了解主流数字货币矿机，看这篇文章就够了【芯片超人课堂】

4月13日【芯片超人课堂】数字货币矿机硬件课堂将在华强北IC咖啡开课，感谢大家的支持。 为了让大家更容易理解和复习内容，今天先给大家带来芯片超人数字货币课题组李锐的分享成绩单和视频直播部分。

现场视频

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矿机发展介绍

比特币（BTC）、以太坊（ETH）、比特现金（BCH）、莱特币（LTC）、达世币（DASH）等主流币普遍采用PoW共识机制。 挖矿就是通过贡献算力来维护网络的安全稳定运行，从而获得奖励币。 但是，有些CND也使用贡献存储和带宽来获取矿机。 机器。

2009年1月3日，中本聪使用多核CPU挖出比特币创世区块。 2010年9月，GPU挖比特币代码出现，打破了CPU挖矿的套路。 2011年6月，FPGA比特币矿机问世，这是第一款专为挖矿设计的专业芯片。 2013 年 1 月，Avalon 交付了第一台商用比特币 ASIC 矿机。 2014年7月，KNC发布20nm矿机Neptune。 2016年6月，比特大陆推出高性价比矿机S9，至今占据矿机市场主流。 2018年2月，据估计比特大陆在矿机市场占有70-80%的市场份额。

目前矿机主要按芯片分类：第一代CPU挖矿，第二代GPU挖矿，第三代可编程挖矿，第四代AISC专用芯片挖矿。

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矿机种类

CPU：中央处理器是一种超大规模的集成电路，是计算机的计算核心和控制核心。 它的功能主要是解释计算机指令和处理计算机软件中的数据。 2009年，比特币主要用于CPU挖矿。 挖矿初期，难度极低，用处理器上手很容易。 CPU的性能虽然强大，但是逻辑过于复杂，不适合简单无害的挖矿。 CPU 挖矿对大脑来说是一项巨大的工作量。 现在出块难度越来越高，CPU算力比较低，所以基本挖不出来，但是有些币种只能用CPU挖。

夸克币发行于2013年7月21日，是一种基于6种加密算法、9轮超安全哈希运算、3轮随机哈希函数的虚拟货币。 它具有独特的技术规格。 CPU挖矿，30秒/块，每块2048个，共计2.47亿个，前36周247,605,120个夸克，2014年3月30日后设置为每年1,050,000个夸克（0.42%）每20个块调整难度（最大增加10%） , 最少减少 50%)。

目前夸克币主流为服务器CPU挖矿，Xeon E系列，价格：0.3542元，流通市值：¥14,390,874，市值排名第647位。

GPU：目前有很多优质数字资产（加密货币），获取方式采用POW（工作量证明）新算法，需要使用电脑的显卡进行“挖矿”。 GPU显卡挖矿主要是利用显卡中的SP单元进行操作。 SP单元可以说是显卡的核心。 SP单元的数量直接决定了处理能力的大小。

因为算法是可以改的，挖A币改算法就可以挖B币，不赚钱。 GPU挖矿是AISC芯片以外的一种流行的挖矿方式。 目前GPU主要用于挖以太坊和一些小币种。 过去，由于挖矿，显卡市场一度供不应求，货源紧缺、现金储备不足也让显卡市场火爆。 同架构的显卡，流处理器越多，性能越强。 然而，流处理器数量的增加与性能提升并不成正比。 注意显卡的好坏取决于内存颗粒是哪一种。

ETHASH算法矿机一般配置一台低配电脑为了跑显卡，主板B150/B250，内存DDR3 4G硬盘SSD 60G/64G，电源1600W，8卡的价格机箱除了显卡是2300。目前widows系统最高支持16块显卡。 由于显卡矿机厂商众多，没有技术壁垒，目前的矿机品牌我就不说了。 比较有名的是熊猫B3。

机器配置推荐：B250+G3930+SSD60G+Power1600W+8卡机箱+同性能显卡，A卡相对N卡性价比更高

目前GPU主要用于挖以太坊，以及小币种。 去年由于挖矿，显卡市场一度供不应求，货源紧缺和现金预订也让显卡市场火爆。 日前，比特大陆推出了一款蚁人E3，蚁人E3，180M/Hs，800Wh折合人民币5000元，8卡RX470算力230MH/S售价21000，不过蚁人E3的价格非常实惠。 蚂蚁X3推出后，以太坊宣布修改算法，门罗也因为蚂蚁E3的推出修改了算法。

FPGA：Field Programmable Gate Array，在专用集成电路（ASIC）领域作为半定制电路出现。 FPGA仿真成功后，解决方案意味着可以生产出专用于晶圆生产的ASIC芯片。 FPGA是可编程芯片，可以理解为简单版的AISC芯片。 AISC芯片是矿机中算力最强的。 因为一次流片可能要上百万，所以很多厂商前期都会用FPGA做验证。

目前PFGA也是一款低算力矿机。 Baikal N算力约为20K，采用专业ASIC芯片的蚂蚁X3算力为220KH/S。 目前多算法矿机基本都是FPGA矿机。 FPGA目前只适用于小币种矿机，很容易被专业的ASIC矿机替代，算法支持后期更新。

