比特币矿机发展史

今天带大家回顾一下比特币矿机发展史。
挖矿的朋友大都应该知道比特币并不是凭空想象出来的，而是由众多矿工把矿机接入 比特币网络运行（挖矿）产生的。
比特币作为基于密码学发明的数字货币，是通过类似枚举法的运算不停尝试确定唯一值获得比特币区块奖励产生的。

我们平时所说的挖矿能力其实就是矿机可以执行的尝试次数来衡量的，这个能力就是算力。每秒可以承载多少次尝试，也就是算力大小的计量单位，我们称为哈希率或[H /S]。
哈希率单位之间的换算是：
1 KH /S是每秒1024次；1 MH /S=1,024 kH /S；1 GH /S=1,024MH /S ；
1 TH /S=1,024 GH /S，1 PH /S=1,024 TH /S；1 EH /S=1,024 PH /S。

目前，全网一共拥有大概130EH /S算力（目前数据204.50EH /S），而目前专业芯片矿机算力的计量单位目前以T作为度量较多（1E=1024*1024T）。所以目前全市场大概有几百万台机器在同时工作确保比特币网络运行的稳定。

那么，比特币矿机是怎么衍化来的呢？一台比特币矿机的运算能力又是怎么从最开始普通电脑的小算力衍变成为今天拥有超大算力的专业矿机呢？比特币矿机的进化、全网算力的提高对比特币网络又有什么影响呢？今天我们就按照CPU，GPU，FPGA，ASIC四个阶段为大家系统化讲解一下比特币矿机的发展史。

CPU挖矿时代（?K算力时代）

?2009年1月3日，比特币网络的创始人中本聪在芬兰赫尔辛基一个小型服务器上挖出了比特币的第一个区块——创世区块，获得了50个比特币。这时开始到2011年1月是CPU挖矿的黄金时期，当时比特币的全网算力还不到200GH/S（全网算力7.16GH/S~129GH/S）挖矿难度很低，所以早期挖矿的矿工只需要一台普通电脑就能挖到很多比特币。

也正是因为当时获得比特币的成本非常低，比特币也并不值钱，所以早期很多人虽然用电脑CPU挖到了不少比特币，但因为不够重视没有保存好私钥，遗失了非常多的比特币，其中不乏一些技术大牛。据不完全统计，整个比特币网络2100万个比特币目前已有600多万枚永久遗失了，实在是非常可惜，其实却也非常公平。

数据来源：ChainInfo、Etherscan、GrayScale、QKL123

随着越来越多比特币交易平台的上线，比特币可以更好的流通交易，越来越多的人认可比特币，人们通过挖比特币来赚取收益，因此越来越多的人通过CPU运算投入到比特币挖矿中来，比特币矿工群体越来越大。?

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GPU挖矿时代（?M算力时代）

?随着全网挖矿难度的不断增加，普通CPU运算速度已经无法满足高难度的挖矿算法。2010年7月18日，一名叫ArtForz的矿工，第一个成功实现了用个人的OPenCL GPU挖矿，开启了GPU挖矿时代。
比特币网络在2009到2010年时间的全网算力情况（数据源自：bitinfocharts）

1个GPU显卡相当于几十个CPU，利用GPU挖矿算力得到了明显提升，GPU的算力达到9MH/S，与之相比，CPU的算力大约只有1KH/S。?在当时一个GPU一天运气好的话甚至能够挖到几十个比特币，于是在GPU挖矿高收益的诱惑下，矿工们纷纷开始买入大量显卡和配置GPU显卡的电脑进行挖矿，甚至一度把市场上的显卡价格抬高到一个让众多游戏玩家“望卡兴叹”的地步。2010年GPU挖矿风靡一时，也被行业誉为GPU挖矿之年。
GPU显卡矿机 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

短暂的FPGA挖矿时代?

