基础课程第十五课 如何开始挖矿

前面两节课，我们分别介绍了挖矿和共识机制的理论基础，各位是不是看过之后，觉得挖矿也蛮简单的嘛，开始蠢蠢欲动，打算买台矿机，投入挖矿大潮中，早日实现财富自由，迎娶白富美。不必着急，这节课，我就给大家介绍一下如何开始挖矿。先给大家介绍一下挖矿的发展史，然后介绍一下参与挖矿的成本、收益和风险，最后介绍一下主流的矿机和矿池。

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挖矿的发展史

按照火币COO朱嘉伟老师在《从0到1，全面学透区块链》中提到的，将整个数字货币产业划分为上中下游。上游就是数字货币的挖矿，围绕着数字货币的挖矿进行的企业，都是属于数字货币的上游企业。包括矿机的设计、生产；矿场和发电设备的建设、矿池的运营，这些都是比特币的上游企业。

回顾挖矿历史，比特币挖矿总共经历了以下五个时代：CPU挖矿→GPU挖矿→FPGA挖矿→ASIC挖矿→矿池挖矿 ；挖矿芯片更新换代的同时，带来的挖矿速度的变化是：CPU（20MHash/s）→GPU（400MHash/s）→FPGA（25GHash/s）→ASIC（3.5THash/s）→矿池挖矿（3.5THash/s*X）

第一代矿机：主要依靠CPU。

中本聪发明比特币的时候，希望人人都可以参与，而不希望有专门挖矿的矿机产生，中本聪就是在挪威的一台服务器上挖出了比特币的创世区块，所以一开始挖矿都是通过CPU来进行的。比特币刚开始，只有极客和程序猿在挖矿，而且大都是抱着玩玩的态度，所以一开始比特币挖起来难度非常低，最初的挖矿程序只支持CPU就足够啦，普通电脑也能快速获得大量比特币，而当时比特币几乎不值钱。

第二代矿机：主要依靠GPU。

随着比特币价值逐步增长，越来越多的人群加入到挖矿中来，比特币全网挖矿的难度也随着不断增加，普通的CPU运算速度已经无法满足高难度的挖矿算法，于是一块或者多块较高端的显卡组装的挖矿设备也就诞生了。挖矿也从CPU挖矿发展成为GPU挖矿，CPU擅长逻辑控制和复杂运算，GPU擅长的是大规模并发计算。2011年开始，显卡挖矿大热，“一卡难求”的现象时有发生，当时的高端显卡，全渠道全面售罄，有价无市，那段时间，显卡价格都随之暴涨。

第三代矿机：专业矿机。

无论是CPU和GPU上运行，早期的挖矿效率都是极其低下，到了2013年左右，专业的挖矿机出现啦，首先出现的是FPGA芯片挖矿机。不过FPGA挖矿机持续的时间并不长，很快就被ASIC芯片挖矿机所替代，ASIC芯片挖矿机针对SHA-256哈希算法的繁重工作。在强大的ASIC矿机面前GPU矿机也不得不甘拜下风。ASIC简单的解释就是专用的集成电路，重点在“专用”这个词。显卡GPU更多是为了渲染3D模型，视频加速，因此其芯片内部拥有很多逻辑单元和控制单元，挖矿只能算是副业。而ASIC芯片则只能进行SHA256哈希值计算，效率更高。因此ASIC矿机的芯片设计相对简单，成本要比GPU芯片低。因为不用复杂的逻辑控制和其他功能，因此其自身的功耗也要比GPU芯片低很多。ASIC挖矿机是属于专业挖矿的，也就是说这个机器除了能挖矿之外，其他什么也做不了，而且不同的数字货币之间的共识算法有所不同，所以彼此之间很难兼容，基本上一种矿机只能挖一种数字货币，而无法去发掘其他数字货币。

第四代矿机：主要依靠矿池。

随着ASIC专业矿机的出现，全球的算力成级数性递增，个人挖矿已经不太可能啦，而是出现大型的采取规模集群挖矿。分散的挖矿，低算力的矿工在每个块里的优势越来越低，只有很小的几率获得份额，矿池可以集中大家的算力，这样获得区块的概率随之增大，然后矿工根据自己的贡献而进行分配。

