第四节 矿池与矿机

矿池的作用是汇集零散、独立的计算资源,通过统一软件的调度,对挖矿的计算量进行拆分和分配,形成一个强大的虚拟矿工,增加单个矿工的稳定收益,减小失败风险。矿工的收益则在矿池抢到记账权后,根据特定的规则进行分配。

由于全网算力的增加和矿池的兴起,现在单个矿工想通过独立挖矿获得比特币已经几乎不可能,加入矿池、按照自己的贡献度获取比特币已经成为矿工的唯一选择。当前比较著名的矿池有:

(一)Deepbit

Deepbit是一个老牌矿池,以稳定性著称。使用Deepbit矿池进行挖矿的步骤如下:

1)在Deepbit网站上注册账户。

2)登录网站,填写比特币钱包地址,设置挖矿设备(Worker)。

3)下载比特币挖矿软件,例如poclbm-GUI miner(推荐GPU矿工使用)、m0mchil's GPU miner(无GUI界面,推荐GPU矿工使用)、phoenix GPU miner、Diablo's GPU miner、puddinpop's GPU/CUDA miner(nVidia显卡专用)或Ufasoft's CPU miner。

4)启动挖矿软件。

5)在挖矿软件中创建采矿器,服务器选择Deepbit,并按照Deepbit上填写的挖矿设备信息输入Email和密码。

6)开动矿机,等待收益。

Deepbit的特点为:

1)采用长轮询(long-polling)机制通知挖矿设备有关新区块的信息,降低“过期贡献(stale shares)”的数目(可减少0.5%~1.5%)。

2)只要抢到记账权就给矿工分成,即使该区块后来被废弃(大约0.5%~1.2%的几率);

3)挖矿设备无响应时会给矿工发Email。

4)矿工可随时点击“即时支付(Instant payout)”按钮拿走自己的收益。

5)矿工可选择两种支付模式:按次付费(Pay Per Share)--挖矿软件每提交一个计算结果,就得到固定数额的比特币。此方式的收入固定的,但是费用较高,因为矿池承担了长时间挖不出比特币的风险。如果矿工期望稳定的收益,可以选择此模式。按比例付费(Proportional)--每挖到一个比特币块,就会按照某矿工的计算量占挖到该比特币块所需总计算量的比例分配比特币给该矿工。此种分配方式获得的收益是变化的,这是因为挖到比特币所需的时间是随机的。

6)具有竞争力的价格:按次付费每次向矿工支付0.00000034220501014个比特币;按比例付费只收取低于3%的手续费。

7)即时分账,无需等待;

8)公开、免费注册,不限制用户或连接的数目。

(二)BTC Guild

BTC Guild是目前最大的矿池,计算能力超过150TH/秒,估计很快会达到200TH/秒。使用BTC Guild矿池挖矿的步骤与Deepbit类似:

1)在BTC Guild网站上注册帐号。

2)注册完成并登陆成功后,对电子邮件、时区、监控挖矿状态、团队、钱包地址进行设置。

3)在网站上创建挖矿设备,有几个GPU核心就需要创建几个挖矿设备;

4)启动挖矿软件;

5)在挖矿软件中创建采矿器,选择BTC Guild服务器,并按照BTC Guild上填写的挖矿设备信息输入名字和密码。

6)开动矿机,等待收益。

BTC Guild的支付模式也分两种,一种与Deepbit相同:按次付费(PPS),现在矿工每次可获得的收益为0.0000003517107057,略高于Deepbit的0.00000034220501014。另一种则称为按最后N次付费(Pay Per Last N Shares --PPLNS),这种支付方式的计算比较复杂:

首先,把所有用户提交的计算次数(share)打包分为一组,每组称为一个“轮次(shift)”,目前每个轮次大约由9千万个share组成。一个轮次完成后,该轮次被称为“开放轮次”。依次完成10个轮次后,这10个里面最早的轮次就关闭了。

