比特币矿机算法升级
比特币从发明诞生出来后，比特币挖矿主要经历了3个阶段（现在的矿池是挖矿的方式，非矿机技术）
CPU→GPU→ASIC专业矿机
一、CPU挖矿
说起CPU挖矿，谁是第一个呢？前面文章也说了，就是比特币的发明者中本聪（无明确的证据，按逻辑应该是正确的）。
CPU挖矿是第一代的挖矿。2009年1月3日，比特币创始人中本聪用电脑CPU挖出了第一批比特币，挖出了第一个创始区块，区块里包含50个比特币。
随后一些极客、程序员、游戏挖机纷纷加入CPU挖矿，但当时的CPU挖矿，仅仅是一种尝试和好玩，并没有现在的商业化。
二、GPU挖矿
GPU（图形处理单元，即显卡）挖矿是第二代的挖矿。
从CPU换到GPU挖矿，是因为CPU中央处理器是通用性计算单元，里面设计了计算机很多的分析处理需求，其综合能力强但单项能力较弱，而比特币的SHA256 hash运算，是非常单一的无脑重复计算，而且CPU的并行运算能力不强，后来，有人发现GPU的高吞吐率和高并行处理能力，其运算效率比CPU高10倍以上，并且GPU可以超频使用以提升性能，适用于大规模的并发运算，比如密码破解，于是人们纷纷转向GPU挖矿。
大家肯定都听说过比特币历史上最贵的吃货、比特币Pizza的故事了。没错，这个人叫Laszlo Hanyecz，他是个程序员，他在2010年5月22日，用1万枚比特币购买了两个披萨，当时这两个披萨只值不到50美元，但是这一万枚比特币拿到现在值几个亿了。
大家都在说Laszlo Hanyecz肯定肠子都悔青了，但是也未必，因为Laszlo Hanyecz是第一个使用GPU挖比特币的人，他挖到了非常多的比特币，当时的1万枚可能只是九牛一毛了。
图片来源于网上
但是GPU也存在缺陷，就是原本是做图像处理的，内置的这些硬件非常好电，散热也是个问题。
三、ASIC专业矿机挖矿
ASIC专业矿机是属于第三代的挖矿。
ASIC是Application Specific Integrated Circuit的缩写，是一种专门为某种特定用途设计的电子电路（芯片）。用于挖矿的芯片，就是矿机ASIC芯片了。因为被设计为只进行某一挖矿需要的特定算法，所以ASIC芯片的设计可以简单的多，成本也低的多。不过最重要的是，就挖矿算力来说，ASIC可以比同时代的CPU、GPU高出几万倍甚至更多。
ASIC矿机的出现，是随着参与挖矿的人越来越多，算力不段上升，而GPU的算力也达到了极限，为了突破这个局限，就有人开始研发专门的矿机。
世界上第一台ASIC芯片的矿机是谁发明的呢？对，就是人称“南瓜张”的张楠赓的阿瓦隆矿机。
矿机的芯片，需要非常强的研发技术实力，比如通讯领域，最强的芯片研发企业是高通、华为海思，因此矿机的芯片研发是一场高科技的竞赛，最早的矿机厂商有龙矿矿机、闪电矿机、瑞典的KNC Minner，都已经从市场上消失，现在市场上最大的矿机厂商包括比特币大陆（蚂蚁矿机）、嘉楠耘智（阿瓦隆矿机）、Bitfury、Watts Miners等，
现在最火爆的矿机当属比特大陆的蚂蚁系列了，后续再详细介绍如何挑选和购买矿机。
本文只简单结束了比特币矿机从CPU、GPU到ASIC的技术发展历程，而现在的ASIC矿机尤其比特币大陆的矿机占据了市场70%以上的算力和市场份额，被质疑为“算力霸权”和跟“去中心化”违背，潜在的“51%”攻击和不公平等。而现在的矿机已经是一条完整的产业链，无论如何发展，也是基于市场和追求利益的行为。后续继续分析。
❷ 详解比特币挖矿原理
可以将区块链看作一本记录所有交易的公开总帐簿（列表），比特币网络中的每个参与者都把它看作一本所有权的权威记录。
比特币没有中心机构，几乎所有的完整节点都有一份公共总帐的备份，这份总帐可以被视为认证过的记录。
至今为止，在主干区块链上，没有发生一起成功的攻击，一次都没有。
