一图看懂主流矿机：ASIC矿机、GPU矿机、CDN矿机与云矿机对比
金色财经-11月29日讯 伴着比特币价格的不断暴涨，最近不少朋友对比特币挖矿十分感兴趣，挖矿自然少不了矿机。而目前市面上的币种众多，所使用的矿机也有所不同，其中还掺杂了不少专业词汇，所以针对打算入行的新朋友，本文总结一下目前几类主流矿机的相关信息。最开始简单科普一下矿机，矿机就是可以运行挖矿软件的电脑，我们平日所用的家用电脑就可以当矿机，只是为了提高挖矿收益比，矿机会在一般电脑的基础上加以强化的，比如安装了很多块显卡，比如加增ASIC专用芯片等等。现在市面上起码有几百种加密货币，主流的可以流通交易的也有不下20种。这么多的加密货币虽然都基于区块链技术，但不管是为了实现某些功能，还是为了形成差异，都会有所不同，从而导致挖不同的币使用的矿机也有所不同。通常来说，一台矿机只能挖一种或几种币，所以要挖什么比就要买什么型号的矿机。当然也存在全能选手，比如电脑就是，只是好多币种用电脑（CPU+显卡）挖的效率太低，无法盈利。矿机可以有多种分类方式，硬件上可以分为ASIC矿机、GPU矿机、FPGA矿机，以及玩客云那类CDN矿机等等。按照所有权划分，可以分为本地矿机和云矿机。矿机双花：ASIC矿机与GPU矿机首先，比特币（BTC）、以太坊（ETH）、比特币现金（BCH）、莱特币（LTC）、达世币（DASH）等主流币种，普遍采用PoW共识机制，挖矿就是通过贡献算力来维护网络安全、稳定的运行，并由此获得奖励币，所以都需要性能尽可能强大的矿机。但针对不同币种的算法，又细分出两种不同的矿机：ASIC矿机与GPU矿机。中本聪打造比特币的时候，希望比特币是一个去中心化的货币，不仅使用、交易如此，挖矿也应该如此。但是事与愿违，随着比特币等加密货币的价值越来越高，挖矿成为了一个产业，竞争越来越激烈，对挖矿算力的追求越来越高，所以从普通电脑挖矿，进化出了ASIC矿机与GPU矿机。上一次我们金色财经对比特币与其分叉币时做了一张表格总结，其中在挖矿设备这一栏，有些币种使用是ASIC矿机挖矿，有些则用GPU挖矿。划分的依据是什么？从表格中可以发现，用ASIC矿机挖矿的币，算法几乎都为SHA256，而用GPU挖矿的算法则不同，例如BTG的算法是Equihash，BCD的算法是optimized X13。虽然不是绝对，但可以简单的认为，SHA256算法的币，一般都是用ASIC矿机挖。其他算法的币则基本都使用GPU矿机。也有例外，scrypt算法的莱特币以前用GPU矿机挖，但后来scrypt算法也被ASIC芯片攻克，比如蚂蚁矿机L3+，就是用来挖莱特币的ASIC矿机。ASIC矿机，是指采用ASIC芯片作为算力核心的矿机。其中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）。有矿机厂专门为计算比特币的SHA256算法而设计了ASIC芯片，使用它们的矿机就是ASIC矿机。由于ASIC芯片只为特定计算打造，所以效率可以比CPU这种通用计算芯片要高很多。举个例子，当前主流的蚂蚁矿机S9就是ASIC矿机，使用了189片ASIC芯片，算力达到了13.5TH/s，功耗仅为1350W。作为对比，当前电脑显卡旗舰GTX1080Ti挖比特币的算力，就算优化的好基本也不会超过60MH/s。相差了数万倍，非常悬殊。而GPU矿机，是指使用GPU显卡作为算力核心的矿机。诸如以太坊、比特币钻石等加密货币用的是图形算法，所以用显卡计算的速度会最高。相对于ASIC矿机，GPU矿机更被大众熟知，因为说白了它就是一台加强了显卡配置的电脑。GPU矿机的目的是赚钱，所以要追求功耗比与最大收益，所以选择要注重性价比，一般中高端定位的显卡，比如AMD RX560、RX570的功耗比高，是GPU矿机的好选择。而GTX1080Ti、AMD Vega64这样旗舰虽然单卡性能最强，但售价与功耗算下来并不划算。另外，ASIC矿机也有一些比较奇葩的产品，比如烧猫的USB矿机，是个比U盘略微大一些的东东，功耗也只有2.25W，是目前最小的比特币矿机。ASIC矿机与GPU矿机并无优劣之分，只是满足不同币种的挖矿需求而已。而不像某些币在宣传中所说的那样，ASIC矿机会造成算力被高度集中于矿场、矿池，造成不公平的中心化问题。如果这样解释，其实GPU矿机也一样，拥有大量GPU矿机的矿场，不一样存在同样的问题吗？新兴势力：CDN矿机迅雷玩客云的出世，又出现一种新型矿机，这里姑且称之为CDN矿机。