一、显卡怎么挖矿***如何设置GPU挖矿设备

设置挖矿设备的第一步是选择合适的硬件。本文将重点讲 GPU(显卡)挖矿，当然你可以使用CPU或者 ASIC设备挖矿。 AMD显卡的架构对挖矿非常有利， Nvidia卡由于哈希率特低，不适于挖矿。最好的 Nvidia显卡也不足 0.5 megahash。笔记本硬件挖矿还比不上 Nvidia卡，是挖矿的糟糕选项。您需要使用台式机系统进行挖矿。有台式机系统可以确保硬件充分冷却。

显卡或卡需要能够和主板匹配，电源也必须有足够的 PCI-E接头。在确定显卡前，要注意这些。为了让系统充分冷却，你需要将机箱的盖子拆下，以便更好地散热。这就是人们所说的“open- air rig(开放设备)”。如果你能让系统对准风扇或空调，你可以让设备在运行时更加凉爽，从而延长设备寿命并保持高效。

二、比特币矿池的协议stratum

转自：

getblocktemplate协议诞生于2012年中叶，此时矿池已经出现。矿池采用getblocktemplate协议与节点客户端交互，采用stratum协议与矿工交互，这是最典型的矿池搭建模式。

与getwork相比，getblocktemplate协议最大的不同点是：getblocktemplate协议让矿工自行构造区块。如此一来，节点和挖矿完全分离。对于getwork来说，区块链是黑暗的，getwork对区块链一无所知，他只知道修改data字段的4个字节。对于getblocktemplate来说，整个区块链是透明的，getblocktemplate掌握区块链上与挖矿有关的所有信息，包括待确认交易池，getblocktemplate可以自己选择包含进区块的交易。

挖矿有两种方式，一种叫SOLO挖矿，另一种是去矿池挖矿。前文所述的在节点客户端直接启动CPU挖矿，以及依靠getwork+cgminer驱动显卡直接连接节点客户端挖矿，都是SOLO挖矿，SOLO好比自己独资买彩票，不轻易中奖，中奖则收益全部归自己所有。去矿池挖矿好比合买彩票，大家一起出钱，能买一堆彩票，中奖后按出资比率分配收益。理论上，矿机可以借助getblocktemplate协议链接节点客户端SOLO挖矿，但其实早已没有矿工会那么做，在写这篇文章时，比特币全网算力1600P+，而当前最先进的矿机算力10T左右，如此算来，单台矿机SOLO挖到一个块的概率不到16万分之一，矿工（人）投入真金白银购买矿机、交付电费，不会做风险那么高的投资，显然投入矿池抱团挖矿以降低风险，获得稳定收益更加适合。因此矿池的出现是必然，也不可消除，无论是否破坏系统的去中心化原则。

矿池的核心工作是给矿工分配任务，统计工作量并分发收益。矿池将区块难度分成很多难度更小的任务下发给矿工计算，矿工完成一个任务后将工作量提交给矿池，叫提交一个share。假如全网区块难度要求Hash运算结果的前70个比特位都是0，那么矿池给矿工分配的任务可能只要求前30位是0（根据矿工算力调节），矿工完成指定难度任务后上交share，矿池再检测在满足前30位为0的基础上，看看是否碰巧前70位都是0。

矿池会根据每个矿工的算力情况分配不同难度的任务，矿池是如何判断矿工算力大小以分配合适的任务难度呢？调节思路和比特币区块难度一样，矿池需要借助矿工的share率，矿池希望给每个矿工分配的任务都足够让矿工运算一定时间，比如说1秒，如果矿工在一秒之内完成了几次任务，说明矿池当前给到的难度低了，需要调高，反之。如此下来，经过一段时间调节，矿池能给矿工分配合理难度，并计算出矿工的算力。

矿池通过getblocktemplate协议与网络节点交互，以获得区块链的最新信息，通过stratum协议与矿工交互。此外，为了让之前用getwork协议挖矿的软件也可以连接到矿池挖矿，矿池一般也支持getwork协议，通过阶层挖矿代理机制实现（Stratum mining proxy）。须知在矿池刚出现时，显卡挖矿还是主力，getwork用起来非常方便，另外早期的FPGA矿机有些是用getwork实现的，stratum与矿池采用TCP方式通信，数据使用JSON封装格式。