通过创造出新区块，比特币以一个确定的但不断减慢的速率被铸造出来。大约每十分钟产生一个新区块，每一个新区块都伴随着一定数量从无到有的全新比特币。每开采210,000个块，大约耗时4年，货币发行速率降低50%。
在2016年的某个时刻，在第420,000个区块被“挖掘”出来之后降低到12.5比特币/区块。在第13,230,000个区块（大概在2137年被挖出）之前，新币的发行速度会以指数形式进行64次“二等分”。到那时每区块发行比特币数量变为比特币的最小货币单位——1聪。最终，在经过1,344万个区块之后，所有的共20,999,999.9769亿聪比特币将全部发行完毕。换句话说， 到2140年左右，会存在接近2,100万比特币。在那之后，新的区块不再包含比特币奖励，矿工的收益全部来自交易费。
在收到交易后，每一个节点都会在全网广播前对这些交易进行校验，并以接收时的相应顺序，为有效的新交易建立一个池（交易池）。
每一个节点在校验每一笔交易时，都需要对照一个长长的标准列表：
交易的语法和数据结构必须正确。
输入与输出列表都不能为空。
交易的字节大小是小于MAX_BLOCK_SIZE的。
每一个输出值，以及总量，必须在规定值的范围内 （小于2,100万个币，大于0）。
没有哈希等于0，N等于-1的输入（coinbase交易不应当被中继）。
nLockTime是小于或等于INT_MAX的。
交易的字节大小是大于或等于100的。
交易中的签名数量应小于签名操作数量上限。
解锁脚本（Sig）只能够将数字压入栈中，并且锁定脚本（Pubkey）必须要符合isStandard的格式 （该格式将会拒绝非标准交易）。
池中或位于主分支区块中的一个匹配交易必须是存在的。
对于每一个输入，如果引用的输出存在于池中任何的交易，该交易将被拒绝。
对于每一个输入，在主分支和交易池中寻找引用的输出交易。如果输出交易缺少任何一个输入，该交易将成为一个孤立的交易。如果与其匹配的交易还没有出现在池中，那么将被加入到孤立交易池中。
对于每一个输入，如果引用的输出交易是一个coinbase输出，该输入必须至少获得COINBASE_MATURITY (100)个确认。
对于每一个输入，引用的输出是必须存在的，并且没有被花费。
使用引用的输出交易获得输入值，并检查每一个输入值和总值是否在规定值的范围内 （小于2100万个币，大于0）。
如果输入值的总和小于输出值的总和，交易将被中止。
如果交易费用太低以至于无法进入一个空的区块，交易将被拒绝。
每一个输入的解锁脚本必须依据相应输出的锁定脚本来验证。
以下挖矿节点取名为 A挖矿节点
挖矿节点时刻监听着传播到比特币网络的新区块。而这些新加入的区块对挖矿节点有着特殊的意义。矿工间的竞争以新区块的传播而结束，如同宣布谁是最后的赢家。对于矿工们来说，获得一个新区块意味着某个参与者赢了，而他们则输了这场竞争。然而，一轮竞争的结束也代表着下一轮竞争的开始。
验证交易后，比特币节点会将这些交易添加到自己的内存池中。内存池也称作交易池，用来暂存尚未被加入到区块的交易记录。
A节点需要为内存池中的每笔交易分配一个优先级，并选择较高优先级的交易记录来构建候选区块。
一个交易想要成为“较高优先级”，需满足的条件：优先值大于57,600,000，这个值的生成依赖于3个参数：一个比特币（即1亿聪），年龄为一天（144个区块），交易的大小为250个字节：
High Priority > 100,000,000 satoshis * 144 blocks / 250 bytes = 57,600,000
区块中用来存储交易的前50K字节是保留给较高优先级交易的。 节点在填充这50K字节的时候，会优先考虑这些最高优先级的交易，不管它们是否包含了矿工费。这种机制使得高优先级交易即便是零矿工费，也可以优先被处理。
