPU成千上萬個小學生。但是需求就是進行大量重復的1+1=2的運算，那么顯然博士擁有再淵博的學識也是算不過那么多的小學生的。如圖所示，可以看見GPU的ALU數量要比CPU多很多，這就是為什么GPU挖礦效率更高的原因。

比特幣全網算力已經全面進入P算力時代，我們先來科普一下算力的計算單位吧！1P=1024T，1T=1024G，1G=1024M，1M=1024k。此前有人做過測試，目前頂級顯卡GTX 1080Ti的算力僅為1.8G左右，而阿瓦隆礦機A841的算力則達到了13T，這兩款產品完全屬于兩個數量級的產物，在考慮功耗因素，兩者存在萬倍級別效能差距。

結語：礦機算力爆炸 散戶出局

隨著比特幣礦機的出現，全網的算力水平被瞬間拉升到一個前所未有的水平，比特幣的數量和挖掘難度也在極度的加強。基本想靠幾塊顯卡來進行挖礦作業的模式，已經絕不存在盈利的可能了。或許我們應該懷念10年前那個比特幣剛剛被發明出來的年代，比特幣真的是能改寫一個人命運的存在。而現在，專業化、規模化的礦工，或許還能存在盈利的可能性。