gpu矿机比特币 gpu挖矿原理

一、挖比特币为什么要显卡而不是CPU

挖矿的设备最早使用电脑就行，通过电脑CPU计算数学题挖矿、随着比特币价格走高，越来越多的人参与挖矿，CPU挖矿慢慢转变为专业显卡，到近几年已经变为特定的矿机了。这种演变是因为算力的问题，刚才说过挖矿就是“所有的矿工一起计算一道数学题”算力越高的硬件计算能力越强、速度越快。

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二、比特币挖矿一定要用显卡吗

最早的btc是限制使用CPU运算的，但程序后来被人发现并修改得以使用显卡的超强通用计算能力，一块同价值的显卡往往是CPU效率的20倍左右，所以大家后来都用显卡了。

而显卡还分N、A两大阵营，由于A卡对OpenCL接口的支持更好，所以在很长时间上一直碾压N卡，N卡由于有自家的CUDA接口，对OpenCL一直没怎么上心，在早期潮中错失了机会，让AMD赚了个盆满钵满。后来出现了支持CUDA运算的程序，并且N卡也在近两年把自己的短板补了上来，所以现在所有的卡都被买去了。

由于只是用到了显卡的一个单一部分的计算能力，其他的功能对于来说是多余的，而显卡的功耗很大，成本相对也高，所以有人模拟显卡的工作方式，设计了ASIC芯片来进行运算，这就是专业矿机。早期的矿机用的是45甚至65纳米工艺，远远落后于同时期显卡工艺很多，但从成本和功耗上仍然有不俗的表现。不过由于矿机的工艺升级和设计能力相对于A、N两大显卡厂家来说还是滞后很多，所以当新型显卡出来时还是会有一段时间性能碾压老型号的矿机。

矿机是什么？为什么用显卡挖矿？

比特币矿机就是进行比特币的设备，设别可以是普通的电脑，也可以是usb矿机，也可以是专业的ASIC矿机。

普通的电脑cpu确实可以进行比特币，但由于全世界的比特币已经形成一个庞大的产业，个人使用普通电脑是很难挖到比特币的。你需要购买昂贵且专业的比特币ASIC矿机

并加入比特币矿工组织才能挖到比特币也即是加入一个矿池进行。

比特币越发火热的现在，想必很多人都知道靠显卡GPU运算速度远远高于CPU，当然即使GPU运算不能与专业矿机对比，但这不妨碍业余矿工对GPU运算的推崇。

首先CPU和GPU在计算机中为了不同的使命，设计上不同：

1、CPU主要为串行指令而优化，而GPU则是为大规模并行运算而优化。

2、现代的多核CPU针对的是指令集并行(ILP)和任务并行(TLP)，而GPU则是数据并行(DLP)。

3、GPU往往拥有更大带宽的Memory，也就是所谓的显存，因此在大吞吐量的应用中也会有很好的性能。

三、为什么比特币挖矿要用显卡

为什么要用显卡挖矿？

相比较于CPU的复杂运算，显卡使用的GPU进行的是通用计算。因此可以堆叠成百上千个流处理器，每一个流处理器就像是小小的CPU，虽然其运行复杂程序的能力远远没有CPU来的给力，但是架不住流处理器多，因此实际性能尤其是单精度浮点性能要比CPU强的多。

图上为显卡的架构图，密密麻麻的就是流处理器

挖包括比特币之内的动作大家可以认为是利用显卡在做不断地通用计算，并且这个计算复杂度比较低而且相当重复，显卡使用的流处理器正好适合这样的算法。就像是不断地解方程组，显卡是2000位中学生，而CPU则是8名数学博士。虽然数学博士的数学知识远远超过中学生，但是像解虚拟货币这样的中等方程组的速度8名数学博士肯定不如2000名中学生来的快。

图上为比特币挖矿机

因此大家一开始就使用显卡来挖掘虚拟货币。之后有人研究出特定的算法，让显卡的流处理器针对的虚拟货币特解进行大幅强化，这就是矿机的由来。

为什么AMD的显卡被矿工抢购？

和Nvidia的显卡相比，AMD的显卡在通用性能上具有比较大的优势，或者通俗来讲就是说流处理器多。普通消费者一般使用显卡主要是玩游戏，而玩游戏则需要显卡进行图形输出，其运算复杂度远超比特币这样的算数学解。因此实际游戏性能，相同定位的N卡和A卡是差不多的。