先来说一下getblocktemplate遗留下来的几个问题：

矿工驱动：在getblocktemplate协议里，依然是由矿工主动通过HTTP方式调用RPC接口向节点申请挖矿数据，这就意味着，网络最新区块的变动无法及时告知矿工，造成算力损失。

数据负载：如上所述，如今正常的一次getblocktemplate调用节点都会反馈回1.5M左右的数据，其中主要数据是交易列表，矿工与矿池需频繁交互数据，显然不能每次分配工作都要给矿工附带那么多信息。再者巨大的内存需求将大大影响矿机性能，增加成本。

Stratum协议彻底解决了以上问题。

Stratum协议采用主动分配任务的方式，也就是说，矿池任何时候都可以给矿工指派新任务，对于矿工来说，如果收到矿池指派的新任务，应立即无条件转向新任务；矿工也可以主动跟矿池申请新任务。

现在最核心的问题是如何让矿工获得更大的搜索空间，如果参照getwork协议，仅仅给矿工可以改变nNonce和nTime字段，则交互的数据量很少，但这点搜索空间肯定是不够的。想增加搜索空间，只能在hashMerkleroot下功夫，如果让矿工自己构造coinbase，那么搜索空间的问题将迎刃而解，但代价是必要要把区块包含的所有交易都交给矿工，矿工才能构造交易列表的Merkleroot，这对于矿工来说压力更大，对于矿池带宽要求也更高。

Stratum协议巧妙解决了这个问题，成功实现既可以给矿工增加足够的搜索空间，又只需要交互很少的数据量，这也是Stratum协议最具创新的地方。

再来回顾一下区块头的6个字段80字节，这个很关键，nVersion，nBits，hashPrevBlock这3个字段是固定的，nNonce，nTime这两个字段是矿工现在就可以改变的。增加搜索空间只能从hashMerkleroot下手，这个绕不过去。Stratum协议让矿工自己构造coinbase交易，coinbase的scriptSig字段有很多字节可以让矿工自由填充，而coinbase的改动意味着hashMerkleroot的改变。从coinbase构造hashMerkleroot无需全部交易，

如上图所示，假如区块将包含13笔交易，矿池先对这13笔交易进行处理，最后只要把图中的4个黑点（Hash值）交付给矿工，同时将构造coinbase需要的信息交付给矿工，矿工就可以自己构造hashMerkleroot（图中的绿点都是矿工自行计算获得，两两合并Hash时，规定下一个黑点代表的hash值总是放在右边）

。按照这种方式，假如区块包含N笔交易，矿池可以浓缩成log2(N)个hash值交付给矿工，这大大降低了矿池和矿工交互的数据量。

Stratum协议严格规定了矿工和矿池交互的接口数据结构和交互逻辑，具体如下：

1.矿工订阅任务

启动挖矿机器，使用mining.subscribe方法链接矿池

返回数据很重要，矿工需本地记录，在整个挖矿过程中都用到，其中：

Extranonce1，和 Extranonce2对于挖矿很重要，增加的搜索空间就在这里，现在，我们至少有了8个字节的搜索空间，即nNonce的4个字节，以及 Extranonce2的4个字节。

2.矿池授权

在矿池注册一个账号，添加矿工，矿池允许每个账号任意添加矿工数，并取不同名字以区分。矿工使用mining.authorize方法申请授权，只有被矿池授权的矿工才能收到矿池指派任务。