2011年，比特币价格首次突破1美元，日益上涨的价格，让矿工们的挖矿热情不断高涨。矿工们挖矿热情的提高，同时带来的是全网算力与挖矿难度的不断提高，随着时间的流逝矿工的收益被逐渐磨平，人们迫切需要更高性能的挖矿工具。

需求推动创新，同年11月9日北航研究生网名为“南瓜张”的张楠赓研发了第一台FPGA矿机——IcaruS——伊卡洛斯。据说这是希腊神话里的名字天降之物的女主角，张楠赓之所以这样取名初衷是为了更好地卖给外国人，不过国内的买家更喜欢叫它“南瓜一代”。南瓜一代的诞生开启了FPGA挖矿的新纪元。

?张楠赓研发的FPGA矿机是第一次针对挖矿的专业芯片设计

FPGA挖矿简单理解其实就是把GPU的核心晶元单独拿出来，然后把很多这样的核心晶元集成到一个设备上进行挖矿，形成FPGA挖矿。

FPGA的中文名称叫“现场可编程门阵列”，FPGA意味着人们在里面写入什么程序就能实现什么功能，对于挖矿自然不在话下。但是由于FPGA的的开发难度太高想要大规模普及非常困难。在ASIC矿机面前，它的投入产出又显得十分不划算，所以相比电脑CPU挖矿、

显卡GPU挖矿，FPGA挖矿的时代特别短暂，仅存在市场半年时间就被淘汰出局。
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ASIC矿机时代之嘉楠耘智

2012年6月，美国专门研发比特币矿机的机构“蝴蝶实验室”宣布，准备研发一款远胜FPGA矿机的集中电路式ASIC矿机并且以期货的形式接受预定。因为ASIC比FPGA具有更高的性能、更低的功耗，所有如果研制成功，蝴蝶将有可能控制整个比特币网络超过51%的算力。

当消息传到大洋彼岸的中国时蝴蝶实验室的这一举动彻底激怒了张楠赓，他选择接受这个挑战并开始专心研制AISC矿机。因为这个事，张楠赓还特意向学校提出了休学申请，在跟校方多次沟通无果后，张楠赓直接做出了一个大胆的决定：退学！

值得一提的是当时币圈的人普遍都看好美国的“蝴蝶”公司，纷纷认为美国的技术更先进，根本不相信有国人能够领先于蝴蝶研发出AISC矿机，然而剧情却意外发生了反转，一开始以期货形式接受投资者预定矿机的蝴蝶跳票了！以张楠赓为首的中国团队领先了!

2013年1月在北京的车库咖啡里世界上第一台ASIC矿机——Avalon面世。为庆祝第一代阿瓦隆矿机的诞生，张楠赓还特意组织了一批早期比特币爱好者共同见证了阿瓦隆的创世。

ASIC矿机的问世，开启了芯片开发者们百家争鸣、纵横捭阖的时代。随着第一代阿瓦隆矿机的诞生，ASIC芯片自此也开始了一轮又一轮的进化。从110nm到55nm，从55nm到28nm，从28nm到16nm，从16nm到7nm。ASIC矿机在低功耗、高性能的道路上不断进化。
世界上第一台ASIC矿机在车库咖啡面世。

尽管这只是第一代阿瓦隆矿机，但是当时它的运算速度已经远超显卡矿机，在当时算力难度已经明显提高的情况下，它最多的时候一天甚至还可以挖出350多枚比特币。阿瓦隆团队创造的ASIC矿机将比特币的算力格局提升到了一个新的维度，在算力竞争中一骑绝尘。

人们都说在利益面前人性是经不起考验的，但是张楠赓挡住了诱惑，张楠赓并没有将这些机器占为己有。而是选择了让算力分散，比如：最早的三台阿瓦隆矿机，除了一台在张楠赓的团队手里用于测试以外，另外两台都被他送出了海外：一台给了比特币基金会，另一台则漂洋过海去了华尔街。对于张楠赓来说，阿瓦隆就是他“维护世界和平”的武器。

值得一提的是因为当时行业还处在一个非常早期的阶段，矿机厂商的话语权非常非常高，比特币挖矿行业完全是一个卖方市场。所以哪怕在面对张楠赓开出的“霸王条款”，简称“四不承诺”，不可能退款、不保证及时发货、不负责售后服务、不可更改地址。

尽管在这样的情况下阿瓦隆矿机还是得到了市场的狂热追捧，三次批量发货，都是瞬间抢空，最高的时候甚至被炒到30万人民币一台。可想而知当时的阿瓦隆矿机收益是有多恐怖，当时的市场是有多疯狂！
阿瓦隆一代矿机
ASIC矿机受到市场的追捧，张楠赓的行业地位由此奠定，张楠赓通过自己的努力获得了“矿机之父”的美誉。随着阿瓦隆的成功，张楠赓也有了新的打算，将业务产业化，将矿机产品化，他打算创业自己做一家公司。

