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资料来源：Xiangfu Liu，www.openmobilefree.net
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FPGA的工作原理是在追求定制硬件的最佳性能的同时，用户可以现场调试或者修改硬件参数。相比之下，常用的硬件是在出厂之前就设计好的，以后是无法更改定制而只能永远做同样的工作。
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FPGA比GPU的性能好，特别是在数位操作（bit fiddling）方面FPGA很轻易就可以做到。FPGA也很容易冷却，不像GPU，FPGA理论上可以使用硬件板卡上的每一个晶体管进行挖矿运算。跟GPU一样，可以将很多FPGA堆叠在一起，通过一个中央处理单元来驱动所有的FPGA，如图5.8所示。总体来说，相比显卡堆叠，我们可以构建一个更加干净整洁的大型FPGA阵列。
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精心使用FPGA可以使得运算速度上升到1GH/s，也就是每秒10亿次哈希运算。这显然比CPU或者GPU在性能上都有很大的提高，不过即使你有100块每秒运算1GH/s的FPGA板，在2015年早期的比特币难度之下，平均仍旧需要100年的时间才能找到一个有效区块。
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虽然性能提高了，但由于以下几个原因，用FPGA挖矿的时代也非常短暂：首先，使用FPGA来挖矿其实更加困难——几乎需要一直超频使用——这远超FPGA供普通消费者而设定的频率。因为这个原因，很多人在用FPGA挖矿的时候经常看到各种报错和故障。其次，优化FPGA的32位加法处理上十分困难，而这在SHA-256的运算中非常关键。最后，FPGA在多数商店都买不到，而且相比GPU来说，只有少数人才知道怎么搭建FPGA并进行相应的编程。
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最重要的是，即使在性能功耗比方面，FPGA相比GPU的提升也不是很高，这就使得用FPGA挖矿只是一个短期现象。尽管GPU挖矿的时代持续了大约一年，而FPGA存在的时间更加有限——仅仅存在了几个月，之后定制化的专用集成电路技术（Application Specific Integrated Circuits，简称ASIC）就诞生了。
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专用集成电路技术挖矿
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当今的挖矿市场主要被ASIC所主导。这些IC芯片（集成电路芯片）被设计、制造、优化，就是为了比特币挖矿这个唯一目的。有几个大型的供应商出售这些芯片，消费者可以买到不同种类的ASIC矿机——较大型但略微昂贵点的款式，或者更加小巧的，当然还有一些可以节省能源的环保型等。
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设计ASIC芯片需要非常专业的知识，它们所需要的研发周期也比较长。尽管如此，比特币ASIC芯片的设计制造过程（从发现问题到制作出解决问题的芯片）出乎意料地迅速，甚至打破了芯片行业的业界纪录。但弊端是前几代的早期芯片的设计有许多缺陷，而且大多数芯片没有达到它们所承诺的性能指标。但现在的比特币矿机芯片技术，已经相当成熟可靠了。
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到2014年年底，ASIC芯片的寿命十分短暂，原因是整个网络的运算能力不断地快速上升。绝大部分早期的ASIC芯片在6个月后就被淘汰了。在这段时间里，大部分的利润都是在早期实现的（后期几乎没有什么利润了）。矿工往往在ASIC芯片“保鲜期”的前6个星期可以实现整个利润的一半，这就使得芯片的出货速度显得至关重要。基于这个行业的不成熟，许多矿工经常遇到延迟出货的情况，有些芯片送到客户手上的时候已经快要被淘汰了。由于比特币的全网运算能力已经稳定下来，现在的比特币挖矿设备有比较长的寿命，但在早期，失望的客户对供应商的欺诈控诉的事件时有发生。
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在比特币历史的大部分时间里，挖矿的经济效益对小矿工来说一直不是很好，这些小矿工们需要通过在线预定矿机，等待矿机生产送货，然后再开始挖矿赚钱。实际上，大多数情况下，由于不断增加的挖掘难度，很多人是一开始就注定要亏钱的。好在到2013年的时候，比特币价格大涨，彻底扭转了比特币矿工亏钱的状况。实际上，挖掘比特币一直是一个很昂贵的投资，因为要赌注比特币的价格会上升，即使是在挖掘比特币中赚钱的那些矿工，如果能够把投资于挖掘设备的钱直接用于购买比特币，并在盈利时卖掉，这样他们的状况会更好些。
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如今你仍然可以购买矿机，我们也不会劝阻你通过这种方式去了解比特币和加密数字货币，但是我们再次强调，这不是一个明智的生财之道。考虑到矿机运行所需要耗费的电力成本以及冷却成本，大多数ASIC矿机都无法靠挖矿来赚回成本。
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如今：专业挖矿的天下
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在今天，挖矿已经从个人领域转到了大型专业挖矿中心。为了保持竞争优势，运作这些挖矿中心的公司不愿意公布其运营细节。据猜测，这些运营者大量采购打过折的更新的功效更高的ASIC矿机而不是采购那些能够直接出售给个人的ASIC矿机来维持利润。
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图5.9就是一个在格鲁吉亚运作的挖矿中心的图片。
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图5.9 Bitfury的挖矿中心
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注：在格鲁吉亚运作的专业挖矿中心。
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要建立一个挖矿中心，需要具备三个重要因素：气候、电费、网络接入速度。尤其是要找一个气温偏寒的地方，这样可以节省冷却费用（大型计算中心会产生大量的热量，如不马上降温，会损害矿机）。冷却是比特币挖矿最大的挑战，其挖矿本身的耗电量，用单位面积来算要超过传统的数据中心，所以也会产生差不多当量的热量需要冷却。当然那里的电费要便宜。另外，接入网速要快，使得与比特币网络中的其他节点更快速地链接，这样当新的区块被广播出来的时候，你可以很快监听到。基于这些考量，所以格鲁吉亚和冰岛成为比特币挖矿中心的首选之地。
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与挖金矿的相似之处
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尽管比特币挖矿这个名词起得很有意思，如果回顾比特币挖矿的发展历程，我们就不难发现其与历史上的挖金矿有着有趣的相似之处。它们都开始于类似的淘金者热潮，很多年轻人和业余爱好者积极地参与其中。
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比特币挖矿经历了一个逐渐演化的过程：从CPU到GPU，再到FPGA，最终达到现在的ASIC。而历史上的挖金矿则是从个人拿着盘子在沙里淘金，到一小群人用流沙槽来淘金，再到一群人用水冲刷金山来淘金，直到现代机械化露天挖矿（如图5.10）。比特币与黄金都从个人操作为主逐步演变为大公司专业运作。另外一个相似点就是，大多数的利润都被设备制造商拿走了，不管是黄金采掘设备还是比特币ASIC矿机生产商，而埋单的都是那些希望一夜致富的人。
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图5.10 比特币和黄金的挖矿进程