ASIC 的兴起：比特币挖矿的历史

挖矿咨询公司 Navier 的 CEO Josh Metnick 表示，GPU 挖矿（即在 GPU 设备上挖比特币）的创新已经平均了生产比特币区块和赚取区块奖励的效率。 增加了约六倍。 为实现这种效率，GPU 设备的平均成本仅为 CPU 设备的平均成本的两倍。

次年的 2011 年，这些效率提升很快就黯然失色，当时现场可编程门阵列 (FPGA) 也进行了改造以开采比特币。

根据 Metnick 的估计，FPGA 可以以两倍于最高级别 GPU 的速率来估计挖掘比特币所需的物理操作。 然而，这些设备的建造变得越来越困难。 FPGA 需要在软件和硬件级别进行配置，这意味着必须对组件进行编程以运行自定义代码，并进行架构设计以高效运行该代码。 在 FPGA 上调整硬件组件的能力使得这种类型的设备比 GPU 更适合比特币挖矿。

ASIC挖矿

比特币挖矿的第三项重大创新可能需要最大的专用资源、时间和开发资源。 与其重新利用现有机器的软件和硬件参数，不如创建一台只开采比特币的全新机器获得回报。 2013 年，位于中国的计算机硬件制造商嘉楠耘智发布了第一款用于比特币挖矿的专用集成电路 (ASIC)。

这些设备与 CPU、GPU 和 FPGA 不同，最初设计用于挖掘比特币。 这意味着该 ASIC 设备的所有硬件和软件组件都经过预先设计和优化，以严格估计创建新比特币块所需的这些估计值。 ASIC 带来的效率提升难以匹敌。

虽然 Canaan Creative 是第一家比特币 ASIC 制造商，但比特大陆和比特微等其他几家公司也推出了硬件越来越先进的新版 ASIC 比特币矿机。 自 2013 年以来，ASIC 挖矿技术最显着的发展之一是芯片规格的逐步降低。 ASIC 芯片的规格起源于 2013 年的 130nm，在最新的硬件模型中已缩小到 7nm。

如果没有激进的、突破性的新技术，比特币矿工将很快停止主要基于硬件和设备的竞争，就像他们在过去十年中所做的那样。

芯片规格的重要性又回到了挖矿效率。 ASIC 芯片的表面越宽，其通信通道就越大，因此在其表面传输数据所需的功率就越大。 根据 Metnick 的估计，今天的 ASIC 比特币挖矿设备比 2009 年的平均 CPU 快 1000 亿倍。

伊利诺伊大学电气与计算机工程副教授 Rakesh Kumar 认为，比特币卢布自诞生以来的贬值仍然是挖矿硬件发展的强大推动力，使得挖矿看起来越来越有利可图。 区块奖励的市场价值越高，创新挖矿技术的利润就越大，从而提高矿工的盈利能力，同时降低运营成本。

比特币挖矿的未来

自 2015 年以来，ASIC 比特币挖矿设备的芯片规格降低速度一直比 2013 年和 2014 年更慢，也没有那么剧烈。此外，自从第一批比特币 ASIC 矿工以来，还没有一项新技术可以跨越挖矿效率的提升例如用于 CPU 挖掘的 GPU 挖掘或用于 FPGA 挖掘的 GPU。

“我们正在触及基本极限，”库马尔说。 “这是一个全行业的问题，不仅仅是 [bitcoin] 采矿，而是整个半导体行业......我们都需要一种新型设备。”

如果没有激进的、突破性的新技术，比特币矿工将很快停止主要基于硬件和设备的竞争2009年挖比特币速度，就像他们在过去十年中所做的那样。 如果比特币挖矿硬件看起来商品化，并且一种模型和新模型的效率增益之间的差异可以忽略不计2009年挖比特币速度，矿工将被迫考虑其他领域以获得竞争优势。 这些可能属于能源采购、财务规划甚至产品多样化方面的创新。

虽然比特币挖矿硬件的发展在历史上一直是矿工效率大幅提高的源泉，但未来可能并非如此，尤其是随着基于硬件的技术创新变得越来越不普遍。 对比特币挖矿奖励的竞争将继续刺激技术发展。 然而，目前尚不清楚采矿技术的下一次重大飞跃会是什么样子。