在上一期的《礦機學(xué)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(chǎn)品為例為大家講解了何為ASIC專業(yè)礦機。在上一期的欄目當(dāng)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(chǎn)力指標，那么功耗則代表則一款礦機的硬成本指標，只有當(dāng)算力于功耗比達到一定的比值，那么挖礦作業(yè)才有可能出現(xiàn)盈利。在今天的《礦機學(xué)堂》中，我們將同樣以阿瓦隆礦機A841這款產(chǎn)品為例，為大家講解專業(yè)礦機的算力之謎。

何為算力，比特幣網(wǎng)絡(luò)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(fā)明者中本聰?shù)恼撐摹侗忍貛牛阂环N點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》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(fā)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(xiàn)金系統(tǒng)》（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）

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(yīng)該聽說過區(qū)塊鏈的一個最核心的本質(zhì)就是去中心化和分布式記賬，而比特幣網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)，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(huán)環(huán)相扣，這就產(chǎn)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(qū)塊的信息不可更改。怎么實現(xiàn)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(jīng)出現(xiàn)的區(qū)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(wǎng)絡(luò)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(zhì)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(wǎng)絡(luò)中的語言是“SHA256算法的HASH值”，也就是說，比特幣全網(wǎng)都在進行著求解SHA256算法的HASH值的動作。

算法，理解比特幣網(wǎng)絡(luò)算力的本源

通過前面的介紹，我們知道整個比特幣網(wǎng)絡(luò)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(jīng)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(shù)值，而MD5可以說是目前應(yīng)用最廣泛的Hash算法應(yīng)用了。

百度百科注解：散列函數(shù)（或散列算法，又稱哈希函數(shù)，英語：Hash Function）是一種從任何一種數(shù)據(jù)中創(chuàng)建小的數(shù)字“指紋”的方法。散列函數(shù)把消息或數(shù)據(jù)壓縮成摘要，使得數(shù)據(jù)量變小，將數(shù)據(jù)的格式固定下來。該函數(shù)將數(shù)據(jù)打亂混合，重新創(chuàng)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(wǎng)絡(luò)）

SHA (Secure Hash Algorithm，譯作安全散列算法) 是美國國家安全局 (NSA) 設(shè)計，美國國家標準與技術(shù)研究院 (NIST) 發(fā)布的一系列密碼散列函數(shù)，經(jīng)歷了SHA-0，SHA-1，SHA-2，SHA-3系列發(fā)展。比特幣采用SHA256算法，該算法屬于SHA-2系列，在中本聰發(fā)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(huán)節(jié)使用了REPID-160算法，比特幣系統(tǒng)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(shù)研究的話，那么你只需要知道比特幣網(wǎng)絡(luò)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(gòu)成了比特幣網(wǎng)絡(luò)獨有的算力生態(tài)系統(tǒng)。

專門挖礦設(shè)計的阿瓦隆ASIC芯片

由于算法的專業(yè)性很強，這就導(dǎo)致了一個結(jié)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(yè)的比特幣礦機的設(shè)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(dāng)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(fā)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(xiàn)，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(jié)構(gòu)的區(qū)別注定挖礦更具效率

CPU擅長邏輯控制和復(fù)雜運算，GPU擅長的是大規(guī)模并發(fā)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(xué)生。但是需求就是進行大量重復(fù)的1+1=2的運算，那么顯然博士擁有再淵博的學(xué)識也是算不過那么多的小學(xué)生的。如圖所示，可以看見GPU的ALU數(shù)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(wǎng)算力已經(jīng)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(chǎn)品完全屬于兩個數(shù)量級的產(chǎn)物，在考慮功耗因素，兩者存在萬倍級別效能差距。

結(jié)語：礦機算力爆炸 散戶出局

隨著比特幣礦機的出現(xiàn)，全網(wǎng)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(shù)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(yè)的模式，已經(jīng)絕不存在盈利的可能了。或許我們應(yīng)該懷念10年前那個比特幣剛剛被發(fā)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(xiàn)在，專業(yè)化、規(guī)模化的礦工，或許還能存在盈利的可能性。