【百科】挖矿机的前世今生

从去年高峰时期的2万元抢不到，跌到现在7000元竟然无人问津。有这样一个故事在行业里流传：曾经有一位老板屯货8000台阿瓦隆矿机，现如今单台亏损超1万元，负债累累。

2018年2月，虚拟货币纷纷遭遇滑铁卢，比特币一度跌破6000美元，较2017年12月高点跌去近70%，一场“寒潮”席卷币圈，矿机市场也受到重创。

一方面，最新的7nm技术有待推广，另一方面全网算力提升导致部分矿主陆续退出挖矿事业，那么作为“铸币”工具的矿机未来何去何从？

耳朵财经旗下分析品牌TokenData，对矿机行业的发展脉络进行梳理，呈上这篇报告，告诉你为什么个人投资者买矿机就是赔钱，矿机是巨头的游戏。

矿机的前世今生

矿机的发展主要经历过这么几个重要的时间节点：

最初，中本聪通过传统的CPU挖出了创世区块的第一枚比特币，证明了这种机制和系统是可行的。这在比特币的历史上具有划时代的意义，也是挖矿产业的起始。

·1.0版本的比特币带来了比特币核心客户端及钱包。这时bitcointalk论坛的用户Artforz，发现GPU似乎比CPU挖矿更具有潜力，使得比特币社区将GPU的挖矿代码进行开源，由社区的爱好者进行开发和优化GPU挖矿算法，开启了显卡挖矿的时代。

·经过一段时间的摸索中，矿工们发现进行集中挖矿的效率可能会更高，Slushs Pool是早期的合作挖矿项目代表之一，他们致力于整合行业的矿业资源，从而最大化矿工的收益，矿池的雏形开始成型。

·矿池时代带来了算力集中化问题，比如Ghash.io和BTCguild，算力已经接近到全网的50%，最后只能通过疏散矿工的紧急方案来防止51%算力的集中风险。

随着规模化的矿池逐渐成熟，人们发现通过研发ASIC芯片矿机挖矿，或许可以极大的提升效率、增加收益，但这导致了算力逐年飙升的结果，全网难度成几何上涨态势，个人挖矿的空间进一步被压缩。 

矿机的品类和历史

我们统计了目前市面上主要的数字货币挖矿硬件、厂商、和挖矿模式，如下图：

可以清晰地看到，目前主要的挖矿设备有三种模式分为GPU显示芯片挖矿、ASIC芯片挖矿、CDN共享挖矿模式。

2.1 GPU芯片挖矿模式

在挖矿产业的前期，GPU挖矿是一种主流的模式，大多数个人矿工利用自己电脑闲置的显卡挖矿。近乎于零成本的投入，只需消耗一定的电力，这种挖矿的模式也比较浪费资源，在挖矿进行中，你的电脑基本不能进行任何操作，相当于电脑的每个部件都被征用使其除了挖矿外不能做其他事情，有很大的局限性。

在这种挖矿模式下，电费在GPU挖矿中占据了近20%的收益，成本很高，在去年12月的时候，GPU矿机回收成本时间为1-2个月，现在的回收周期最快也要近7个月，收益大大不如从前。

2.2 ASIC芯片挖矿模式

ASIC的挖矿模式初期只支持比特币一种，但后期在芯片生产商的研发和研究下，针对破解各类加密货币挖矿算法，逐渐开发出了其他类型的矿机，甚至开发出了可用于挖掘ETH的专有矿机，打破了ETH类代币挖矿的GPU垄断情况。

对传统芯片制造的厂商造成了一定冲击，因为ASIC的算力在相同能耗上是目前GPU算力的几倍之多。对此Susquehanna也下调了Nvida和Amd这季度的目标股票价格预期，因为GPU芯片分别占这两家公司销量的10%、20%。

目前，从矿机的品种和类目来看，比特大陆、蚂蚁矿机基本垄断了ASIC的大部分份额，比特币矿机市场占有率66.6%，虽然阿瓦隆只有一种比特币矿机，但是其目前的市场占有率达到20.9%也是证明其技术的成熟。

                                                                            （数据来源BTC.COM）

值得注意的是，在全网算力分布中，比特大陆旗下两大矿池BTC.com和AntPool占据半壁江山，这两大矿池排行算力排行前两位，占比40.93%，距离51%算力的算力攻击理论标准只有一步之遥，需要警惕。

