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第145期原力开放日：一个矿工的前世今生

2020-10-29 17:32:01 来源：IPFS原力区作者：IPFS原力区阅读：4310

一文解读CPU、GPU和FPGA挖矿的参与原理。

本文由IPFS原力区原作

天下熙熙皆为利来，天下攘攘皆为利往。谈起加密数字资产，很多传统投资者对挖矿都会产生浓厚的兴趣。那么在加密资产领域，矿工经历了怎样的一个发展过程？IPFS原力区售前工程师魔礼青在145期原力开放日，以《一个矿工的前世今生》为主题进行了相关分享。

费马大定理，又被称为“费马最后的定理”，由17世纪法国数学家费马提出。他断言当整数n >2时，关于x, y, z的方程 x^n + y^n = z^n 没有正整数解。在往后的三百多时间里，许多科学家对这一猜想进行了大量的论证。数学家们通过论证过程丰富了数论的内容，也衍生出了许多应用密码学的算法，比如比特币所采用的椭圆曲线非对称秘钥加密算法（ECC）。

比特币矿机的工作原理就是通过计算来进行获取奖励，如：解一个数学难题，谁先解出这道数学难题，谁就拥有了记账权和出块奖励。比特币矿机也就经历了CUP、GPU、FPGA、ASIC这一系列迭代升级过程，其最明显的特点就是算力和难度不断增加、功耗、成本不断降低。

CPU（中央处理器）是计算机的重要组成部分，用于解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据，其主要模块包含控制单元、存储单元和运算单元（ALU）。在GPU挖矿出现之前，使用个人电脑也可以进行比特币挖矿。

从上图也可以看到，CPU和GPU最主要的区别在于：GPU模块包含最多的是运算单元（ALU），集中算力方面的提升。2010年一个名叫 ArtForz 的矿工，第一个成功实现了用个人的 OpenCL GPU挖矿。于是一块或者多块较高端的显卡组装的挖矿设备就诞生了，它的特点是一个主板可以插多个GPU 以提供超强算力。但是GPU挖矿也存在一些问题，比如成本较高、发热情况严重等等。

2013年3月至5月，是FPGA矿机活跃的时期。FPGA是一种可编程的逻辑电路，类似半成品的电路板，广泛应用于通信行业。当用FPGA做运算的时候，需要将逻辑写成硬件代码并烧入固定。FPGA的好处是可定制化，功耗低。但是缺点也较为明显，即研发成本高且不容易批量生产。FPGA在比特币的挖矿历史上只存在了很短暂的时间，就被ASIC代替了。