3.矿池分配任务

以上每个字段信息都是必不可少，其中：

有了以上信息，再加上之前拿到的Extranonce1和Extranonce2_size，就可以挖矿了。

4.挖矿

1)构造coinbase交易

用到的信息包括Coinb1, Extranonce1, Extranonce2_size以及Coinb2，构造很简单：

为啥可以这样，因为矿池帮矿工做了很多工作，矿池已经构建了coinbase交易，系列化后在指定位置分割成coinb1和coinb2，coinb1和coinb2包含指定信息，比如coinb1包含区块高度，coinb2包含了矿工的收益地址和收益额等信息，但是这些信息对于矿工来说无关紧要，矿工挖矿的地方只是Extranonce2的4个字节。另外Extranonce1是矿池写入区块的指定信息，一般来说，每个矿池会写入自己矿池的信息，比如矿池名字或者域名，我们就是根据这个信息统计每个矿池在全网的算力比重。

2)构建Merkleroot

利用coinbase和merkle_branch，按照上图方式构造hashMerkleroot字段。

3)构建区块头

填充余下的5个字段，现在，矿池可以在nNonce和Extranonce2里搜索进行挖矿，如果嫌搜索空间还不够，只要增加Extranonce2_size为多几个字节就可轻而易举解决。

5.矿工提交工作量

当矿工找到一个符合难度的shares时，提交给矿池，提交的信息量很少，都是必不可少的字段：

矿池拿到以上5个字段后，首先根据任务号ID找出之前分配任务前存储的信息（主要是构建的coinbase交易以及包含的交易列表等），然后重构区块，再验证shares难度，对于符合难度要求的shares，再检测是否符合全网难度。

6.矿池给矿工调节难度

矿池记录每个矿工的难度，并根据shares率不断调节以指定合适难度。矿池可以随时通过mining.set_difficulty方法给矿工发消息另其改变难度。

如上，Stratum协议核心理念基本解析清楚，在getblocktemplate协议和Stratum协议的配合下，矿池终于可以大声的对矿工说，让算力来的更猛烈些吧。

三、矿视界译文:比特币矿工流浪记

加密货币监管促使矿工远走他乡寻找更便宜、更环保的能源地

六月下旬的一个周末，数百名阴郁的比特币矿工挤进了中国西部的一家豪华酒店。他们遇到了一个大麻烦：就在几周之前，中国政府出于对环境问题和潜在金融风险的担忧，开始在境内大规模严打加密货币挖矿。现在这些矿工聚在一起想要弄清楚如何将数百万台矿机运出国外。

矿工们坐在成都盛美利亚酒店大厅里的一排排白色椅子上，聚精会神地听着全球最大的矿机制造商比特大陆高管们的演讲；焦虑地谈论着在当地继续挖矿的黯淡前景；比较着美国德克萨斯州和哈萨克斯坦的能源基础设施。

现场还涌现出了一些提供中介服务的服务商，他们愿意帮矿工与美国、中亚和欧洲的数据中心牵线。他们还警告说，如果大家都盲目地一齐涌入一个新市场将会增加所有公司的成本。活动现场的一张宣传幻灯片上写着：“团结在一起，抱团取暖，向恶性竞争说不。”

比特大陆位于韩国的矿场

会议召开仅几个小时后，形势的紧迫性就显现出来了。当中国矿工Alex打电话到成都郊外检查他的机器情况时，他的同事告诉他，地方当局刚刚切断了矿场的电源，所有的矿机都停运了。

“我所有的钱都花光了，机器关机将意味着我每天都在赔钱。” Alex无奈地说道。

中国矿工将被迫放弃丰富的煤炭和咆哮的河流带来的廉价电力，背井离乡踏上寻求电力之路。就像一个多世纪前矿工冲向加利福尼亚和阿拉斯加的金矿一样，比特币矿工现在正在冲向所有他们能找到的廉价、可靠的电力来源地。而他们的目的地选择将对这个强调去中心化的行业至关重要，同时对其他能源消耗行业也会产生很大影响，因为比特币挖矿将要与他们争夺绿色能源。

1、更便宜的电力

比特币矿机当然不会真的从地底下挖出任何东西来。典型的比特币矿场通常是由数千台计算机组成，专门用于运行复杂计算，维护加密货币网络安全。这些计算机堆放在仓库的货架上，并配有巨大的水冷风扇。在中国，这样的仓库通常选址在靠近电源的地方，例如独立的水电站和煤矿附属的火电站，电费约占矿工运营成本的80%。

