比特币创世时代的挖矿,CPU与GPU的黄金岁月

2009年1月3日,中本聪在伦敦铸币厂服务器上挖出了比特币的第一个区块——“创世区块”,标志着比特币网络的诞生,此时的挖矿还只是一个极客圈的小众游戏,谁能想到,这个最初用普通电脑就能参与的过程,会演变成一场算力军备竞赛?回望比特币“以前”的挖矿时代(特指2012年ASIC芯片普及之前),它更像一场技术探索的狂欢,充满了简单、公平与原始的乐趣。

挖矿的初心:用“哈希碰撞”证明工作量

要理解“以前怎么挖矿”,得先明白挖矿的本质,比特币的底层技术是区块链,而挖矿的核心目的是“记账权”——谁能最快解决一道数学题,谁就有权记录一笔交易并获取奖励(最初是50个比特币),这道题被称为“哈希碰撞”,即找到一个特定的数值(nonce),使得区块头的哈希值(经过SHA-256算法计算的一串256位二进制数)小于目标值。

就像让你在一堆沙子里找出唯一一颗颜色特定的沙子,你只能一粒一粒试,试得越多,找到的概率越大,而“试”的过程,就是计算机的算力(Hash Rate,单位是Hash/秒),在早期,这个“试”的过程,完全依赖普通电脑的“大脑”——CPU。

CPU挖矿时代:人人可参与的“创红利”

2009-2010年,比特币的挖矿工具就是日常使用的电脑,无论是Windows、Mac还是Linux系统,下载中本聪最初发布的客户端(Bitcoin Core),就能直接参与挖矿,此时的挖矿效率极低:普通CPU的算力大约在几MHash/秒到几十MHash/秒之间,意味着每秒只能尝试几百万次到几千万次哈希计算。

但那时参与的人也极少:中本聪本人、少数密码学爱好者,以及偶尔好奇的程序员,他们挖矿的目的并非“赚钱”,而是测试网络、验证技术可行性,甚至有人用笔记本电脑挖矿,偶尔“挖”出几个比特币,也只是觉得“好玩”,像在游戏里捡到装备,据早期矿工回忆,2009年挖一个区块平均需要10分钟,而自己可能几天才能“碰”到一次奖励——因为竞争者太少,算力几乎可以忽略不计。

更重要的是,CPU挖矿的“公平性”:所有参与者都在同一起跑线上,谁的电脑性能好一点,算力高一点,中奖概率就大一点,但没有绝对垄断,这一时期,比特币还毫无价值,1比特币仅值几美分,甚至有人用10000比特币换两个披萨(史上最贵“披萨事件”),侧面印证了当时挖矿的“无功利性”。

GPU挖矿革命:从“电脑配置”到“挖矿利器”

随着比特币网络逐渐被更多人知晓,2010年前后,矿工们发现了一个“秘密武器”——显卡(GPU),与CPU专注于复杂逻辑运算不同,GPU拥有数千个流处理器,擅长并行处理大量简单计算,而哈希碰撞恰好符合这一特点。

一块普通显卡的算力轻松达到几百MHash/秒,是高端CPU的几十倍,矿工们开始疯狂组装“挖矿机”:主板插上多块显卡,配上电源和散热风扇,组成一堆“显卡墙”,这一时期,比特币价格开始缓慢上涨,从几美分涨到几美元,挖矿开始有了“赚钱”的意味。

GPU挖矿的普及也催生了早期挖矿社区的出现,矿工们交流显卡型号(如AMD Radeon 5850、5970是当时的“矿神”)、优化挖矿软件(如Phoenix、cgminer),甚至出现了“矿池”——大家联合算力按劳分配奖励,降低 solo挖矿的风险,个人矿工依然占据主导,但算力竞争已初现端倪:普通电脑挖矿逐渐被淘汰,专业显卡挖矿成为主流。

CPU与GPU的落幕:算力军备竞赛的必然

GPU挖矿的“红利期”仅持续了约一年,2011年,随着比特币价格上涨,越来越多的人加入挖矿,全网算力呈指数级增长,显卡算力逐渐不够用,更重要的是,一种专为哈希运算设计的硬件——ASIC(专用集成电路芯片)被提上日程。

ASIC芯片将挖矿所需的SHA-256算法固化到硬件中,算力是GPU的上千倍,功耗却更低,2013年,第一款ASIC矿机“蚂蚁S1”问世,算力达到200GHash/秒,瞬间碾压所有GPU和CPU,这标志着比特币挖矿从“通用计算时代”进入“专用硬件时代”,CPU和GPU挖矿彻底退出历史舞台——它们在ASIC面前,就像算盘与计算机的差距,毫无竞争力。

回望挖矿的“初心时代”

比特币“以前”的挖矿,用CPU和GPU书写了一段充满探索与自由的历史,那时的矿工不必投入巨额资金,不必担忧专业矿机的淘汰风险,只需一台普通电脑,就能参与一个新货币系统的诞生,它没有“矿霸”,没有“算力垄断”,只有极客们对技术的热爱和对未来的想象。

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