然后，A挖矿节点会选出那些包含最小矿工费的交易，并按照“每千字节矿工费”进行排序，优先选择矿工费高的交易来填充剩下的区块。
如区块中仍有剩余空间，A挖矿节点可以选择那些不含矿工费的交易。有些矿工会竭尽全力将那些不含矿工费的交易整合到区块中，而其他矿工也许会选择忽略这些交易。
在区块被填满后，内存池中的剩余交易会成为下一个区块的候选交易。因为这些交易还留在内存池中，所以随着新的区块被加到链上，这些交易输入时所引用UTXO的深度（即交易“块龄”）也会随着变大。由于交易的优先值取决于它交易输入的“块龄”，所以这个交易的优先值也就随之增长了。最后，一个零矿工费交易的优先值就有可能会满足高优先级的门槛，被免费地打包进区块。
UTXO（Unspent Transaction Output） : 每笔交易都有若干交易输入，也就是资金来源，也都有若干笔交易输出，也就是资金去向。一般来说，每一笔交易都要花费（spend）一笔输入，产生一笔输出，而其所产生的输出，就是“未花费过的交易输出”，也就是 UTXO。
块龄：UTXO的“块龄”是自该UTXO被记录到区块链为止所经历过的区块数，即这个UTXO在区块链中的深度。
区块中的第一笔交易是笔特殊交易，称为创币交易或者coinbase交易。这个交易是由挖矿节点构造并用来奖励矿工们所做的贡献的。假设此时一个区块的奖励是25比特币，A挖矿的节点会创建“向A的地址支付25.1个比特币(包含矿工费0.1个比特币)”这样一个交易，把生成交易的奖励发送到自己的钱包。A挖出区块获得的奖励金额是coinbase奖励（25个全新的比特币）和区块中全部交易矿工费的总和。
A节点已经构建了一个候选区块，那么就轮到A的矿机对这个新区块进行“挖掘”，求解工作量证明算法以使这个区块有效。比特币挖矿过程使用的是SHA256哈希函数。
用最简单的术语来说， 挖矿节点不断重复进行尝试，直到它找到的随机调整数使得产生的哈希值低于某个特定的目标。 哈希函数的结果无法提前得知，也没有能得到一个特定哈希值的模式。举个例子，你一个人在屋里打台球，白球从A点到达B点，但是一个人推门进来看到白球在B点，却无论如何是不知道如何从A到B的。哈希函数的这个特性意味着：得到哈希值的唯一方法是不断的尝试，每次随机修改输入，直到出现适当的哈希值。
需要以下参数
• block的版本 version
• 上一个block的hash值: prev_hash
• 需要写入的交易记录的hash树的值: merkle_root
• 更新时间: ntime
• 当前难度: nbits
挖矿的过程就是找到x使得
SHA256(SHA256(version + prev_hash + merkle_root + ntime + nbits + x )) < TARGET
上式的x的范围是0~2^32, TARGET可以根据当前难度求出的。
简单打个比方，想象人们不断扔一对色子以得到小于一个特定点数的游戏。第一局，目标是12。只要你不扔出两个6，你就会赢。然后下一局目标为11。玩家只能扔10或更小的点数才能赢，不过也很简单。假如几局之后目标降低为了5。现在有一半机率以上扔出来的色子加起来点数会超过5，因此无效。随着目标越来越小，要想赢的话，扔色子的次数会指数级的上升。最终当目标为2时（最小可能点数），只有一个人平均扔36次或2%扔的次数中，他才能赢。
如前所述，目标决定了难度，进而影响求解工作量证明算法所需要的时间。那么问题来了：为什么这个难度值是可调整的？由谁来调整？如何调整？