在一个轮次处于开放状态时,矿池发现的任何区块的收益将支付给所有开放的轮次(共10个,每个轮次均分收益的10%),这意味这即时一个矿工暂停挖矿了,它依然可以从尚未关闭的轮次中获得收益。PPLNS中每个轮次支付的收益如下:

((区块价值+交易手续费)/10)-矿池费用(3%)

这个收益再均分给在该轮次中提交的约9千万个share。当然,PPLNS收益也是不固定的。如果矿池的运气好,抢到的区块多,矿工就会挣的多一些。长期来看--例如按照几个月的跨度计算--矿工选择PPLNS模式会比PPS多挣约5%。

(三)aka Slush矿池bitcoin.cz

Slush是比特币历史上的第一个大型矿池,产出一般但很稳定。其使用方式与其它矿池相同,支付模式则杜绝大锅饭,严格按照计算力贡献比例分配收益,上一轮的收益不会带入下一轮,只有参与抢得记账权轮次里的所有矿工才有资格获得收益。

Slush矿池收取的手续费较低(2%),它还有一些独特之处:

1)诚实劳动、终身服务:用户需要相信矿池管理员,因为如果管理员使坏的话,矿池根本无法防范。Slush矿池自2010年12月以来持续运行,拥有长期的稳定、精确支付历史。

2)支持Stratum协议:该挖矿协议为高速ASIC矿工设计,网络开销极小。

3)基于分数的回报系统:矿池采用公平的收益分配方案,已从数学上证明了这可以防止矿池的剧烈波动。

其他矿池还有50BTC、ASICMiner等,选择矿池除了考虑稳定性、收益、手续费这些问题之外,一定要注意矿池的诚实度,因为矿池完全有办法把集体挖到的比特币多分给自己一点,甚至可能欺骗矿工、独占收益。因此诚实、可靠应该是矿池的首要品质,否则矿工连被骗了都不知道,即使知道也很难讨回自己的应得收益,因为比特币世界的一切都依靠信任和算力,没有强制执行手段。

与此同时,由于矿池汇聚大量的计算资源,形成了强大的算力,在处处依靠算力投票的比特币世界里,矿池俨然是一个个封疆大吏,在比特币事务上拥有一定的发言权和影响力。2013年3月,比特币0.7版和0.8版客户端因区块大小限制的不同而导致不兼容,互不承认对方的有效性,比特币网络面临分裂的危险局面。比特币社区发出警报之后,几大矿池迅速响应社区的呼吁,将客户端切换到了旧的版本,仅用了几个小时便化解了这次危机。可以说,这次事件在一定程度上考验了矿池,也可视为一次“算力民主”的胜利。

矿机是专为比特币挖矿设计和优化的硬件,目的是大幅度提高挖矿设备的计算能力,使矿工在记账权的惨烈争夺中占据有利地位。比较著名的矿机有阿瓦隆(Avalon)、ASICME、烤猫(ASICMiner)和蝴蝶机(Butterfly)。

(四)阿瓦隆(Avalon)矿机

早在2011年下半年,国内的南瓜张博士就推出了第一代FPGA矿机,单卡速度高达360MH/秒,价格为600美元,超过GPU速度的数倍。该矿机引起轰动,供不应求,南瓜张一举成名。经过两个月的优化,第二批FPGA矿机的单卡速度提升至400MH/秒,价格降为569美元(如果要进行二次开发,还需购买69美元的开发套件)。

FPGA矿机实际上是电脑的一个外设,据南瓜张博士介绍:电脑上的程序申请任务,用串口发给FPGA,FPGA内部有个控制模块,把这个任务再转给运算核心,这个运算核心的hash能力就是理论速度。FPGA最大的优势是便于集群,可以用一台电脑连接几十个FPGA矿机,达到几G甚至几十GH/秒的运算速度,这在当时就是逆天的神器。