2016年，主流矿机也依靠先进的14/16nm工艺和更强的架构，算力逐渐逼近甚至超过10TH/s的门槛。 10TH/s算力是什么概念？ 以目前最强游戏卡GTX 1080 Ti为例，其公版算力为1.88TH/s，满载功耗约300W。

性价比最高、受众最广的GTX 1060，算力仅为0.67TH/s，功耗约130W。 前者是一款旗舰产品，首发价5700元，后者的正常售价也是1500元起。 矿机的定制硬件不仅拥有狂暴的算力，而且还是挂在墙上的功率高达数千瓦的怪物。

ASIC：ASIC是指为特殊用途而设计的集成电路，是指针对特定需要和特定电子系统的需要而设计和制造的集成电路。 ASIC的特点是面向特定需求。 与通用集成电路相比，ASIC具有体积更小、功耗更低、可靠性更高、性能更高、保密性更强、量产时成本更低等优点。

目前，蚂蚁S9和Whatsmart M3是市场主流。 据说深圳比特微也是比特大陆做的。 除了Ebit E10采用最新的10nm工艺外，其余均采用16nm工艺。 我们主要看工艺，看单片机的算力，看能耗。

现在矿机的技术已经逼近10nm技术，连苹果的处理器目前也只有10nm技术，所以矿机的算力提升难度会更大。 只有降低功耗和成本，比特币的挖矿难度才会越来越大。 前期算力相对落后的矿机如何应对？ 因为ASIC的缺点是算法是固定的，而比特币的共识算法是基于SHA256算法的。 我查看了目前基于SHA256算法的加密币，还是有可挖价值的。

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IPFS矿工

IPFS: Interstellar File System IPFS是一个全球性的、点对点的分布式版本文件系统，目标是补充（甚至取代）目前统治互联网的超文本传输​​协议（HTTP），将所有计算设备与已连接相同的文件系统。 其原理是将基于域名的地址替换为基于内容的地址，即用户寻找的不是地址，而是存放在某个地方的内容。 不需要验证发件人的身份，只需验证内容的哈希值即可。 在中国很容易触及红线，内容不受控制。

由于IPFS（FileCoin）需要贡献存储空间和上下行带宽才能获得奖励，因此IPFS矿机对硬件没有过多的依赖，在功耗等问题上也更加“友好”。 因此，对于矿工来说以太坊显卡还能挖多久，初始投入成本非常低。 但也正因如此，市场上涌现出不少所谓“IPFS矿机”公司，以挖矿为名进行大规模虚假营销。

Windows 不适合挖矿。 Windows主要用于个人办公和娱乐。 IPFS主要用于存储资源调度，有点类似于服务器，主要是处理任务。 你可以为此选择 Linux 系统。 大多数服务器使用的Linux系统运行最基本的linux以太坊显卡还能挖多久，甚至不需要图形界面，尽可能地利用CPU、内存和硬盘空间。 所以市面上的IPFS矿机给你的都是盗版Windows。 不专业坑你钱。

IPFS矿机的主要成本是硬盘和带宽。 硬盘尺寸推荐8TB x 12盘位或24盘位，因为性价比远低于10TB氦气硬盘，投入成本更低。 内存大小：使用Linux操作系统的矿机分配至少2G内存为宜。

大家都知道网络传输中的计量单位是比特（bit），而硬盘存储的容量单位是字节（byte）。 它们之间的转换关系是1byte=8bit。 ) 带宽是指每秒可以传输100Mb的比特。 目前国内家庭环境的带宽多为非对称带宽，即网络的上行（上传）和下行（下载）带宽不相等。 一般家庭使用的带宽主要是下行，也就是下载，上行很少。 家庭带宽的下行和上行比例最多为10:1，也就是说10Mb的下行带宽只有1Mb的上行带宽。

IPFS系统对带宽的要求比较高，因为IPFS系统采用P2P技术。 一方面，它需要从网络中的其他节点下载数据，同时又要为其他节点提供上传数据服务，因此需要上行带宽和下行带宽。 如果有需求的话，在家随便玩没关系，但如果是矿场进行大规模挖矿，就一定要找运营商安装上下行点对点专线带宽.

那么，多大的带宽应该配多大的硬盘容量呢？ 现在让我们算一下。

以家庭100Mb带宽，传输按满容量计算，每秒可下载传输的文件大小为100Mb/8b=12.5MB，一天可传输的文件为24小时*60分钟/小时*60 秒/分钟*12.5MB/s = 1080000MB = 1080GB = 1.08TB。 那么一年需要365天*10.8TB/天=394.2TB的硬盘容量。 如果使用单块容量为10TB的硬盘，则需要41块盘。 当然这是一种极其理想的情况。

同理，如果专线带宽为1000Mb（千兆位），则一年可存储的数据容量为1000Mb/8b/秒*60秒/分钟*60分钟/x小时*24小时/天*365天=3942TB ，也就是需要将近4PB的硬盘容量。 换算成硬盘数量，单块10TB容量的硬盘需要404块硬盘。