比特币的区块平均每10分钟生成一个。这就是比特币的心跳，是货币发行速率和交易达成速度的基础。不仅是在短期内，而是在几十年内它都必须要保持恒定。在此期间，计算机性能将飞速提升。此外，参与挖矿的人和计算机也会不断变化。为了能让新区块的保持10分钟一个的产生速率，挖矿的难度必须根据这些变化进行调整。事实上，难度是一个动态的参数，会定期调整以达到每10分钟一个新区块的目标。简单地说，难度被设定在，无论挖矿能力如何，新区块产生速率都保持在10分钟一个。
那么，在一个完全去中心化的网络中，这样的调整是如何做到的呢？难度的调整是在每个完整节点中独立自动发生的。每2,016个区块(2周产生的区块)中的所有节点都会调整难度。难度的调整公式是由最新2,016个区块的花费时长与20,160分钟（两周，即这些区块以10分钟一个速率所期望花费的时长）比较得出的。难度是根据实际时长与期望时长的比值进行相应调整的（或变难或变易）。简单来说，如果网络发现区块产生速率比10分钟要快时会增加难度。如果发现比10分钟慢时则降低难度。
为了防止难度的变化过快，每个周期的调整幅度必须小于一个因子（值为4）。如果要调整的幅度大于4倍，则按4倍调整。由于在下一个2,016区块的周期不平衡的情况会继续存在，所以进一步的难度调整会在下一周期进行。因此平衡哈希计算能力和难度的巨大差异有可能需要花费几个2,016区块周期才会完成。
举个例子，当前A节点在挖277,316个区块，A挖矿节点一旦完成计算，立刻将这个区块发给它的所有相邻节点。这些节点在接收并验证这个新区块后，也会继续传播此区块。当这个新区块在网络中扩散时，每个节点都会将它作为第277,316个区块(父区块为277,315)加到自身节点的区块链副本中。当挖矿节点收到并验证了这个新区块后，它们会放弃之前对构建这个相同高度区块的计算，并立即开始计算区块链中下一个区块的工作。
比特币共识机制的第三步是通过网络中的每个节点独立校验每个新区块。当新区块在网络中传播时，每一个节点在将它转发到其节点之前，会进行一系列的测试去验证它。这确保了只有有效的区块会在网络中传播。
每一个节点对每一个新区块的独立校验，确保了矿工无法欺诈。在前面的章节中，我们看到了矿工们如何去记录一笔交易，以获得在此区块中创造的新比特币和交易费。为什么矿工不为他们自己记录一笔交易去获得数以千计的比特币？这是因为每一个节点根据相同的规则对区块进行校验。一个无效的coinbase交易将使整个区块无效，这将导致该区块被拒绝，因此，该交易就不会成为总账的一部分。
比特币去中心化的共识机制的最后一步是将区块集合至有最大工作量证明的链中。一旦一个节点验证了一个新的区块，它将尝试将新的区块连接到到现存的区块链，将它们组装起来。
节点维护三种区块：
· 第一种是连接到主链上的，
· 第二种是从主链上产生分支的（备用链），
· 第三种是在已知链中没有找到已知父区块的。
有时候，新区块所延长的区块链并不是主链，这一点我们将在下面“ 区块链分叉”中看到。
如果节点收到了一个有效的区块，而在现有的区块链中却未找到它的父区块，那么这个区块被认为是“孤块”。孤块会被保存在孤块池中，直到它们的父区块被节点收到。一旦收到了父区块并且将其连接到现有区块链上，节点就会将孤块从孤块池中取出，并且连接到它的父区块，让它作为区块链的一部分。当两个区块在很短的时间间隔内被挖出来，节点有可能会以相反的顺序接收到它们，这个时候孤块现象就会出现。
选择了最大难度的区块链后，所有的节点最终在全网范围内达成共识。随着更多的工作量证明被添加到链中，链的暂时性差异最终会得到解决。挖矿节点通过“投票”来选择它们想要延长的区块链，当它们挖出一个新块并且延长了一个链，新块本身就代表它们的投票。
因为区块链是去中心化的数据结构，所以不同副本之间不能总是保持一致。区块有可能在不同时间到达不同节点，导致节点有不同的区块链视角。解决的办法是， 每一个节点总是选择并尝试延长代表累计了最大工作量证明的区块链，也就是最长的或最大累计难度的链。
