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重温比特币的造富神话:为什么显卡能挖矿?原理是什么?

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最近两年,显卡突然变成了稀缺货,尤其是疫情爆发以来,全球很多半导体产业停工,又加剧了芯片等产能的不足,很多DIY的小伙伴都因为买不着显卡而被迫放弃。

其实,显卡紧缺的另一大原因,是很多比特币玩家大批量地采购显卡用以挖矿。

那什么是挖矿呢?为什么一定要用显卡而不是CPU或者专业的矿机呢?怎么就买不到显卡了呢?接下来就带大家了解一下。

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首先,本文所讲的挖矿,当然不是指拿着铁锹深入地下几百米挖矿石。挖矿的概念最早诞生于2008年10月,一篇发布在网络上署名为中本聪的论文里。在这篇论文的第六小节中,有这么一段描述,翻译过来大概的意思就是“通过消耗CPU的计算时间和电力,以类似于黄金开采商消耗资源的方式,稳定获得一定数量的硬币”。这就是最早电脑挖矿概念的提出。

知道了什么是挖矿以后,更重要的问题就来了,那就是,矿场主们为什么沉迷挖矿?挖矿和显卡有什么关系?

首先回答第一个问题。只要查看一下最近比特币的价格,这个答案就很明显了,还不是为了钱嘛。

在今年的1月8号,比特币的价格突破新高,达到了40636.24美元,换算成人民币大概是26万,再具体一点的话,一个比特币大概能买到47块全新的3080,或者32块二手3080。按照现在每挖出一个区块奖励6.25个比特币来计算,只要你成功挖出一次,那么你就相当于获得了162.5万人民币的奖励。

而另一款比较火的电子货币以太坊,现在的价格已经破万,一块3080每天的净收益大约有77.7元,按现在的显卡行情来算,110天就能回本,只要你能买到130块3080,每天什么事都不用干,就能躺着赚一万。

至于为什么比特币短短几个月跟发了疯一样价格狂飙,问问全球央行们因为疫情放的水就知道了。大量资产不想涌入实体行业,只好炒炒大宗商品之类的东西,而比特币等代币更容易炒作,“韭菜们”一呼百应,从全世界过来搭桥,自然“众人拾柴火焰高”。

但这不是重点,重点是,挖矿和显卡又有什么关系呢?这个原因出在挖矿的过程中。以比特币为例,矿工们搜集被广播的交易信息,然后打包成块,只要成功让这个账单块链接上,就能获得比特币的奖励。

然而所有人都在打包,谁才能获得链接的权力呢?为了解决这个问题,中本聪设置了一道题,只有先算对的人,才能获得链接区块的权力。

这道题是这样的:首先,将前一个账单区块里的所有信息进行一次SHA-256计算。SHA-256,全称为Secure Hash Algorithm-256,它的作用是将任意长度的字符转换成一个256位的哈希值。假如前一个账单区块里的信息是“小A找小B借了500块钱”,那么这句话经过SHA-256计算后得到的哈希值就是一串数,一个长度为64的十六进制字符串。将这个十六进制字符转化成二进制后,刚好256位,然后将获得的哈希值加上新账单区块的基本信息,再加上里面的所有交易记录,最后再加一个随机数,这样组成的新字符串再进行一次SHA-256计算,你就获得了一个包含前面所有信息的新哈希值。

当然,并不是你计算出了这个哈希值,就能获得链接账单区块的权力了。为了调控你算对题目的难度,中本聪规定,只有当这个哈希值的前N位为0的时候,你才算答对题目。由于整个字符串中唯一的变量就是最后的随机数,那么想要计算出正确答案的唯一办法,就是通过暴力穷举,不断地试各种随机数来“凑”出正确答案。

看到这里有的同学可能会问了,算题CPU也能算啊,为什么非要跟显卡过不去呢?问这个问题的同学肯定是嫌CPU的价格太便宜了。

我们先来看一个CPU是怎么设计的。

作为一台计算机的大脑,首先它需要一块很大的存储单元,方便快速存取;为了管控不同硬件以及对不同类型数据的输入和计算,它也需要一个更强大的控制单元、能进行各种复杂类型计算的计算单元。

而GPU不一样,GPU设计出来的时候就是为了计算像素点这种简单、但计算量很大的事情,所以在设计时,将更多的空间留给了运算单元,以便于同时进行大量的计算。

在早期,矿场主们的确是用CPU来挖矿,但他们逐渐发现,挖矿是一种需要大量计算但是并不复杂的过程,因此,更擅长并行运算的GPU自然就把CPU淘汰了。

挖矿产业经过这么多年的发展,自然会有专门的厂商针对挖矿的算法开发对应的高算力矿机,例如最新推出的某款专门用来挖比特币的7纳米ASCI矿机,它的算力达到了惊人的110 TH/s,也就是每秒能进行110万亿次哈希运算。而曾经的神卡 GTX 1080,仅仅只有60 MH/s,两者差距如此明显,为什么显卡矿机还那么有市场呢?

原因无非是以下几种:

首先,矿机针对单一算法的避险能力很差。如果把矿主称为商人,那么挖矿自然是有利可图才会挖。而比特币作为一种另类的投资产品,价格走势比过山车还刺激,年初刚涨到新高,月底就跌破三万,这行情除了赌神敢把家当全压在专业矿机上一把梭哈,更多的人还是会选择使用显卡矿机规避一定的风险,比特币跌了我就挖以太坊,以太坊跌了我就挖莱特币,反正我什么都能挖,哪个行情好就去挖哪个,就算全线暴跌,我显卡还能出售给那些专门等着装机的人回一波血。

第二个原因就是新型币种针对矿机开发对抗性算法。在ASCI矿机算力暴打显卡之后,后续的电子货币开发者已经意识到,随着专业矿机的崛起,那些小型矿场主会越来越难从算力比拼中获利,这无疑提高了挖矿的门槛,对于想要推广电子货币的开发者来说显然不是一个好消息。

为了遏制这种情况,一些新兴的电子货币开发出了内存依赖型算法,例如以太坊的Ethash、莱特币的Scrypt,由于这类算法在计算过程中有大量的内存读取操作,使得这类矿机的算力大小不仅仅取决于运算速度,还取决于内存读取的速度。

而内存制造成本和读取速度,对于显卡矿机或者专业的ASCI矿机来说,并没有什么差别,因此,也就没有多少矿机制造商对推出此类矿机感兴趣了,毕竟矿场主们还不至于傻到花大价钱去购买风险更高、算力提升又不大的矿机。

也正是由于这些原因才导致如今显卡的需求一涨再涨。前段时间刚出的30系游戏本,一台一万多,往常这么贵的笔记本没多少人买,结果上架秒没,矿场主们已经饥不择食到连笔记本都不放过了,要知道,笔记本的30系显卡跟台式机的完全没法比。

其实在我看来,如果把比特币作为一个区块链经济的先驱,它已经证明了区块链技术的迷人之处,但是,它也同时暴露了早期电子货币的种种问题,包括高昂的手续费、对能源的巨大消耗、可被51%算力攻击等等,这些难题在现有的比特币上已经得不到更正,从某种意义上说,比特币的技术使命已经结束了。

很可悲的是,短时间内只要挖矿不赔钱,国内显卡紧缺的状况还会一直持续。

本次分享的实用干货就是这些了,对你有帮助的话请顺手给我【关注】吧,感谢!
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