CDN矿机与ASIC矿机、GPU矿机外观差异巨大，只是个路由器、电视盒的模样。迅雷玩客云使用了独特的共识机制，并不是通过贡献算力，而是通过贡献网络带宽与存储空间挖矿，所以性能不用那么强，只要一个小盒子即可。除去迅雷玩客云外，目前也有流量矿石的流量宝盒等类似的矿机出现。除去矿机的大小、性能有较大区别外，从环保与对社会的贡献看，CDN矿机都要更有意义，因为ASIC矿机与GPU矿机消耗了大量的电力能源，用如此庞大的电力与算力来维护一个网络有些浪费。而CDN矿机则不同，用户贡献的网络带宽与存储空间直接用于改善网络状况，对社会有益同时电能消耗也比较低。笔者认为，未来加密货币与矿机的发展方向，应该在于降低资源消耗。这也是为什么比以太坊，新分叉出来的LBTC等新币种逐渐脱离纯粹的PoW共识机制，探索PoS等其他共识机制的原因之一。已被历史遗忘：FPGA矿机另外，其实还有一种FPGA矿机，使用FPGA可编程芯片为核心的矿机。简单科普一下FPGA，它就是一个硬件基板，相当于一张白纸，想要实现怎么样的功能就向里面写入怎么样的程序。所相比ASIC这样的特定用途设计的芯片要灵活的多。但是灵活度高了效率也会低，所以FPGA矿机的算力性能并不如ASIC高，所以2012年我国出现一种名西瓜FPGA矿机，并火了大约半年之后，很少再有同类产品出现，基本已被市场遗忘。不过，FPGA虽然在计算SHA256不如ASIC矿机高效，但它可以用于scrypt计算，可以用来挖GPU矿机的币，或许未来还会有重新崛起的一天。区块链与云技术的融合：云矿机最后来说说云矿机，它与前面提到的几种矿机，并不是一个分类层面上的。云矿机是相对于本地挖矿而言的，可以类比网盘与本地硬盘之间的关系。简单的说，你可以没有矿机，而是通过网络远程使用别人的矿机挖矿，可以说是一种云应用，也可以说是一种租赁托管服务。云挖矿服务提供商，提供矿机、网络、运行维护等服务，而用户则只需要支付一定的租用、托管服务费用，决定挖什么加密货币的矿，然后等着收钱就可以了。至于买机器、维护等繁琐的过程则完全不用操心，而且投资可大可小，几千元几万元都可以。云矿机，可以是ASIC矿机、GPU矿机，也可以是前面提到的CDN矿机，只是所用权与使用方式不同，云矿机的所有权并不属于你，而是租用给你的矿机。总结：一图看懂几种主流矿机的区别综上，ASIC矿机、GPU矿机与CDN矿机，是按硬件结构划分的三种矿机，而云矿机则是按其他分类来说的，并不适合放在一起来对比。但为了直观还是将它们做到了一张表格中，希望能给大家一个直观的认识。
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区块链世界里，有些非常有意思的比喻，像挖金子一样“挖”数字货币叫做“挖矿”，挖数字货币的人被称为“矿工”，而用于“挖”数字货币的电脑被称为“矿机”。比特币挖矿原理比特币的区块头，共含6个字段，如下：&　　int32_t nVersion，4字节，版本号，一般固定不变，仅在升级时改变。　　uint256 hashPrevBlock，32字节，前一个区块的区块头哈希，由前一个区块决定。　　uint256 hashMerkleRoot，32字节，包含进区块的所有交易构造的Merkle根，调整区块中的交易次序、增删交易、或修改Coinbase交易时改变。　　uint32_t nTime，4字节，时间戳，后一个区块时间略早于前一个区块是被允许的，但必须在合理的时间区间，一般会直接使用机器当前时间戳。　　uint32_t nBits，4字节，挖矿难度，由全网决定，每2016个区块按算法重新调整。　　uint32_t nNonce，4字节，随机数，提供2^32种取值。即4,294,967,296。&　　其中nVersion、hashPrevBlock、nBits是固定的，其他hashMerkleRoot、nTime、nNonce为可变的。&　　比特币挖矿原理即，不断变更区块头中的可变值，使得对区块头做双重SHA256哈希，结果小于挖矿难度目标值。即：　　SHA256D(BlockHeader) & F(nBits)　其中SHA256D(BlockHeader)即对区块头做双重SHA256哈希，F(nBits)即按nBits计算的难度目标值。