当有两个候选区块同时想要延长最长区块链时，分叉事件就会发生。正常情况下，分叉发生在两名矿工在较短的时间内，各自都算得了工作量证明解的时候。两个矿工在各自的候选区块一发现解，便立即传播自己的“获胜”区块到网络中，先是传播给邻近的节点而后传播到整个网络。每个收到有效区块的节点都会将其并入并延长区块链。如果该节点在随后又收到了另一个候选区块，而这个区块又拥有同样父区块，那么节点会将这个区块连接到候选链上。其结果是，一些节点收到了一个候选区块，而另一些节点收到了另一个候选区块，这时两个不同版本的区块链就出现了。
分叉之前
分叉开始
我们看到两个矿工几乎同时挖到了两个不同的区块。为了便于跟踪这个分叉事件，我们设定有一个被标记为红色的、来自加拿大的区块，还有一个被标记为绿色的、来自澳大利亚的区块。
假设有这样一种情况，一个在加拿大的矿工发现了“红色”区块的工作量证明解，在“蓝色”的父区块上延长了块链。几乎同一时刻，一个澳大利亚的矿工找到了“绿色”区块的解，也延长了“蓝色”区块。那么现在我们就有了两个区块：一个是源于加拿大的“红色”区块；另一个是源于澳大利亚的“绿色”。这两个区块都是有效的，均包含有效的工作量证明解并延长同一个父区块。这个两个区块可能包含了几乎相同的交易，只是在交易的排序上有些许不同。
比特币网络中邻近（网络拓扑上的邻近，而非地理上的）加拿大的节点会首先收到“红色”区块，并建立一个最大累计难度的区块，“红色”区块为这个链的最后一个区块（蓝色-红色），同时忽略晚一些到达的“绿色”区块。相比之下，离澳大利亚更近的节点会判定“绿色”区块胜出，并以它为最后一个区块来延长区块链（蓝色-绿色），忽略晚几秒到达的“红色”区块。那些首先收到“红色”区块的节点，会即刻以这个区块为父区块来产生新的候选区块，并尝试寻找这个候选区块的工作量证明解。同样地，接受“绿色”区块的节点会以这个区块为链的顶点开始生成新块，延长这个链。
分叉问题几乎总是在一个区块内就被解决了。网络中的一部分算力专注于“红色”区块为父区块，在其之上建立新的区块；另一部分算力则专注在“绿色”区块上。即便算力在这两个阵营中平均分配，也总有一个阵营抢在另一个阵营前发现工作量证明解并将其传播出去。在这个例子中我们可以打个比方，假如工作在“绿色”区块上的矿工找到了一个“粉色”区块延长了区块链(蓝色-绿色-粉色)，他们会立刻传播这个新区块，整个网络会都会认为这个区块是有效的，如上图所示。
所有在上一轮选择“绿色”区块为胜出者的节点会直接将这条链延长一个区块。然而，那些选择“红色”区块为胜出者的节点现在会看到两个链： “蓝色-绿色-粉色”和“蓝色-红色”。 如上图所示，这些节点会根据结果将 “蓝色-绿色-粉色” 这条链设置为主链，将 “蓝色-红色” 这条链设置为备用链。 这些节点接纳了新的更长的链，被迫改变了原有对区块链的观点，这就叫做链的重新共识 。因为“红”区块做为父区块已经不在最长链上，导致了他们的候选区块已经成为了“孤块”，所以现在任何原本想要在“蓝色-红色”链上延长区块链的矿工都会停下来。全网将 “蓝色-绿色-粉色” 这条链识别为主链，“粉色”区块为这条链的最后一个区块。全部矿工立刻将他们产生的候选区块的父区块切换为“粉色”，来延长“蓝色-绿色-粉色”这条链。
从理论上来说，两个区块的分叉是有可能的，这种情况发生在因先前分叉而相互对立起来的矿工，又几乎同时发现了两个不同区块的解。然而，这种情况发生的几率是很低的。单区块分叉每周都会发生，而双块分叉则非常罕见。
比特币将区块间隔设计为10分钟，是在更快速的交易确认和更低的分叉概率间作出的妥协。更短的区块产生间隔会让交易清算更快地完成，也会导致更加频繁地区块链分叉。与之相对地，更长的间隔会减少分叉数量，却会导致更长的清算时间。
❸ 涓涓姣旂壒甯佽佹寲澶氫箙
涓涓姣旂壒甯佽佹寲澶氫箙?
