序 言
这几期小鲜都在围绕AI展开学习，前期提到AI发展的三大支柱是“改进的算法”“海量的数据”“新的硬件”，其中“算法”“数据”的好帮手分别是“开源框”“云计算”，那么硬件的助推器又是什么呢？这里我们来共同学习一下大名鼎鼎的摩尔定律。
一 摩尔定律的由来
1957年，美国旧金山“硅谷”诞生了一个新的科技公司～仙童半导体公司，这个公司由八个年轻人共同创办，其中包括发明集成电路发明者之一——诺伊斯，摩尔定律概念的缔造者——摩尔，仙童公司是半导体行业的领军企业，并孕育孵化了很多半导体企业。
1965年，摩尔提出了著名的“摩尔定律”：
当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，每隔12个月便会增加一倍，性能也将提升一倍，10年后1975年，他将预测修改为每两年翻一番，后来人们把翻番的时间改为18个月，综合来说每隔18～24个月翻一倍，这个趋势一直延续至今。
过去30多年里，以CPU为代表的微处理器的计算能力提升了100多万倍。如今智能手机的性能已经超过了1980年的超级计算机，这都要归功于摩尔定律。
摩尔定律是CPU、GPU快速发展的基础。虽然摩尔定律有些衰老（翻倍的时间已经延长到了24～36个月），但摩尔定律仍然支配着CPU、GPU的性能曲线。
这一定律揭示了信息技术进步的速度。
二 摩尔定律无处不在
50多年来，摩尔定律一直支配着半导体行业的发展，并且逐步扩展到了存储、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，币圈专业设备矿机的核心部位。下面我们就来说说挖矿和矿机：
1 挖矿
工作量证明（Proof-of-Work，PoW） 维基百科的解释：
是一种对应服务与资源滥用、或是拒绝服务攻击的经济对策。一般是要求用户进行一些耗时适当的复杂运算，并且答案能被服务方快速验算，以此耗用的时间、设备与能源做为担保成本，以确保服务与资源是被真正的需求所使用。
简单表述：
使用PoW（工作量证明）共识机制的加密货币，需要通过大量计算去解决谜题，来竞争区块的生成权，并随区块的诞生发行新货币。大量计算求解的过程就叫挖矿，参与计算使用的设备就称为矿机，矿机消耗电力，计算求解，最终生成区块，获得奖励。
具有代表性的有比特币、莱特币、达世币、以太坊、门罗币等。
加密货币使用的PoW算法不尽相同，主流算法主要有以下几种：
SHA-256：Bitcoins（比特币）、Bitcoin Cash（比特币现金）
ETHASH：Ethereum（以太坊） Ethereum Classic（以太坊经典）
scrypt： Litecoins（莱特币）、Dogecoin（狗狗币）
Equihash： Zcash（大零币）
CrypotoNight： Monero（门罗币）
2 矿机分类
加密货币的挖矿设备主要有以下几种：
CPU矿机
在加密货币发展的早期，用户稀少挖矿竞争并不激烈，使用普通的CPU即可挖到区块。最早，BTC的创世区块就是由中本聪用电脑挖出来的。CPU是通用处理器，要兼顾计算密集型（计算多而I/O少）和数据密集型应用（计算少而I/O多），但是随着算力的不断提升，CPU计算能力弱的特点被放大，用电脑CPU挖矿收益逐渐减少，后期根本无法覆盖电费。
GPU矿机
诞生于1990年左右的GPU，有着更专业的设计定位：用于高并发计算、大量浮点计算和矩阵计算等。
随着挖矿人群的增多，矿工间的竞争加剧，GPU开始大展拳脚，直接将挖矿速度加速了数十倍甚至上百倍。这个阶段发生了一个有意思的事情：BTC披萨事件。
2010年的5月18号，一个佛罗里达的程序员小哥用1W个BTC买了2个匹萨，这必然是历史上最昂贵的匹萨！即使现在BTC价格走低，这2个披萨也价值4亿多人民币。所以现在每年的5月18日就成为了币圈的匹萨节。
为什么他有如此大量“廉价”BTC，因为之前大部分BTC都是使用CPU挖取的，然后发现GPU要比CPU挖矿快很多倍，于是就在比特币还未普及的阶段，用GPU挖了大量的比特币。
FPGA矿机
CPU和GPU必进仍旧属于通用设备，是用于通用并行计算的，并不能专门用于特殊的并行深度计算，挖矿程序也只能利用芯片的一部分晶体管。于是更专业的FPGA被开发出来用来挖矿，FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列），
通俗理解，把很多逻辑器件（比如与门、非门、或门、选择器）封装在一个盒子里，盒子里的逻辑元件如何连接，全部由使用者（编写程序）来决定。根据写入程序的不同，FPGA可以实现功能不同切换；而且FPGA灵活度高，可以支持不同种类算法。
FPGA有优势自然也有缺点，因为是定制DIY，其芯片产量远不及CPU和GPU，并且编程难度较大，设备成本较高。FPGA减少了CPU/GPU挖矿中不能利用部分晶体管，虽然比同时代算力性能相对于CPU/GPU矿机不占优，但功耗要低很多。
ASIC矿机
随着加密货币的价值越来越高之后，专业化的公司也涉足进来，催生出了挖矿设备的终极形态出现，这就是ASIC（Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路）
针对加密货币专门从零开始设计一款新的芯片，芯片设计的难度非常大，芯片生产（流的启动成本极高。ASIC矿机的芯片是完全针对PoW算法开发，ASIC矿机的运算速度非常快，比FPGA矿机运算速度高一个数量级，单位能耗下完成的挖矿效率也更高。
目前全球最大的ASIC矿机生产商是比特大陆，凭借自行研发的挖矿芯片，其生产的蚂蚁矿机几乎垄断了整个市场。
三 结语
总体上说，矿机的演进过程为: 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，在币圈也同样适用，随着技术进步的速度不断加快，币圈的挖矿产业也许会迎来新的增长。
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