一、〈挖矿系列3〉比特币矿机发展史

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。

二、什么是比特币挖矿难度如何调整原理是什么

比特币挖矿难度(Difficulty)，是对挖矿困难程度的度量，挖矿难度越大，挖出区块就越困难。目标值(Target)与挖矿难度成反比。难度越高，目标值越小。而难度目标是目标值通过转化得到，是一个只有 4个字节的字段(为了便于理解，本文将难度目标等同目标值处理)。比特币系统正是通过调整区块头中难度目标来控制挖出区块所需平均时间的。

目标值是个长度为 256比特的字符串，换句话说目标值约有 2^256种可能的取值。调整难度目标就是调整目标值在整个输出空间的占比。

举例说明：挖矿就如射击，所有射出去的子弹都会落在一个很大的靶子上。难度目标就是这个大靶子上圈出一个范围，这个范围越小，被射中的难度就越高。调节难度目标，就是调节这个圈在整个靶子上的占比。

挖矿算力增大，单位时间射击的次数就越多，目标范围被射中所需的时间就越短。反之，挖矿算力减小，目标范围被击中所需的时间就越长。而比特币系统追求的平均出块时间为 10分钟，这时候就需要调整难度目标来实现。

02如何调整难度目标？

比特币系统是怎样调整难度目标的呢？在《白话区块链入门 080|数说比特币，了解比特币必须知道这 10个数字》一文中，我们介绍了比特币系统每过 2016区块(大约为 14天时间)，会自动调整一次难度目标。所有区块高度为 2016整数倍的区块，系统就会自动调整难度目标。如果上一个难度目标调整周期(也就是之前 2016个区块)，平均出块时间大于 10分钟，说明挖矿难度偏高，需要降低挖矿难度，增大难度目标(准确地说是目标值);反之，前一个难度目标调整周期，平均出块时间小于 10分钟，说明挖矿难度偏低，需要缩小难度目标。

03难度目标的可调范围

比特币系统设定，难度目标上调和下调的范围都有 4倍的限制。举例说明：假设上一个难度目标调整周期内的 2016个区块，由于算力暴涨，只用 7天就全部挖出来了，通过难度目标调整，将难度目标缩小一倍，可以将平均出块时间维持在 10分钟左右，但如果算力暴涨，前 2016个区块全部挖出只用了 1天，那么难度目标最小只能调整为原来的四分之一。

04总结

比特币的算力是持续波动的，比特币系统通过难度目标的调整，使得平均出块时间维持在 10分钟左右。难度目标和挖矿难度成反比，挖矿难度越大，难度目标越小。当区块高度为 2016的整数倍时，比特币系统就会在该区块上，自动调整难度目标。如果上一个难度目标调整周期内，平均出块时间超过 10分钟，那么降低挖矿难度，增大难度目标;反之则提高挖矿难度，减小难度目标。难度目标上调和下调的范围都有 4倍的限制。

比特币每 2016个区块(大约 14天)调整一次挖矿难度，相比于 BCH每个区块都调整(大约 10分钟调整一次)，有明显的滞后性。你认为是哪种调整方式更合理呢？为什么呢？欢迎在留言区分享你的观点。

三、比特币刚出来时一天能挖多少2010年

100-200枚。在2010年一台中高端的电脑配置每天可以挖出100-200枚，但这个时间很短暂，到了下半年比特币价格快速拉升到1美元后，一天能挖出1-2个就不错了。比特币就是维持区块链记账系统中的一种奖励机制，对于整个区块链记账系统来说参与挖矿的人越多，参与账本数据确认的人也就越多，区块数据也就越安全。

四、比特币挖矿机的进化史是怎样的呢

自从比特币诞生以来，比特币挖矿经历了以下四个阶段：

CPU挖矿→GPU挖矿→专业矿机挖矿→矿池挖矿。

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。

随着大家对比特币的认可，挖矿的人越来越多，全网算力不断上升，挖矿难度逐渐上涨。

2010年9月18日第一个显卡挖矿软件发布。一张显卡相当于几十个CPU，挖矿能力得到明显提升。

之后又有人发明了基于挖矿芯片的专业挖矿设备，即矿机。目前行业领先的蚂蚁矿机装有将近200张BM1387芯片，相当于3万多张GPU的算力。

随着更多矿机加入挖矿，单独的矿机也很难挖到比特币了。于是，矿工将自己的矿机集中起来，形成了矿场和矿池。

五、09年比特币挖矿效率

1.比特币网络的挖矿难度在2009年已经从16.6 T减少到13.9 T，下降了大约15.95%，创下了历史第二大跌幅。

2.我们可以根据Coin Metrics的数据来探究比特币挖矿难度调整的历史。

3.实际上，在比特币诞生的第一年里，挖矿难度经历了剧烈的降低，难度降低了很多倍。例如，比特币网络曾花了超过一个月的时间才开采出2016个区块。

4.然而，由于挖矿难度不能低于1，所以这个数字在早期没有发生变化。