鎹鎴戜簡瑙ｏ細
1. 姣旂壒甯佹寲鎺橀熷害鍙楃熆鏈烘ц兘銆佹寲鐭块毦搴﹀拰缃戠粶甯﹀藉奖鍝嶃
2. 褰撳墠锛岄珮鎬ц兘鐭挎満绾﹂渶10鍒嗛挓鎸栨帢涓涓姣旂壒甯併
3. 鎸栫熆闅惧害涓嶆柇涓婂崌锛屾寲鎺樻椂闂村彲鑳介殢涔嬪炲姞銆
❹ 比特币矿机运算的是什么
从用户的角度来看，比特币就是一个手机应用或电脑程序，可以提供一个个人比特币钱包，用户可以用它支付和接收比特币。这就是比特币对于大多数用户的运作原理。
在幕后，整个比特币网络共享一个称作“块链”的公共总帐。这份总帐包含了每一笔处理过的交易，使得用户的电脑可以核实每一笔交易的有效性。每一笔交易的真实性由发送地址对应的电子签名保护，这使得用户能够完全掌控从他们自己的比特币地址转出的比特币。另外，任何人都可以利用专门硬件的计算能力来处理交易并为此获得比特币奖励。这一服务经常被称作“挖矿”。
比特币挖矿经历了三个发展阶段，在比特币刚刚诞生时，比特币的价格很低，大家只是把比特币当做一种游戏，使用自己普通的电脑进行挖矿，但在2012年随着比特币价格的上升，人们发现显卡挖矿速度较快，因此，人们开始购买大量显卡组装到一起进行挖矿，俗称“烧显卡”；第三阶段，就是大家熟知的ASIC矿机挖矿，自从阿瓦隆生产出世界上第一台ASIC比特币矿机，比特币挖矿就彻底的被颠覆了，挖矿成为了一个特别专业的事情。
❺ 比特币矿机比“天河二号”超算还快专用芯片有多强
之前回答一个问题，做了一点计算和分析，所得到的结果颇为出人意料：当进行SHA-256哈希运算（比特币矿机所擅长的计算）时，一台普通的神马M20矿机就能比“天河二号”还快了，更不用说更先进的矿机，如蚂蚁S19/S19 Pro。
一台矿机竟然比超算还快？或者说，一台超算（当前世界排名第四）在进行某些运算时还不如一台普通的矿机？
是这样的。
首先要说，这二者其实没有多少可比性。一个专用、一个通用；一个微小、一个庞大。
所以，只能对比这两者的SHA-256哈希运算速度了：
所以，是的，一台一万多元的矿机，在进行特定哈希运算时，速度比一台数亿元的超级计算机还快！
那么，矿机为什么能这么快呢？
矿机的结构并不复杂，能算这么快，靠的是大量的专用芯片。
比如蚂蚁S19 Pro使用了大量的自研芯片 BM1398运算芯片。一台矿机有三块算法板，每块算法板上安装了114颗运算芯片。一台矿机就有342颗芯片并行提供算力。
BM1398芯片是采用台积电7纳米工艺生产的，由于该芯片的架构和数据保密，我们只好用一些开源信息来进行估算。
github上有一个开源的SHA-256哈希运算模块，提供Verilog源代码，当使用40纳米工艺实现时，此模块可以达到250MH/s（和一颗8核的至强芯片差的不多了），而所占用的面积只有0.0142平方毫米。如果在一颗芯片中排布100个SHA-256运算模块，面积还不到2平方毫米，而性能已经达到了25GH/s（没有计算连接、总线等面积开销）。而这仅仅是40纳米工艺而已。
举这个例子是想说明：芯片中真正用于计算的部分很少，绝大多数资源都消耗到了调度、管理等辅助功能上。
当我们所用的功能清晰、明确时，就可以使用专用芯片极大的提高运算速度。比如各种数字币挖矿（大量的哈希运算），比如4G和5G通信（大量的卷积运算），比如人工智能（大量的卷积运算）