2013年4月，张楠赓拉来了B站的好友，也是当时中星微电子任 IC 工程师的李佳轩担任合伙人，二人各自出资 10?万元，成立了“北京嘉楠耘智创新信息技术有限公司”（后来因公司发展需要公司搬到杭州并改名为”杭州嘉楠耘智创新信息科技有限公司）。

李佳轩选了与“佳”同音的“嘉”字，张楠赓选了名字中的“楠”字，组成了“嘉楠”。而“嘉楠耘智”的英文名“Canaan”，则源于一部日本动画《Canaan 迦南》，该动画主要讲述的是少女迦南与犯罪组织对抗的故事。?张楠赓和他的团队本来是可以靠卖矿机赚得盆满钵体的，但是他觉得卖矿机太麻烦，也不利于比特币的去中心化，所以他决定只挑矿机的核心部分—-芯片来卖。

当时芯片也是走得“霸道”路线，10000片起售，最低一单大约需要60万人民币，走的是大客户路线，不接受小额的订单，每万片有30片样片。此后张楠赓开源了除芯片以外的所有阿瓦隆矿机制作文档，这也催生了各种大大小小的山寨矿机公司。仅仅在2013年6月到11月这短短半年的时间内，市场上就出现了几十个矿机品牌。其中在当时比较出名的有 ：龙矿，银鱼，小蜜蜂，兰德，比特儿，FBT，TMR,SmarT，鸽子，42BTC等矿机品牌。

ASIC矿机时代之天才少年烤猫

如果说张楠赓是矿机之父的话，那么烤猫就是矿机天才。2001年15岁的蒋信予以全国排名第11位的成绩，考入中国科技大学的少年班。

2009年他顺利毕业获得中国科技大学硕士学位，2011年，蒋信予去耶鲁访学读博但又中途休学。在读博期间，他从中科大同窗David口中了解到了比特币并开始研究比特币的白皮书。

一直到2012年1月16日，他在bitcointalk.org论坛上申请了个人账号“friedcat”“烤猫”之名就是来源于此。2012年6月，美国蝴蝶实验室宣布制造ASIC矿机，引发社区热议。同年7月烤猫在bitcointalk.org论坛上发帖表示希望众筹资金，量产ASIC矿机。

7月12日，烤猫公司——比特泉（bitfountain）信息科技有限公司在深圳注册成立。2012年8月7日，烤猫与David在GLBSE交易所进行IPO发行股票为ASICMiner。其总股本为40万股，59%由烤猫公司持有，一共发行了163,962股发行价为0.1BTC/股。

当时很多早期的比特币投资者都参与了烤猫公司股票的投资，这里面就有现如今比特大陆的创始人吴忌寒与小强，他们二人都投了1000枚BTC。据江湖传言，这笔投资让其两人都获得了上千倍的收益。

?2013年年初，烤猫12.8G矿机的问世使烤猫成为全球第二个研发出ASIC矿机的人。2013年4月全球首个矿场“烤猫矿场”开始筹建，而当时其唯一的竞争者阿瓦隆宣布转战芯片研发。

以至于2013年5月以后整个矿机市场就变成了烤猫矿机的天下。因算力过大且集中，烤猫矿场还曾两度引发社区关于51%算力攻击的恐慌。无奈之下烤猫矿场出售了其全网20%算力以外的矿机。

?2013年5月15日，烤猫公司的每股分红达历史最高点0.036222BTC。2013年6至11月，烤猫又陆续推出了四款矿机，奠定了自己在矿机产业的至尊地位。?