&算力的表示&　　1 H/S = 每秒一次运算　　&&&&&&&&1 KH/S = 1000 H/S，即每秒1千次运算　　&&&&&&&&1 MH/S = 1000 KH/S，即每秒100万次运算　　&&&&&&&&1 GH/S = 1000 MH/S，即每秒10亿次运算　　&&&&&&&&1 TH/S = 1000 GH/S，即每秒1万亿次运算　　&&&&&&&&1 PH/S = 1000 TH/S，即每秒1000万亿次运算　　&&&&&&&&1 EH/S = 1000 PH/S，即每秒100万万亿次运算&CPU挖矿原理CPU挖矿，即利用RPC接口setgenerate控制挖矿。　　控制台输入setgenerate true 2，即开始挖矿，后边的数字表示代表的挖矿线程数，当然前提先完成同步数据。　　由于单CPU运算SHA256D算力约为2 MH/S，因此nNonce提供的4字节搜索空间完全够用，即支持4G种取值。&GPU挖矿原理GPU运算SHA256D算力约为200M-1G，nNonce提供4G搜索空间，如果仅调整nNonce取值，可以支持4秒左右。因此可以调整nTime，每调整一次nTime，可以继续挖矿4秒。&　　GPU挖矿使用GETWORK协议，即挖矿程序和节点分离，也即挖矿部件与区块链数据分离。GPU挖矿时代，使用GETWORK协议，使得挖矿程序与节点交互。&　　核心思路为：节点构造区块，将区块头数据交给挖矿程序，挖矿程序遍历nNonce进行挖矿。验证合格交付给节点，节点提取nNonce和nTime验证区块，如果符合要求即向全网广播。遍历结束将调用GETWORK，节点构造新区块，然后重复上述过程。&　　GPU经典挖矿驱动为cgminer，源码为https://github.com/ckolivas/cgminer。&　　GPU挖矿缺陷：GETWORK协议给挖矿程序提供的搜索空间为4G，结束后需再次调用GETWORK RPC接口。矿机出现后，矿机算力已达10 TH/S，继续使用GETWORK协议将频繁调用RPC接口，显然不太合适。因此需转向更高效的getblocktemplate协议。&GPU 挖矿即可以使用显卡进行挖矿，并不是所有的显卡都适合挖矿，GPU 对于算力要求比较高，对于带宽、缓存等都有要求，一般的显卡并不能进行挖矿。ASIC矿机FPGA，Field-Programmable Gate Array，译为现场可编程门阵列。是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。能用FPGA实现各种AISC、DSP和单片机。FPGA作为挖矿硬件，对于ASIC来说属于必然的过度技术。&　　ASIC，Application Specific Integrated Circuits，即专用集成电路。是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。&目前市面上来说，主要有蚂蚁矿机、阿瓦隆矿机、神马矿机 等专业ASIC 矿机。矿池挖矿原理矿工通过getblocktemplate协议与节点交互，或矿池采用stratum协议与矿工交互，即为矿池的两种典型搭建模式。&　　与getwork相比，getblocktemplate协议让矿工自行构造区块，因此使得节点与挖矿完全分离。矿工拿到一系列数据后，开始挖矿：　　&&&&&&&&1、构建coinbase交易。　　&&&&&&&&2、coinbase交易放在交易列表之前，构建hashMerkleRoot。因coinbase、以及交易次序均可调整，因此hashMerkleRoot空间可以认为无限大。因此getblocktemplate协议也使矿工获得了巨大的搜索空间。　　&&&&&&&& & & & &3、构建区块头。　　&&&&&&&&4、挖矿，即矿工可以在nNonce、nTime、hashMerkleRoot提供的搜索空间中涉及任意的挖矿策略。　　&&&&&&&&5、上交数据，如果挖矿成功即提交给节点，由节点验证并广播。&　　getblocktemplate协议的问题：　　&&&&&&&&1、矿工通过HTTP方式调用RPC接口向节点申请挖矿数据，因此网络中最新区块变动无法告知矿工，造成算力浪费。　　&&&&&&&&2、每次调用getblocktemplate，节点都会返回1.5M左右数据，因频繁交互将因此增加大量成本。　　Stratum协议将解决上述问题。