什么是摩尔定律及其对矿工的影响

前言

小仙这几集都是围绕AI学习的。 前面提到的人工智能发展的三大支柱是“改进算法”、“海量数据”和“新硬件”。 其中，“算法”和“数据”的好帮手是“开源盒子”和“云计算”，那么硬件的助推器是什么？ 下面我们就来了解一下著名的摩尔定律。

摩尔定律的起源

1957年，一家新技术公司仙童半导体在美国旧金山的“硅谷”诞生。 这家公司由八位年轻人共同创立，其中包括发明集成电路的发明人之一诺伊斯。 Fairchild创始人——摩尔，是半导体行业的龙头企业，孵化了多家半导体公司。

1965年，摩尔提出了著名的“摩尔定律”：

在价格不变的情况下，一块集成电路所能容纳的元器件数量每12个月就会翻一番，性能也会翻一番。 十年后的 1975 年比特币摩尔 林，他将预测修改为每两年翻一番。 一次后，人们将倍增时间改为18个月。 一般来说，它每 18 到 24 个月翻一番。 这种趋势一直持续到今天。

近30年来，以CPU为代表的微处理器计算能力增长了100万倍以上。 多亏了摩尔定律，今天的智能手机在 1980 年的表现优于超级计算机。

摩尔定律是CPU和GPU快速发展的基础。 虽然摩尔定律有些老化（倍增时间延长到24-36个月），但摩尔定律仍然主导着CPU和GPU的性能曲线。

该定律揭示了信息技术进步的速度。

两个摩尔定律无处不在

50多年来，摩尔定律主导着半导体行业的发展，并逐渐扩展到存储、功耗、带宽、像素等领域。

摩尔定律在加密货币领域也有着深远的影响，是币圈专业设备矿机的核心部分。 再说说矿机和矿机：

1个采矿

工作量证明（PoW）维基百科解释：

它是一种针对服务和资源滥用或拒绝服务攻击的经济对策。 一般需要用户进行一些耗时且适当的复杂计算，答案可以很快被服务商核对。 所消耗的时间、设备和能源作为保证成本，以确保服务和资源被真正的需求所使用。

简单的说法：

使用 PoW（Proof of Work）共识机制的加密货币需要通过大量的计算解谜来争夺区块的产生权，并随着区块的诞生发行新的货币。 大量计算和求解的过程称为挖矿，计算中使用的设备称为矿机。 矿机消耗电力，计算求解，最终产生区块，获得奖励。

代表性的有比特币、莱特币、达世币、以太币、门罗币等。

加密货币使用的PoW算法各不相同，主流算法主要有以下几种：

SHA-256：比特币（Bitcoin）、比特币现金（Bitcoin Cash）

ETHASH：以太坊（Ethereum） 以太坊经典（Ethereum Classic）

scrypt：莱特币（Litecoin）、狗狗币（Dogecoin）

Equihash：Zcash（大零币）

加密之夜：门罗币

2 矿机分类

加密货币挖矿设备主要包括以下几种：

CPU矿工

在加密货币发展初期，稀有挖矿竞争并不激烈，使用普通CPU即可挖出区块。 最早，BTC的创世区块是中本聪用电脑挖出来的。 CPU是通用处理器，必须兼顾计算密集型（多计算少I/O）和数据密集型应用（少计算多I/O），但随着计算能力的不断提高，CPU算力弱的特点，如果放大的话，电脑CPU挖矿的收益会逐渐减少，后期电费根本不够用。

显卡矿工

1990年左右诞生的GPU，设计方向更专业：用于高并发计算，大量浮点计算，矩阵计算。

随着挖矿人群的增加和矿工竞争的加剧，GPU开始大展拳脚，直接将挖矿速度提升了几十倍甚至上百倍。 这个阶段发生了一件有趣的事情：BTC披萨事件。

2010 年 5 月 18 日，一位佛罗里达程序员用 10,000 BTC 买了 2 个披萨。 这一定是史上最贵的披萨！ 即使现在BTC价格低，这两块披萨的价值也超过4亿元。 所以现在每年的5月18日就成了币圈的披萨节。

他为什么会有那么多“便宜”的BTC，因为之前大部分BTC都是用CPU挖的，后来发现GPU挖比CPU挖快很多倍，所以在比特币还没有普及的阶段比特币摩尔 林，它是用 GPU 开采的 大量比特币。

FPGA矿机

CPU和GPU仍然是通用设备，用于通用的并行计算，不能专门用于特殊的并行深度计算。 挖矿程序只能使用芯片的部分晶体管。 于是为了挖矿开发了更专业的FPGA，FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列），

通俗的理解，很多逻辑器件（如与门、非门、或门、选择器）都封装在一个盒子里，盒子里的逻辑元件如何连接完全由用户（编程）决定。 根据编写的程序不同，FPGA可以切换不同的功能； 此外，FPGA 具有高度的灵活性，可以支持不同类型的算法。

FPGA有利也有弊，因为是定制DIY，其芯片产量远不及CPU和GPU，编程难度更大，设备成本更高。 FPGA 减少了不能用于​​ CPU/GPU 挖矿的晶体管数量。 虽然算力性能并不优于同时使用CPU/GPU的矿机，但功耗却低很多。

专用集成电路矿机

随着加密货币的价值越来越高，专业公司也纷纷介入，催生了挖矿设备的终极形态，也就是ASIC（Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路）

加密货币从头设计新芯片难度很大，芯片生产（流程启动成本极高。ASIC矿机的芯片完全是为PoW算法开发的，ASIC矿机的运算速度速度非常快，比FPGA矿机高出一个数量级，单位能耗下完成的挖矿效率也更高。

目前，全球最大的ASIC矿机制造商是比特大陆。 凭借自研的矿机芯片，其蚂蚁矿机几乎垄断了整个市场。

三个结语

一般来说，矿机的进化过程是：CPU→GPU→FPGA→ASIC，通用性依次降低，专用性依次提高。

摩尔定律作为半导体行业的经典定律，在币圈同样适用。 随着技术进步速度不断加快，币圈挖矿行业或将迎来新的增长点。