?USB矿机：算力：333MH/S 功率：2.5W 售价：1500元

?13G刀片矿机：算力：13GH/S 功率：120W 售价：2750元

?10G Mini矿机：算力：10GH/S 功率：70W 售价：2400元

?烤猫38G BOX矿机：算力：38GH/S功率：360W售价：1999元

矿猫USB矿机

凭借矿机研发优势与挖矿算力的优势，烤猫最终迎来了短暂的的高光时刻。为什么说是短暂的高光时刻呢？因为在那之后烤猫矿机因为技术更新，建设矿场被坑等原因导致市场份额越来越小，以至于一直到2015年1月烤猫失联，烤猫矿机破产都没有恢复到当时的算力占比最高峰，甚至不升反降一度跌到4%。而烤猫失联以后，烤猫矿机也就跟随烤猫退出了矿业的历史舞台。

?2013年12月，央行等五部委下发《关于防范比特币风险的通知》，比特币价格瞬间暴跌至600美元，再加上随后2014年2月当时全球最大的比特币交易平台门头沟（MT.Gox）因为被盗85万枚比特币宣布倒闭以后，币圈经历了巨大的信任危机开始了长达三年的熊市。很多人都没能走过三年寒冬，众多矿机厂商纷纷在市场中销声匿迹。

ASIC矿机时代之“矿霸——比特大陆”

?2012年经济学出身的吴忌寒与搞集成电路出身的詹克团初识，两人于2013年10月联手创立比特大陆。经过努力这一年比特大陆第一颗比特币挖矿芯片成功流片，蚂蚁初代矿机S1顺利上市。

2013年比特币价格一度从200美元涨到1140美元，币价的爆涨吸引了很多人进入币圈成为一名比特币矿工。而蚂蚁S1凭借优越的性能，尽管售价22000元一台也很快被矿工们抢购一空，S1的高出货量也为比特大陆之后的发展积累了原始资本。
蚂蚁矿机S1
2014年臭名昭著的蝴蝶由于涉嫌商业欺诈（未能按时完成交割早期预订期货用户矿机）遭到用户起诉，于旧金山时间2014年9月23日被当地一家联邦法院关闭。而在这一年时间里，矿机厂商行业里的黑马比特大陆研发的蚂蚁矿机迭代了四个版本几乎淘汰了所有竞争对手，正式成为了矿机行业的领头羊。

?2014年04月：蚂蚁矿机推出1T矿机S2算力：1TH/S 功率：1000W 售价：3599美元

?2014年07月：蚂蚁矿机S3上市?算力：440GH/S功率：332W 售价：2600元

?2014年10月：蚂蚁矿机推出2T矿机S4算力：2TH/S 功率：1400W 售价：9360元

?2014年12月：蚂蚁矿机推出搭载BM1384矿机S5量产?算力：1.2TH/S 功率：590W 售价：413美元

2015年比特币市场进一步遇冷，无数矿机企业宣布破产，市场上还在持续迭代矿机的只有比特大陆，于是等到市场回暖时，市场上的选择只剩下蚂蚁矿机。同年11月蚂蚁矿机S7量产，比特大陆凭借S7拿到了80%的市场占有率，自此奠定了其垄断的地位。

蚂蚁矿机S7?

2016年6月比特大陆在第二次比特币减半前一个月推出的一代机皇——蚂蚁矿机S9，更是凭借其算力高、功耗小的优势，让比特大陆赚得盆满钵满，自此走上巅峰成为了名副其实的矿霸。甚至一直到2020年在新一代大算力机器量产上架之后蚂蚁S9还占有全网算力的20%-30%左右。
蚂蚁矿机S9蚂蚁矿机S17+
继发布一代机皇S9矿机之后，比特大陆相续发布了S15,T17,S17,S19一系列ASIC矿机。目前市场上最受欢迎的是S19系列的S19与S19pro，S19最大单机算力为95T，功耗比为34.5W/T;S19pro最大单机算力为110T，功耗比为29.5W/T。
蚂蚁矿机S19
2020年2月27日，比特大陆宣布推出两款新矿机：蚂蚁S19和蚂蚁S19Pro。比特大陆S19系列矿机的发布，标志着比特大陆和比特微在2020年的市场之争正式开启。?根据币印矿池的矿机获利能力指数，S19系机型将是目前甚至是未来很长一段时间最赚钱的比特币矿机，紧随其后的是比特微的神马M30S矿机。

ASIC矿机时代之神马矿机
神马矿机英文名叫“WhatsMiner”，创始人杨作兴是清华大学工程核物理系硕博连读的高材生，2014年正式进入矿圈，小强矿机是他人生中参研发的第一款矿机。几个月后他离开了小强矿机，个人出资50万开始创业。