&Stratum协议Stratum协议，采用主动分配任务的方式，也即矿池任何时候都可以给矿工分派任务。对于矿工，如收到新任务，将无条件转向新任务。另外矿工也可以向矿池申请新任务。&　　最核心问题为，如何使得矿工获得更大的搜索空间。如果仅矿工仅可改变nNonce和nTime，交互数据少但搜索空间不足。如果允许矿工构造coinbase，搜索空间大但代价是需要将所有交易交给矿工，因此对矿池带宽要求较高。&　　Stratum协议巧妙解决了这个问题。即：基于Merkler树的原理，无需将全部交易发给矿工，只需将构造hashMerkleroot所需的少数几个节点交给矿工即可。同时将构造coinbase所需信息交给矿工，矿工可基于少数信息构造hashMerkleroot。照此方式，如果包含N笔交易，仅需将log2(N)个hash值交给矿工。因此可大大降低交互的数据量。&　　矿池的核心即给矿工分派任务，统计工作量并分发收益。矿池可以将区块难度分成更小的任务发给矿工，矿工完成任务提交矿池。如果全网区块难度要求前70位为0，那么矿池可以给矿工分派难度为前30位0的任务，矿池再判断是否碰巧前70位都为0。&　　几个开源矿池：　　PHP-MPOS：https://github.com/MPOS/php-mpos　　node-open-mining-portal：https://github.com/zone117x/node-open-mining-portal　　Powerpool：https://github.com/sigwo/powerpool&总体来说，CPU 矿机以及ASIC 矿机只能针对性的挖某一两种币，GPU 矿机可以挖多种币，搭配不同的程序就可以挖不同的币，不过GPU 矿机一般来说与同一种币的ASIC 矿机相比，效率没有它高，可以说各有优劣。有什么问题，欢迎在下面补充。
本文禁止转载或摘编目前市面上的分为矿机和矿机，矿机又叫专业矿机，所能挖到的虚拟币只有BTC/BCC、LTC、DASH这几种，而矿机可以挖的币就比较多了，除了主流的ETH/ETC以外，其他的山寨币种基本都是用矿机来挖的。
为什么ETH/ETC不能使用矿机来挖？
很多人可能都有这样的疑问，为什么目前主流的虚拟币里面只有ETH/ETC不能使用矿机来挖，而其他几种都可以。其主要原因是因为ETH与BTC的算法不同所造成的，ETH算力越高，显存占用越大，要求的速度也就越快。而高速MC只有AMD、NV这样的大技术公司私有IP，也就是说ETH矿机的设计难度要比BTC高得多。
什么是显卡矿机？
所谓的显卡矿机也就是我们上文中提到的GPU挖矿，是通过显卡中的GPU来处理数据的。
GPU与CPU的区别是什么？
要想了解GPU与CPU的区别，首先我们的知道什么是GPU和CPU：
CPU：Central Processing Unit，中央处理器，是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心和控制核心。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
GPU：Graphics Processing Unit，图像处理器，是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备上图像运算工作的微处理器。
显卡为了加强显示图像的能力,省掉了很多与显示功能无关的晶体管,所以显卡只能显示画面,但是在显示画面这个任务上,比cpu快很多. 而挖矿所需要执行的任务和显卡正好差不多。
什么是ASIC矿机？
ASIC指的是一种为专门目的而设计的集成电路，是指应特定需求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。ASIC的特点是面向特定的需求，ASIC在批量生产时与通用集成电路相比具有体积更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。ASIC矿机也就是专门为挖比特币所设计的专用挖矿设备，除此之外ASIC矿机无任何其他作用。
好了，经过了上面的简单介绍，不知道你是否对ASIC矿机和显卡矿机都有了一个简单的了解呢？如果你有任何矿机方面的问题，可以在文章评论处给我们留言哦，我们会在第一时间进行回复的！
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