专用芯片的性能往往超过我们的想象，而我们芯片的发展，也完全可以利用这一点。如果能降低芯片的流片成本，也未必不能复制PCB（印刷电路板）的发展历程。要知道，现在全球的PCB设计和生产，中国都占了一大半的份额，又有谁有本事卡脖子呢？
❻ 一文了解以太坊挖矿算法及算力规模2020-09-09
以太坊网络中，想要获得以太坊，也要通过挖矿来实现。当前以太坊也是采用POW共识机制，但是与比特币的POW挖矿有点不一样，以太坊挖矿难度是可以调节的。以太坊系统有一个特殊的公式用来计算之后的每个块的难度。如果某个区块比前一个区块验证的更快，以太坊协议就会增加区块的难度。通过调整区块难度，就可以调整验证区块所需的时间。
以太坊采用的是Ethash 加密算法，在挖矿的过程中，需要读取内存并存储 DAG 文件。由于每一次读取内寸的带宽都是有限的，而现有的计算机技术又很难在这个问题上有质的突破，所以无论如何提高计算机的运算效率，内存读取效率仍然不会有很大的改观。因此，从某种意义上来说，以太坊的Ethash加密算法具有“抗ASIC性”。
加密算法的不同，导致了比特币和以太坊的挖矿设备、算力规模差异很大。
目前，比特币挖矿设备主要是专业化程度非常高的ASIC 矿机，单台矿机的算力最高达到了 112T/s（神马M30S++矿机），全网算力的规模达到139.92EH/s。
以太坊的挖矿设备主要是显卡矿机和定制GPU矿机，专业化的ASIC矿机非常少，一方面是因为以太坊挖矿算法的“抗 ASIC 性”提高了研发ASIC矿机的门槛，另一方面是因为以太坊升级到2.0之后共识机制会转型为PoS，矿机无法继续挖。
和ASIC矿机相比，显卡矿机在算力上相差了2个量级。目前，主流的显卡矿机（8卡）算力约为420MH/s，比较领先的定制GPU矿机算力约在500M~750M，以太坊全网算力约为235.39TH/s。
从过去两年的时间维度上看，以太坊的全网算力增长相对缓慢。
以太坊协议规定，难度的动态调整方式是使全网创建新区块的时间间隔为15秒，网络用15秒时间创建区块链，这样一来，因为时间太快，系统的同步性就大大提升，恶意参与者很难在如此短的时间发动51%（也就是半数以上）的算力去修改历史数据。
❼ 能源区块链研究丨比特币挖矿的发展进程
比特币目前还没发展到成长期，但随着比特币挖矿速度开始加快，该行业有望实现大幅增长。
2008年10月，在中本聪发表白皮书详细介绍如何创建新货币体系时，没有人料到在之后不到13年的时间里，比特币的市值能够飙升至8500亿美元。此外，比特币还衍生出了数千种其他类型的加密货币，形成了一整个金融服务行业，并发展成为一种新的资产类别，彻底改变了我们所熟知的货币类型。
我们公司已从事比特币挖矿活动七年了，并推动了该行业的发展和适应。下面我们将介绍一些鲜为人知的比特币挖矿发展过程以及对该行业有重大影响的一些趋势。
比特币挖矿的产生
比特币是一种去中心化货币体系，其作用类似于黄金，是一种拥有价值储藏手段的有限商品。这意味着比特币的供应有限，目前仅存2100万个比特币，这使得其不易受通货膨胀影响。想要使用比特币的人们无需受有权改变其价值或决定用户使用权的政府监督。
那么，比特币本身从何而来呢？与黄金一样，比特币必须经过挖掘才能获得，但不是用镐和铁锹，而是用计算机进行挖掘。