FPGA矿机极大提高了运算速度,但是由于其功耗较高,速度的进一步提升存在瓶颈。因此矿机界纷纷把目光投向了ASIC技术,开始研制ASIC芯片。南瓜张也与时俱进,转向ASIC芯片的研发,并于2013年1月份交付首台阿瓦隆矿机,该矿机每模组的运算能力高达66GH/秒。阿瓦隆矿机共销售的3个批次。

由于ASIC芯片设计与生产的成本巨大,而外设的匹配耗费的资源更高,并不利于充分发挥阿瓦隆团队的核心优势。因此,阿瓦隆团队在成功推出矿机之后宣布转型,开源除阿瓦隆芯片以外的硬件解决方案,不再出售组装好的矿机,成为专门的芯片研制与供应商。其一代芯片采用100nm的制作工艺,二代芯片拟采用55nm工艺,本预计2013年10月中旬开始销售,但是截止到11月初,传来的只有跳票消息。

(五)烤猫(ASICMiner)矿机

相比成立仅3个多月的ASICME,烤猫团队的资格要老一些,名气也更大。作为深圳的一家比特币挖矿公司,它长时间占据世界冠军的宝座。烤猫在2012年8月通过众筹模式筹集到约10万美元,当年年底制造出矿机的芯片样品,其矿机主要用于自家挖矿,目前烤猫矿机的算力占据整网算力的20%~30%,实力强大。

2013年4月16日,烤猫对外公开发售矿机,率先拍卖第一批10台刀片挖矿机,最终成交价为每台75个比特币。5月4日又发布USB矿机并在全球销售,超过10000台被一抢而空。5月13日,烤猫公司又宣布面向全球销售刀片矿机,市场反应良好,截止7月初的销量已超过500台。

烤猫的刀片矿机分为两种,一种算力为10GH/秒,功耗在70W左右,另一种迷你型的算力为5GH/秒,功耗减半。这两种矿机可以可以自由组合,再配上电源和风扇,可以组成算力更为强大的矿机。8月份,烤猫启动新一轮刀片矿机的销售,价格为3.5个比特币,7个小时后,全部卖完。

烤猫矿机最大的优势只卖现货,省却用户等待的时间和风险,但是普遍认为其定价较高。

(六)蝴蝶(Butterfly)矿机

蝴蝶实验室(Butterfly Labs)是一家美国的矿机研制机构,其最大特点是雷声大、雨点小,产品跳票严重。

在FPGA时代,蝴蝶实验室就开始研制比特币矿机,除了2012年初个别美国矿工收到过蝴蝶FPGA矿机(算力约为820MH/秒)外,就没有了下文。在阿瓦隆和烤猫发布ASIC矿机之后,蝴蝶实验室也宣称要推出ASIC矿机,而且首批产品就打算采用65nm工艺,瞬间在业内引起轰动,名声大噪。

然而,蝴蝶矿机从2012年6月开发预定,整整一年之后,少量预定者才收到他们的5G矿机,所有预定的5G矿机何时能发货完毕尚不得而知,至于100G、500G等等大机器的订单就更是遥遥无期。2013年8月,蝴蝶实验室又推出了采用28nm工艺的600G矿机,声称发货日期为2013年11月或12月,价格为4680美元。这批矿机能否如期交付、会跳票多久,仍然有待观察。

随着挖矿设备的持续升级,大量专用矿机投入市场,尤其是ASIC矿机的出现,意味着普通用户依靠CPU或GPU已经基本上不可能挖到比特币了。据估算,目前矿机提供的算力已经达到整网算力的90%以上。而作为矿工,要继续从事挖矿这份有前途的事业,购买专业矿机已是必然选择。但是,由于比特币矿机多为期货,交货周期动辄数月,矿工在购买矿机之前一定预测未来的算力增长情况,详细测算投资收益比。否则,很有可能出现矿机一入手就开始赔钱,进而永远无法收回成本的情况。

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