此外，矿池算力达到E/S级别的一共有8家，排名第三的是老牌矿池SlushPoo，依然有很深的底蕴。在剩下的矿池中有两家值得注意，分别是BTCC和Huobi.poo，其背后还有一重交易所的身份，所挖取的Token可以直接变现。

目前主流挖矿的劳动力就是上述这些矿池，然后矿池再用富裕的算力出售给希望体验挖矿的投资者，也就所谓的的"云算力"产品，这种产品一般会收取投资者一定的手续费、电费、管理费等费用，远程进行挖矿作业，算是变相减少了矿池的日用维护成本。

但对投资者来说，固定算力的价值必然是持续贬值的，前景并不长久。

2.3 CDN共享挖矿模式。

去年9·4之后，国内也冒出几家"CDN共享挖矿"的概念公司，包括迅雷推出的玩客云、暴风影音推出的播酷云，以及和极路由合作ACT都是基于流量分享的概念。这类矿机的特点是能耗较小，空间占用小，可以在不影响生活的情况下可以在家使用，并且附带一些路由器和机顶盒的功能。

此类模式的特点是，推出初期大家可以赚到钱，但后期随着人数的增加，收益将下跌。

从矿机的核心组看趋势

矿机最重要的组成配件就是芯片，芯片决定了矿机产业的生产力，目前矿机芯片技术的增速越来越快。个人玩家在被ASIC和GPU挖矿抛弃后，又盼来了CDN挖矿。

3.1  GPU矿机

GPU矿机一般为显卡搭建而成，其核心配件为定制的挖矿主板搭载6至12块显卡进行交火（在PC电脑中大两块显卡共同工作的模式）。标配一个大功率的1200w-2000w左右电源，同时需要配备一块64G以上的固态硬盘进行快速的数据交互，以及一个稳定的网络模块来保证网络的通畅。

在去年的以太坊热潮中，销量最火爆的产品是AMD公司推出RX470和RX570，完爆Nvida公司同级别的GTX1060。在数据中这两种显卡的回本天数分别为209天和214天，是回收成本周期最快的两款产品。排名前5的产品中,AMD占了4个席位，因为AMD显卡的算法比较适用于Ethash。

3.2  ASIC矿机

发展到现在，个人投资者已经不适合ASIC矿机挖矿，行业"三高"（高分呗噪音；高热量；高电力需求）已经迫使挖矿由个体向矿场集中挖矿转型。

ASIC矿机主要核心是ASIC运算芯片，数量为几百枚不等，芯片主要功能是用于固定算法的重复记算，相比于通用计算的CPU效率高出很多。在组件矿场的过程中，需要远离居民且空旷的空间，提供稳定的电力供应和自动化的操作程序以及稳定的冷却系统，哪一环都是必不可缺的部分。

ASIC芯片已经从最初的110nm发展到现在的16nm芯片，在去年的时候，日本GMO公司率先发出消息，将在2018年批量生产7nm制程的ASIC芯片，这是目前通用CPU处理器所达不到的技术层次，如果设备投产将对之前生产的矿机和算力分部造成很大的冲击。

3.3 CDN矿机

CDN矿机类似于路由器和机顶盒，它和上面两种矿机最大的区别不是依靠工作量证明POW，并不需要进行大量运算，而是通过分享带宽和流量的方式来进行奖励。玩客云是第一批吃螃蟹的产品，它运用了节点流量共享和区块链的分布式记账的技术，设备的能耗相比于传统POW的矿机而言大大减少。

玩客云所产出奖励被称为玩客币，产品发布初期价值仅仅0.1元，在10月到11月的这段时间里，玩客币用了40天达到8元/个价格，涨幅80倍，后因种种原因更名为“链克”却再也没有重现辉煌。

 矿机的窘境：算力、收益掣肘

数字货币的挖矿行业其中最重要的就是算力，随着全网算力的不断提升，挖矿的难度也会进一步提升，人数增加导致收益降低。下图为比特币的挖矿难度情况和全网算力情况：

                                                                                     （数据来源BTC.COM）

自2009年到2015年末，比特币的挖矿的难度基本处于缓速增长的水平，当时的全网难度为0.1T左右，矿机的发展和社群的规模都还很小众，从2016年开始至今，增速大幅度提升。