比特币以区块链技术为基础。世界各地的矿工们竞相解一种算法，为的是可以在区块链中添加一个区块。率先解出该算法的人可以获得该区块的交易费用和新币发行的固定奖励（目前是每个区块获得6.25个比特币），而这会增加比特币的流通量。
最初创建比特币时，挖矿非常容易，矿工们在厨房就可利用配备标准中央处理器的笔记本电脑进行挖矿。但随着越来越多矿工的加入，解算法这一竞争愈发激烈，这也意味着矿工们需要更强的数据处理能力和更新的硬件设备。为了有效运行更强大的计算机，电费价格开始受到重视。很快，由于挖矿竞争过于激烈，个体挖矿便不再具有盈利性。
价值数十亿美元行业的诞生
要想盈利，就必须扩大挖矿业务的规模。目前，市场上出现了新的挖矿专用硬件，矿工们也在拖车和仓库中安装了矿机，以便拥有数千台矿机的大型矿场全天候解决算法问题。大规模矿场的运营包括布局和设计、能源、软件管理以及硬件更新，在这些运营需求的推动下，比特币挖矿迅速发展为一个价值数十亿美元的行业。
方舟投资（ARK Invest）的报告显示，支持生态系统的硬件成本约为72亿美元，此外，该报告称，“自比特币专用硬件2013年面世以来，我们认为已有数十亿美元用于设计、生产和流片，这也衍生出了一个专门制造这种强大而又专业硬件的行业。
比特币挖矿虽然操作复杂，但是利润颇丰。方舟投资预计，矿工们可以获得150亿美元的收入，这些收入来自交易费用和比特币固定奖励。
竞争催生新硬件
比特币挖矿的竞争不断加剧，但由于比特币是一种有限商品，所以挖矿的竞争也是有限的。这意味着挖矿运算需要尽可能以高性能保持高速运行，如此才能获得奖励。
由于比特币挖矿日益激烈的竞争提高了对计算能力的要求，所以挖矿竞争也就变成了显卡竞争，而显卡是 游戏 玩家通常在高端 游戏 中才会使用的硬件。后来，专用集成电路逐渐取代了显卡，这是专门用于挖掘加密货币的一种硬件，是比特币挖矿中速度最快、效率最高的硬件，目前仅在挖矿中使用。
但硬件依赖于芯片，虽然目前芯片技术不断加速发展，但芯片还是供不应求。这意味着挖矿运算需要提前规划升级，而且必要的硬件经常售罄，比如比特大陆最近正面临短缺。
新技术最有望实现盈利
同样，比特币挖矿需要跟上技术发展的步伐，能使挖矿硬件更大、更好、更快，因为一旦效率滞后就会造成盈利受损。如今，技术不断超越创新，因此挖矿不仅需要跟上购买新硬件的步伐，还需要迅速安装新硬件。这是因为时间至关重要，即使只延迟几天都会造成严重损失，所以许多挖矿作业（比如我们公司的挖矿）都租用了波音747s以减少运输时间。
西方矿工人数增加
长期以来，全球超过一半的挖矿能源来自中国，主要原因是在中国设立工厂的成本更低，运输速度更快。但随着中国加大对比特币挖矿的打击力度，这些优势正在消亡。据《连线》杂志报道，“比特币挖矿的地理分布可能正在发生变化，”该业务或转向北美、欧洲和拉美等地。矿工们也计划在北欧国家、加拿大和美国等地寻找挖矿地点，这些地方拥有大量廉价的可持续能源，如风能、太阳能和水能等。
比特币的未来
尽管比特币最近出现了许多波动（这并不新鲜），但是比特币的未来是光明的，其价值将继续上涨，并且会吸引新的投资者。随着越来越多的人们开始了解比特币，了解其来源和挖矿方式，人们还将从比特币中发现更多价值。