最先完成计算的矿工将获得新铸造的比特币奖励，在中国收紧对比特币的监管之前，比特币币价在65,000美元上方，目前则已经跌到33,500美元左右。截至去年，全球约65%的比特币挖矿发生在中国。

中国的邻国哈萨克斯坦凭借便宜的电力成为出走矿工的首选目的地。这个前苏联国家电力负荷超过22吉瓦，主要来自煤和天然气。它还与新疆地区接壤，后者曾经一度拥有全球36%的比特币算力。比特币矿工可以在哈萨克斯坦获得每千瓦时3美分的电力，同时这个国家也足够凉爽，数据中心不需要装空调来降温，这可以节省大约30%的电力消耗。

位于哈萨克斯坦埃基巴斯图兹附近的比特币矿场

Enegix是一家哈萨克斯坦的矿机托管服务商，他们在当地建有多个数据中心，矿工可以付费将机器托管在那里。

去年年底，该公司刚建成他们最大的一个站点，一个占地37英亩、总负荷180兆瓦的数据中心。该地区是一个工业中心，由除中国外世界上最大的燃煤发电站提供燃料。

6月之后，Enegix的销售负责人伊万诺夫就开始每天收到四川和内蒙古矿工发来的消息，询问关于搬迁的流程和手续。“我们将从中受益，而这些人已经部署在其他地方的所有基础设施将面临着毁灭性的损失，”他说。

Enegix的客户很快将通过飞机向哈萨克斯坦运抵10,000台矿机，其中包括比特大陆的 S19Pro和MicroBT的神马M21S。从中国陆路运输会更便宜，但路上可能会耽误数周时间，把这些时间用来挖矿就可以弥补机票的额外成本了。

另一家位于阿拉木图的比特币矿机托管公司的经营者Bekbauov最近也同样被消息淹没。

“很多中国人找到我们，想要寻求矿场用电方面的帮助，现在所有闲置负荷都被预定完了。”Bekbauov说。

但哈萨克斯坦的电力潜能是有限度的：根据彭博社新能源财经的数据，在过去20年中，其国家电网仅增加了3吉瓦的负荷，留给新增矿场的闲置资源并不多。Bekbauov现在不得不把顾客拒之门外。

Enegix的比特币矿机托管数据中心

2、可再生能源

对于一些矿工来说，迁出中国也正好是一个切换到清洁能源的机会。

很难说比特币挖矿产业到底带来了多大程度的环境污染，但比特币矿场选址的能源供应方式可以提供一个参照。据新华社报道，今年早些时候，在中国西部一个依赖燃煤电厂的矿场，数万台矿机每月能消耗约4500万千瓦时的电力，这大约是15000吨标准煤。放眼全球，比特币矿机消耗的电量与孟加拉国（一个超过 1.6亿人口的国家）差不多。

虽然其中的一部分电力是绿色的，但绝大部分还是来自燃烧化石燃料。今年早些时候，埃隆马斯克表示，考虑到比特币的碳排放，特斯拉公司将不再接受比特币支付。

根据国际能源署的规划，到2050年，可再生能源的能源比例需要从2020年的12%增加到2/3，以防止气温比工业化前的水平上升超过1.5摄氏度。包括中国、美国和欧盟在内的世界各国将不得不加快风电场和太阳能园区的建设，以积极实现碳排放目标。

加密矿工也正面临更大的动力使用“去碳化”能源以应对气候变化。今年早些时候，多家加密公司结成比特币挖矿联盟，共同发起了加密气候协议以应对批评，致力于促进挖矿行业转向100%可再生能源消耗。

风能和太阳能等可再生能源虽然很丰富，但随着汽车、家庭供暖和重工业越来越多地转向使用可再生能源，对它们的需求一直在激增。由于拥有充足的水力资源，北欧地区长期以来一直是一个受欢迎的清洁比特币挖矿地，但今年以来，随着该地区工业用户不断提高产量，水电资源濒临耗尽。

