当记者摩根（Morgen E.PECK）抵达目的地内蒙古鄂尔多斯市时，才刚刚早上 8 点。然而此时的空气就已经闷热难耐了。负责招待摩根的人开车送他穿过一扇门，经过一个睡眼惺忪的保安，进入一个工业庭院——这个庭院一直延伸到目之所及的干燥贫瘠的乡村。他的面前是 9 个仓库，屋顶都是亮蓝色的，每个仓库都印有 Bitmain 的标识。

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引子

比特大陆（Bitmain）是一家总部位于北京的中国公司，可以说是比特币行业最重要的公司之一。比特大陆生产并出售比特币挖矿设备（俗称“矿机”），这些矿机为其所有者源源不断“开采”新的比特币。比特大陆的业务不仅含利用本公司生产的矿机进行挖矿，还包括了持有更大规模挖矿公司的股份，以股东身份参与决策，并提供矿机设备。

比特大陆 CEO 吴忌寒当时说，目前运营的比特币挖矿平台中有 70% 是由他的公司制造的。而且，根据英国剑桥大学在 2016 年底进行的一项研究，这些机器中的大多数很可能是插在中国某个地方的插座上的。

几年前，比特大陆收购了这家位于内蒙古的矿厂，并把它变成了比特币网络上最强大的造币工厂之一。它将电代谢成钱。根据计算，比特大陆所拥有的大约 21000 台矿机的算力占所有计算能力的 4% 左右。

就像数吨重的镇纸一样，这些机器压在分布于全球的比特币交易账簿上，让它的书页永远不会翻倒。这是现有比特币供应得到保障的地方。摩根感叹道：“新比特币的盛宴就在这里举行。”

为什么挖矿这一行为在当今社会如此风靡？人们是如何为之疯狂投入资金的？中国又何以一度成为世界上拥有最多矿机的国家？

不要着急，接下来本文将围绕这些问题，与摩根一起，通过研究比特大陆公司逐渐展开这幅巨大的画卷。

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挖矿流程

挖比特币的过程就像买彩票一样。比特币矿工竞相生成固定长度的哈希字母数字字符串，这些字符串是从任意长度的数据计算出来的。他们从三种数据组合中生成哈希 : 新的比特币交易块、区块链上的最后一个块和一个随机数。这些被统称为当前区块的块头。每次矿工用一个新的随机数对区块头执行哈希函数时，他们都会得到一个新的结果。

为了赢得这张彩票，矿工必须找到一个以一定数量的零开始的散列。需要多少个零是一个变化的参数，由比特币网络的计算能力决定。平均每两周，挖矿软件就会通过查看新增比特币交易区块的速度来自动调整难度级别所需的前导零的数量。该算法的目标是区块之间的延迟为 10 分钟。

当矿工提高网络上的计算能力时，他们暂时增加了块创建的速度。网络感知到变化，然后逐步提高难度水平。当矿工的计算机找到一个成功的哈希值时，它会将区块报头广播给比特币网络中的下一个对等体，后者会检查区块报头，然后进一步传播。接下来会发生两件事：第一，新的交易被添加到比特币区块链分类帐中，获胜的矿工将获得新铸造的比特币作为奖励；第二，矿商还将收取小额费用，用户自愿将这些费用附加到交易中，以此将他们推到队伍的前面。它最终是一种用电力交换货币的方式，由大量的计算能力介导。

单个矿工中这张彩票的概率完全取决于该矿工生成新哈希值的速度，相对于所有其他矿工的总和。在这种情况下，挖矿更像是抽奖，你买的彩票越多，你的名字就越有可能被抽到。

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矿机源动力

正如前文所述，挖矿流程促使矿商竞相收集速度最快、能效最高的芯片。对更快设备的需求催生了一个完全满足比特币矿工计算需求的新行业。直到 2013 年底，通用显卡和现场可编程门阵列 (FPGA) 的强大功能还足以让矿工参与竞争。但就在同一年，公司开始销售被称为专用集成电路 (ASIC) 的计算机芯片，这种芯片是专门为计算比特币哈希算法而设计的。