但是我们之前说到过，A卡由于流处理器多，因此对于获得虚拟货币这样的通用计算来讲十分地适合，获得特定解的速度也比N卡高的多，因此众多矿工如今大量抢购A卡来进行虚拟货币的运算以谋求利润。

当然随着Nvidia推出了Pascal架构的显卡，目前N卡在挖掘虚拟货币上的能力已经不像之前那样和A卡相差巨大。于是在目前A卡普遍缺货的情况下那些中端N卡也就成为矿工们退而求其次的选择。

矿卡有啥坏处？

最后说说为什么大家在淘二手卡的时候不能选择矿卡。由于矿工们挖矿比特币最重要的就是谋求利润。因此他们使用的显卡每时每刻都在运行和计算，其强度远甚于日常的游戏应用。或者说运行这样的计算一天，相当于我们普通人运行显卡一个月。

并且挖掘虚拟货币的场所基本都是多显卡聚集的地方，成千上万的显卡在一个房间内不断地运算，其发热量也是相当巨大的，而矿工们也不可能像普通消费者一样选择散热条件良好的机箱让热量能够顺利放出，这样子显卡还在高温条件下进行7*24小时的运算，更是加深了其老化程度。

如此所作所为导致的结果便是用来挖矿的显卡过早地损耗，如果购买的这些显卡，结果便是运行不稳定，重启等事情会不断发生。

而且目前厂商对于矿卡也是严格要求，比如说严禁二手买卖以及缩短保质期，如果用户购买了这些矿卡显卡，日后维修也将是一个不小的挑战。

四、买矿机挖比特币违法吗

买矿机挖比特币不违法，比特币挖矿在国内是合法存在的。央行等五部委联合下发的比特币危险告诉中明确把比特币界说为一种特别的互联网产品，民众在自担危险的前提下能够自在的生意，是有效的民事法律行为。比特币在我国不可直接兑换法定货币，不可直接购买商品，但比特币可作为商品被接受这使用人民币来购买。这也就是说，比特币不可作为币种流通，但也可算作一种商品，购买商品并不触及我国任何法律。

法律依据

《中华人民共和国民法典》第一百四十三条

具备下列条件的民事法律行为有效：

（一）行为人具有相应的民事行为能力；

（二）意思表示真实；

（三）不违反法律、行政法规的强制性规定，不违背公序良俗。

《中华人民共和国民法典》第一百四十四条

无民事行为能力人实施的民事法律行为无效。

比特币

和法定货币相比，比特币没有一个集中的发行方，而是由网络节点的计算生成，谁都有可能参与制造比特币，而且可以全世界流通，可以在任意一台接入互联网的电脑上买卖，不管身处何方，任何人都可以挖掘、购买、出售或收取比特币，并且在交易过程中外人无法辨认用户身份信息。2009年1月5日，不受央行和任何金融机构控制的比特币诞生。比特币是一种数字货币，由计算机生成的一串串复杂代码组成，新比特币通过预设的程序制造。

每当比特币进入主流媒体的视野时，主流媒体总会请一些主流经济学家分析一下比特币。早先，这些分析总是集中在比特币是不是骗局。而现如今的分析总是集中在比特币能否成为未来的主流货币。而这其中争论的焦点又往往集中在比特币的通缩特性上。

不少比特币玩家是被比特币的不能随意增发所吸引的。和比特币玩家的态度截然相反，经济学家们对比特币2100万固定总量的态度两极分化。

凯恩斯学派的经济学家们认为政府应该积极调控货币总量，用货币政策的松紧来为经济适时的加油或者刹车。因此，他们认为比特币固定总量货币牺牲了可调控性，而且更糟糕的是将不可避免地导致通货紧缩，进而伤害整体经济。奥地利学派经济学家们的观点却截然相反，他们认为政府对货币的干预越少越好，货币总量的固定导致的通缩并没什么大不了的，甚至是社会进步的标志。

比特币网络通过“挖矿”来生成新的比特币。所谓“挖矿”实质上是用计算机解决一项复杂的数学问题，来保证比特币网络分布式记账系统的一致性。比特币网络会自动调整数学问题的难度，让整个网络约每10分钟得到一个合格答案。随后比特币网络会新生成一定量的比特币作为区块奖励，奖励获得答案的人。