3、监管的担忧

矿工们还希望，不会在一天早上醒来看到他们的业务又将再次被取缔的消息。纳斯达克上市的中国矿业公司Bit Digital Inc.从去年10月份开始就将其在中国运营的30,000台矿机陆续转移到北美，因此今年5月的监管打击对Bit Digital来说几乎没有什么影响。

即使在美国，各州之间也存在监管差异。总部位于荷兰的矿业公司Cipher Mining，正在得克萨斯州和俄亥俄州搭建矿场，得克萨斯州是美国唯一一个取消对电网管制的州，而俄亥俄的电价极其低廉且有丰富的低碳电力来源。至于像纽约这样的州，由于立法者已经出台了限制加密挖矿法案，所以没有什么吸引力。

另外场地的气候环境也很重要，极端天气会对矿场造成很大的负面影响，对矿机造成物理损耗。

Bit Digital的一部分矿机被运往内布拉斯加州的一个数据中心，在这里5,000台矿机轰鸣着挖着比特币。“你在这里什么都听不见！”首席执行官Bryan Bullett在最近一次参观该矿场时大声说到，他身后矿机风扇正在猛烈吹着他的头发。

Bit Digital位于内布拉斯加州的矿场

距离数据中心一英里的仓库里还存放着一批来自中国的矿机。机器被装在木货箱里，一直堆到天花板那么高，等待着开箱并投入工作。“看到这些矿机闲置在这里感觉真不好，它们本该插上电赚钱的，”Bullett说。他估计，将会有超过50万台矿机从中国境内流出。

Bit Digital也曾考虑过在北美之外搭建矿场，但最大的担忧还是来自其他地区的当地法规和政策稳定性。萨尔瓦多总统上个月宣布，他的国家将成为第一个采用比特币作为法定货币的国家，同时还指示国有的地热能发电公司制定一项用火山能进行比特币挖矿的计划。Bit Digital的几位高管上月底飞往这个中美洲国家，进行了实地考察，并与总统内阁进行了为期两天的会晤。

萨尔瓦多已成为世界上第一个把比特币作为法定货币的国家

但许多其他国家的比特币矿工担心，萨尔瓦多对加密货币的热情将会随领导人更迭而消亡。在矿业这样的资本密集型行业里，政策稳定性是十分重要的。

4、电力中间商

除了美国的大型矿业公司之外，还有一些规模较小的中间商在开展业务。

自从5月下旬中国监管信号明确以来，BitOoda的首席执行官Tim Kelly就几乎没有睡过觉。Kelly于2017年创办了BitOoda公司，为比特币挖矿客户提供研究和规划服务。今年夏天，Kelly的每个晚上基本都在与中国矿工通电话。当太阳升起时，他就开始打电话给美国的人，为中国矿工联系建设矿场、规划电力资源、安排矿机托管。

虽然中国的监管暂时限制了比特币矿业，但矿工的痛苦只是暂时的。随着美国等地快速增加的负荷，BitOoda认为比特币算力将继续增长，并在2023年之前恢复到监管打击前的水平。

BitOoda的业务一直在稳步发展。今年5月之前，该公司累计为想要进入美国挖矿的比特币矿工牵线搭桥了大约500兆瓦的负荷。Kelly的不眠之夜让这一数字激增到2,000兆瓦，其中约70%流向了中国客户。

从零开始搭建一个比特币矿场并不容易。Kelly的客户不仅需要电源，还需要建设变电站和变压器，将电网中的高电压转换为可供矿机使用的低压电。设置这些设备都很花时间，在某些情况下要长达18个月才能投入运营。

很多客户都已经付了新机器的定金，并开始考察合适的矿场地址。这一次，他们希望确保矿池选址能是长期的，这就意味着尽量选择可再生能源，拜登政府已表示可再生能源将是美国电网的未来，很多中国客户都愿意为一张绿色许可证支付更高的价格。

“很多时候我们的对话都是从矿场的能源开始谈起的。这个矿场使用什么能源？如果是煤炭，就不要再往下聊了。天然气的话，可以考虑一下，最好是可再生能源”BitOoda的首席战略官Sam说，“这将是比特币走向绿色的重要一步。”