今天，ASIC 是所有大型设施的标准技术，包括鄂尔多斯的矿场。2013 年，当比特大陆开始生产 ASIC 时，这个领域充满了竞争对手：跨国 ASIC 制造商 BitFury、斯德哥尔摩的 KnCMiner、美国蝴蝶实验室、北京迦南创意，还有大约 20 家类似的公司分布在中国各地。比特大陆通过提供大量优质产品而获得了优势，这是业内其他公司都无法做到的壮举。

鄂尔多斯的设施几乎完全塞满了 Bitmain 性能最好的钻机，Antminer S9。根据该公司的规格，S9 每秒可以产生 14 万亿哈希，同时每十亿哈希消耗约 0.1 焦耳的能量，总共约 1400 瓦 (大约相当于一台微波炉的消耗)。尽管 BitFury 声称其生产的芯片的性能与 S9 所用的芯片几乎相同，但该公司将它们打包成一个非常不同的产品。它被称为 BlockBox，是一个完整的比特币挖掘数据中心，BitFury 将其放在一个存储器中运送给客户。而北京的迦南创意公司仍在向公众销售采矿钻机，但只提供一种产品“AvalonMiner 741”，其功率只有 S9 的一半，而且效率略低。

Antminer S9 搭载了台湾半导体制造公司台积电 (世界最大代工企业) 生产的 189 块 ASICc，采用了 16 纳米制程。每个 ASIC 有 100 多个核，每个核都独立运行，运行比特币的 SHA-256 哈希算法。机器顶部的控制板协调工作，下载区块头以进行哈希，并将问题分发给所有哈希引擎，然后将解决方案和获得解决方案的随机数反馈给它们。

比特大陆集成电路设计总监彼得•霍尔姆对此解释道 :“有点像蚁群，控制板是指挥工人的女王。”

所有的挖矿行为，包括 Bitmain 的，都在执行本质上相同的 SHA-256 哈希算法的计算，即使它们的方法有点不同。标准算法需要 64 步才能完成，但在比特币中，它会为每个区块头运行两次，这意味着一个完整的回合需要 128 步——如果把这个倍数放到整个挖矿产业的尺度来看，就达到了极大的计算规模。

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矿场——挖矿的工作环境

当谈及挖矿时，人们往往只注意芯片这一动力，却少有人深入矿场——也就是挖矿前线。然而，工作环境的特点往往能体现出该工作某些不易被发现的特点。因此，我们将跟随摩根进一步深入探索矿场，看看在网络上火热的挖矿是如何在现实中进行的。

在鄂尔多斯的仓库里，黑暗、嘈杂、风很大。一名员工带摩根进入了厂房。仓库的一面墙上的窗户都被从框架上拆了下来，取而代之的是扭曲的、紧紧包裹着的金属条，上面的水管将水浇在这些金属条上。

员工走到两个装满采矿设备的架子之间的一扇门前，带摩根走了进去。他们站在一个空的，明亮的空间，这个空间可以作为设施的热量转储。另一边所有采矿机器的排气扇都从金属墙上的小洞里伸出来，将热空气喷射到空间里，然后通过另一堵满是巨型金属风扇的墙将热空气吹到外面。

由于 Antminers 需要保持在 38 摄氏度以下，所以内蒙古不算采矿设施的理想地点，灰尘也是个问题，这就是为什么人们走过的每个仓库的内部都被一个精细的滤布罩着。

虽然取暖对鄂尔多斯的煤矿来说绝对是个问题，但那里的电力非常便宜，每千瓦时只有 4 美分，有政府补贴。这是英国平均价格的五分之一。该设施唯一的其他成本是矿机本身和维持其运行的几十名员工的工资。这名年轻的员工（下文以其姓氏张三代称）就是其中的一员。

张三最近刚从内蒙古大学毕业，几个月前才开始在这家煤矿工作。他说自己是一名技术员，然后指着一名站在气动升降机上的男子，他正从机架上拉出一台矿机。“这就是我的工作。”

考虑到摩根访问鄂尔多斯时（2017 年 10 月）比特币的价格，该设施的每个采矿平台每天能赚大约 10 美元的比特币。按照这个速度，整个工厂 (容纳了 2 万多台 Antminer 矿机) 每年可以带来 7000 万美元或更多的收入。这只是比特大陆运行的设施之一。