听完挖矿的发展史，各位是不是热血沸腾，恨不得马上加入到挖矿大军中，莫着急，让我给你分析一下挖矿的成本、收益和风险。

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挖矿的成本、收益和风险

（1）挖矿成本

a.矿机成本：

矿机成本属于固定的一次性支出，从硬件性能看一台机器至少可以正常工作3~5年，也就是说矿机的一次性投入，在算力不暴涨的情况下，至少可以提供3~5年的相对固定的产出。

b.电价成本：

电价成本属于长期固定支出，电价越低，成本也就越低。中国四川、云南拥有丰富的水电资源，内蒙、新疆拥有丰富的火电资源，中国的大多数矿场分布在以上几个省份，长期投入的话，最好找到便宜的电力资源。

c.其他成本：

比如维护成本：矿机故障维修，非正常状况下的停机等，比如场地成本，矿场租赁场地需要支付的成本等，比如维护人员的工资成本等。

（2）挖矿收益：

挖矿收益来源分两部分，即区块奖励和交易费奖励。

a. 区块奖励：

开始时为2009年1月每个区块奖励50个比特币，每四年衰减一半，2012年11月减半为每个区块奖励25个比特币，2016年再次减半为每个新区块奖励12.5个比特币，2020年会再次减半，依次类推，直到2140年之后就不再有区块奖励啦。

b.交易费奖励：

每笔交易都可能包含一笔交易费，交易费是每笔交易记录的输入和输出的差额。在挖矿过程中成功“挖出”新区块的矿工可以得到该区块中包含的所有交易“小费”。目前，这笔费用占矿工收入的0.5%或更少，大部分收益仍来自挖矿所得的比特币奖励。然而随着挖矿奖励的递减，以及每个区块中包含的交易数量增加，交易费在矿工收益中所占的比重将会逐渐增加。在2140年之后，所有的矿工收益都将由交易费构成。

（3）挖矿的风险：

a. 算力暴涨：

算力暴涨是挖矿投资最大的风险，算力增加导致挖矿难度增加，导致收益减少，但由于自由市场中，无法避免竞争，算力增加的风险是可以被接受的。

b. 币价下跌：

币市和股市一样也存在涨跌，牛市价格高，熊市价格低，当价格低到无法承担电费时，挖矿就无利可图，挖矿投资就无法继续。不过根据测算，电费5毛，币价20000以下才可能亏本，现在的币价接近40000，除非有特殊原因短期内币价下跌到20000下方的可能微乎其微。

c.系统风险：

比如分叉，比如从BTC分叉出了BCH，由于分叉的风险导致币价下跌，挖矿收益锐减。但是由于铸币和记账是整个系统中最重要的工作，分叉之后的竞争币也是需要矿工来完成铸币和记账的过程，所以为了争取到更多的矿工来工作，相应的币种就会提供的更多的区块奖励和交易手续费。实际情况来看也是如此，BCH分叉后矿工在BTC和BCH中间切换来保证了利益的更大化，系统风险反而成为了矿工增加收益的机会。

d.政策风险：

由于越来越多的国家公开支持比特币，比如日本，韩国等已经承认比特币的货币属性，中国央行等五部委在2013年12月5日下午发布《关于防范比特币风险的通知》，虽然定义比特币不是货币，只是一种虚拟商品，但承认了投资比特币的合法化，即：比特币交易作为一种互联网上的商品买卖行为，普通民众在自担风险的前提下拥有参与的自由。内蒙乌海等地区政府牵头支持成立挖矿为主的大数据产业园，也反映了政府对于区块链投资的支持态度。

综上，投资挖矿的风险除了算力暴涨之外，其他的几种风险同样也是区块链投资中所要承担的风险，系统性风险中由于工作量证明的币种中都需要矿工，反而给矿工提供了更多盈利机会，保证了挖矿收益的相对稳定，所以投资挖矿是区块链投资中相对低风险的投资。

听过了我的成本、收益和风险的分析，你觉得对于挖矿已经有数啦，觉得收益完全可以覆盖成本，并能承担风险，那么就可以买矿机加入矿池，准备赚钱啦。且慢，听我给您分析一下如何挑选一台好的矿机，如何加入一个好的矿池