这个时期，比特币的概念已经人人皆知，新的掘金者仿佛看到商机，尝试加入到挖矿产业的热潮中。比特大陆最新型的16nm矿机也在同期出世，新技术带来了大量的算力提升，随着16nm矿机持续生产投入使用，算力将进一步提升，难度也会达到一个新的高点。

比特币的算力变化和收益情况也是大家所关心的焦点，如下图所示：

随着哈希算力的不断上升，比特币的收益一直处于下降态势，按现在的比特币现价8297USD来计算，比特币最开始的时候每T算力每天可以收益约48万美元，全网算力为1.5531G。而现在每T算力每天可以收益约0.574美元，全网算力约为29.4e。

在比特币的区块链中，每10分钟可以产出12.5个比特币，这么算下来一天的总产量约是1800枚。挖矿可以理解为这全网算力每天争夺1800枚比特币生产权的行为。

在这里我们可以预测，当新一代7nm矿机大量投入使用，算力将会直线上升，每T算力的收入将会进一步下降，这个市场将变成大玩家的Game，小玩家和个人玩家会被完全淘汰。

逆潮流现象：抗ASIC化和硬分叉

这是一个题外话，但是需要注意。矿机的发展离不开ASIC的技术革新，现在数字货币的ASIC化已经是一种趋势，但是有的项目和社群并不希望被这类高算力设备洗牌，形成了抗ASIC化的一派，他们通过硬分叉的方法来规避ASIC的风险。

比特币通过ASIC挖矿淘汰了大部分的入场玩家，而这部分玩家又加入到以太坊GPU挖矿的淘金中，因此以太坊的Ethash算法一度被社群认为是一种安全可靠可以抵抗ASIC的一种算法。Ethash算法的特点是加入了内存的需求，这被称为memory-hard，所以在挖矿中所采用的显卡芯片显存不可以低于4G，不然无法进行正常运算的。而内存的高成本也使得矿机制造商进入这个领域需要投入大量的资金。

但是，由于以太坊的持续升值，第一种基于Ethash算法的ASIC矿机也被研发出来。这招致以太坊社区的强烈反响，有人提议以太坊进行硬分叉，从而避免矿机被ASIC化，维持目前健康可持续的发展。但其实V神早在之前就规划了以太坊的转型，共识机制从POW（工作量证明）转向POS（权益证明）的机制，从而彻底杜绝数字货币挖矿对自己链上生态的不良影响。

此外，莱特币、门罗币也有类似的考量。

莱特币通过发布Scrypt算法来抵抗ASIC芯片制造的门槛，单因为其之前市值一直处于比较低的水平。但由于2013年莱特币曾一度被拉升到380元，同期莱特币矿机随即就被开发出来，可见，ASIC技术早已经成熟，只是因为成本利润问题而没有投产。

在去年牛市中，门罗币涨幅巨大，曾有人公开透露，有矿机制造商小批量的制造门罗矿机秘密挖矿，采集了数量不菲的门罗币，随后官方采取了硬分叉的措施，改变了挖矿算法，同期门罗币的全网算力下降近80%，个人收益又回归到正常的水平。

因此，就目前来看，所有潜在的数字货币都存在被ASIC化的风险，只要Token的市值增长到矿机生产商可以预期盈利的水平，就会生产出对应的ASIC矿机。

目前最理想的应对方法只有不断的更新算法，进行硬分叉。但是这样也会出现问题，会因此出现多种分叉币例如：门罗币经典(Monero Classic);门罗币原始(Monero Original); 门罗币V(Monero V); 门罗币0(Monero 0)等等，关键在于，如何处理这些分叉币本身就是一个问题。

 矿机是巨头的游戏

现在整个挖矿产业，基本已经被几大矿机生产商所垄断。

行业的巨头可以轻松的利用现有的资金和技术开发下一代矿机技术，新企业想要入局需要耗费大量的精力和物力去抢占份额，就好比蚂蚁在大象脚下搬运，要时时刻刻注意巨象的践踏而不被生态所淘汰。

这个行业已经慢慢变成巨头的游戏，拥有资源就可以更改规则，几个矿池联合起来可以轻易的达到50%以上的算力，并可以拒绝某些共识和协议的升级。

中本聪最初的去中心化理念？不存在的，最后还是演化为利益集团。但一场针对POW模式的变革已经在酝酿，这一点，V神的以太坊已经走在了前面。

比特币再不进行新共识的革新，或许哪天会因为过于中心化、背离初衷而走向衰退。

（文章来自得得号：耳朵财经，作者：孟江东）