可惜赶上黑天鹅比特币价格狂跌，出师不利第一次矿圈创业以失败告终。在这之后，他加入了烤猫公司比特泉，采用全定制方法开发矿机芯片，可惜的是烤猫最后也没能撑住各方面压力选择了“消失”。
神马矿机M3
2015年相继为比特大陆研发了S7及S9矿机芯片的杨作兴离开比特大陆独立创办了比特微，专攻比特币挖矿芯片产品就是神马矿机。众所周知杨作兴在芯片领域的能力是有目共睹的，杨作兴超强的研发能力也让神马矿机成了行业“黑马”，从 M1、M3到 M10，再从M21S、M20S再到M30S以性价比和稳定性著称的神马矿机逐渐获得了市场认可。

神马矿机M20S
目前神马市面上最受欢迎的要数M20S与M30S系列矿机了，神马M20S是2019年4月8日诞生的一款性价比较高的机器，M20S系列采用的都是三星8nm芯片。单机算力最高达68T，功耗比48W/T。值得一提的是因其要比蚂蚁S17系列更早的推向市场，市场占有率非常高。

神马矿机M30S
2019年12月7日，比特微发布了一段神马M30S SHA256算法矿机的运行视频，宣布新一代神马矿机M30成功问世，凭借着单机90T的算力和38W/T的功耗比，M30S无论是整机算力还是算力的单位功耗均刷新行业纪录！直到现在市场上也仅有比特币大陆蚂蚁S19矿机能与之匹敌。

补充：
比特微于4月17日神马M30全球线上发布会上推出单台算力112T、功耗比31J/T的新一代算力王M30S++和单台算力100T、功耗比34J/T 的减半利器M30S+，并将M30S系列家族扩大到了三款3X产品，带领行业全面迈入3X时代。

接着，比特微公布了3X时代的新标准：低功耗比、高稳定性、1年长质保服务。面对减半和矿机生命周期延长，新的标准成为必然需求。在行业内首推1年质保，不仅以实际行动践行着客户至上的理念，也标志着比特微对自家产品过硬品质的信心。

随后蚂蚁官方售后也于2020年11月10日在官方公众号宣布:S19、T19系列蚂蚁矿机延长质保至12个月。

后记：
从2013年1月世界上第一台ASIC矿机的问世，矿业经过了7年的发展已经进入了7nm、8nm的芯片时代。神马矿机创始人杨作兴在接受币圈媒体巴比特采访时曾担言：先进芯片的好处已经越来越不明显了，因为芯片发展到这个阶段，7nm优势不太明显（神马最新的矿机是8nm芯片，比特大陆有7nm芯片矿机）。基本原则说工艺改进一半，设计改进一半，这样就有20%好处。?

补充：杨作兴当日演讲称：矿业将要进入一个新的时代，新一代矿机功耗降一半的时代已一去不复返，未来每代矿机功耗降低比例最高只能达到10%-20%。其中工艺带来的提升5%-10%，设计优化提升5-10%。矿机服务年限将延长至4.5年。

在我看来矿机摩尔定律的减弱对矿业来说是一件非常重要的事，接下来矿机产业的发展会越来越趋于稳定，这对矿工利益的稳定是非常有帮助的，也能购更好的吸引传统机构入场参与比特币挖矿的投资。

通过调研矿业得知比特大陆12月的产能已经被大客户打包，而且比特大陆的期货也已经卖到明年9月份，神马M30S系列直到明年三月份的产能均已经被大客户打包。最近市场矿机缺货的表现足于充分证明已经有越来越多的投资者认可了比特币挖矿这一投资方式。

这些年以S9等为代表算力高、功耗小ASIC矿机的出现，不仅提高了比特币网络被利用发动51%攻击的成本，保证了整个比特币网络的安全，还为比特币成为安全可靠的“电子现金”提供了实实在在的基础。

毫不夸张的说，比特币能够拥有今天的成就，真的离不开众矿机厂商与比特币全网矿工的支持。
拥有了底层网络的支撑，比特币经过十年的发展也成功从一个人人唾弃的投机品，逐渐成为了一个让全球投资者都热衷于参与、认可度极高的资产。

两年前的旧文重发，也算是对于昨天文章最后的矿工的补充吧，我们不应该忘记这一段历史。

发文时大饼价格41000。

The price of the big pie was 41,000 at the time of publication.

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