03

矿机

现在做矿机的企业基本都是做芯片起家，矿机由芯片、散热风扇、电池等等部件构成，其中决定这台矿机能不能挖出更多币的核心的部件就是芯片。目前市面上矿机大概有几千种，那么多种矿机，如果想挖矿，该如何挑选矿机呢？选择矿机一看算力，二看功耗，三看历史口碑，包括机器稳定性、售后服务情况等。算力就是一台机器进行运算的能力，也就是这台机器能够每秒进行多少次哈希运算。目前主流比特币矿机的算力为14T，也就是每秒进行14*10^13c次哈希碰撞。

目前市面上口碑还不错矿机主要有，比特大陆的蚂蚁矿机，阿瓦隆矿机以及翼比特矿机。具体的型号、算力、功耗、价格，各位可以上其公司官网的自行查询：

比特大陆，蚂蚁矿机，https://www.bitmain.com/

阿瓦隆矿机，https://canaan.io/

翼比特矿机，http://miner.ebang.com.cn/ （未找到官网，此为销售网页）

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矿池(Mining Pool)

什么是矿池呢？矿池是一个把大家的算力结合到一起挖矿的软件，然后根据大家提供的算力大小来平均分配挖到的币。所以矿池挖矿的过程是把我们自己的算力提供给矿主，矿主用我们的算力去挖矿，挖到的矿其实是存在矿主的钱包当中，然后矿主在根据我们提供算力的比例，给我们的钱包支持相应的扣除税费的费用。一句话，可以将少量算力合并联合运作的方法，使用这种方式建立的网站便被称作“矿池”(Mining Pool)。

截止2017年11月，全球算力排名前五的比特币矿池有：AntPool、BTC.com 、BTC.TOP、ViaBTC、F2Pool，目前全球约70%的算力在中国矿工手中。

不同的矿池除了大小不同，网站不同之外，最大的不同点，就是矿池的分配方式。目前矿池的分配方式主要有：“PPLNS、PPS、PROP”三种。

PPLNS模式(Pay Per Last N Shares)，根据过去的N个股份来支付收益。这意味着，所有的矿工一旦发现了一个区块，大家将根据每个人自己贡献的股份数量占比来分配区块中的货币。在PPLNS模式下，根据实际获得来结算，挖到了区块，大家才分红；没有挖到区块，则大家什么都没有。而且具有一定的滞后惯性，你的挖矿收益会有一定的延迟，刚加入的时候，则收益比较低，而退出矿池后依然还会得到一些分红收益，直到你的份额被结算完毕为止。

PPS模式（Pay-Per-Share），该方式为立即为每一个share支付报酬。该支出来源于矿池现有的比特币资金，因此可以立即取现，而不用等待区块生成完毕或者确认。这样可以避免矿池运营者幕后操纵。这种方法减少了矿工的风险，但将风险转移给了矿池的运营者。运营者可以收取手续费来弥补这些风险可能造成的损失。

PROP模式 是：矿池经过120次确认产生真正区块后，会把比特币按每个矿工的贡献分配给矿工，这种模式更符合比特币区块的产生。矿池产生真正区块是由概率决定的，从长远来看，这两种模式挖出的比特币数量是一样的。

虽然介绍了三种矿池分配模式，选择何种矿池，还是根据矿工手中的算力来均衡。如果你的算力较小可选择PPS分配模式的矿池； 如果你算力中等可选择PPLNS分配模式的矿池；如果你算力非常大，那建议可以直接搭建自己的矿场，而不必再加入到矿池。当然无论哪种选择，都是尽量选择大算力矿池，虽然从长远来说，收益都是一样的，不过减少波动性，让收益变的稳定起来。

这节课，我先介绍了挖矿的发展史，然后介绍了参与挖矿的成本、收益和风险，最后介绍了主流的矿机和矿池。希望您读完此文之后，对于如何开始挖矿有所了解。挖矿中经常会涉及到一个概念，分叉，下节课，我就给大家讲一下分叉这个概念。

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