在比特币的神话叙事里,中本聪是创造者,吴忌寒是“中国矿圈教父”,比特大陆是行业巨头,但很少有人追问:当比特币白皮书在2008年问世时,谁来承担“将代码转化为现实”的重任?毕竟,白皮书只描述了“工作量证明”的共识机制,却没说清楚——究竟该用什么样的机器,才能高效地计算那个被称为“哈希碰撞”的数学难题?

答案藏在一位名叫“哈尔·芬尼”(Hal Finney)的名字里,以及一个更早被遗忘的发明:可编程ASIC芯片的早期尝试,但真正让比特币挖矿从“电脑游戏”走向“工业革命”的,是一位名叫“桑德尔·朱里特”(Sander Jurius)的荷兰工程师,和他的“矿机1.0”原型机。

从“CPU挖矿”到“GPU挖矿”:最初的“野蛮生长”

2009年1月,中本聪挖出比特币创世区块时,用的只是一台普通的家用电脑CPU,此时的挖矿难度极低, anyone with a computer could be a miner(任何人都能挖矿),但很快,有人发现:显卡(GPU)的并行计算能力远超CPU,挖矿效率能提升几十倍。

2010年,一个化名“ArtForz”的程序员用改装的高性能显卡挖矿,成为第一个“GPU挖矿先驱”,这一发现让比特币挖矿迅速从极客圈扩散到游戏玩家群体,但也暴露了致命问题:GPU并非为哈希计算设计,大量晶体管被浪费在图形渲染上,能耗比极低。

“我们需要一种‘专用’的机器,”2011年的比特币论坛里,有人这样写道,“就像比特币是‘电子现金’的专用解决方案一样,挖矿也需要专用芯片。”

哈尔·芬尼的预言与朱里特的“破冰”

早在2010年,哈尔·芬尼(中本聪最早的通信者、第二笔比特币接收者)就曾预言:“未来会出现专门的ASIC芯片来挖矿,它们会比GPU高效100倍。”但当时,没人愿意投入巨资研发——毕竟,比特币价格还不到1美元,市场规模小得可怜。

转机出现在2011年底,荷兰工程师桑德尔·朱里特(Sander Jurius)是一位比特币早期信徒,同时也是一名硬件工程师,他发现,用FPGA(现场可编程门阵列)可以比GPU更高效地执行哈希计算。

2012年1月,朱里特发布了世界上第一台“比特币挖矿机”——“FPGA Miner”,这台机器用FPGA芯片替代了GPU,能耗比提升了3倍,算力达到了约100Mhash/s(而当时的顶级GPU显卡算力仅约30Mhash/s),虽然它还远非完美(FPGA编程复杂、成本高昂),但它第一次证明了“专用挖矿芯片”的可行性。

“这就像第一台蒸汽机,”朱里特在当时的博客里写道,“它很粗糙,但它开启了工业革命的大门。”

ASIC革命:比特大陆的“临门一脚”

朱里特的FPGA矿机像一颗石子投入湖面,激起了涟漪,但真正让挖矿机“飞入寻常百姓家”的,是ASIC(专用集成电路)芯片的诞生。

2012年底,中国工程师吴忌寒接触到了比特币,他发现,朱里特的FPGA矿机虽然效率更高,但成本依然太高,且FPGA的灵活性限制了算力进一步提升。“必须用ASIC,把所有晶体管都用在哈希计算上,才能实现真正的‘降本增效’。”

吴忌寒找到了当时还在华为工作的芯片工程师詹克团,两人一拍即合,2013年1月,他们创立了比特大陆,目标只有一个:研发出比特币挖矿的ASIC芯片。

2013年6月,比特大陆发布了世界上第一台ASIC比特币挖矿机——“蚂蚁S1”,这台机器用台积电的55nm工艺制造,算力达到了200Ghash/s——是朱里特FPGA矿机的2000倍,而能耗却只有其1/3。

“蚂蚁S1的发布,彻底改变了比特币挖矿的游戏规则。”吴忌寒在后来的回忆中说,“以前挖矿是‘有钱人的游戏’,普通矿工也能买得起了。”

很快,比特大陆的竞争对手嘉楠科技、亿邦国际也加入了ASIC矿机的研发竞赛,矿机的算力从2013年的200Ghash/s,飙升到2017年的10THash/s,再到2023年的110THash/s——10年间,算力提升了55万倍。

被遗忘的“奠基者”与挖矿机的“进化史”

当我们谈论比特币挖矿机时,往往会想到比特大陆、嘉楠科技这些巨头,却忘记了桑德尔·朱里特这位“破冰者”,朱里特的FPGA矿机虽然未能普及,但它为后来的ASIC矿机提供了宝贵经验:专用芯片是挖矿机的未来

而哈尔·芬尼的预言,则比朱里特的尝试更早,他在2010年就曾写道:“ASIC芯片会让比特币挖矿变得更集中,但这是必要的代价——只有这样才能保证网络的安全。”

比特币挖矿机已经成为“超级计算机”:它们用7nm、5nm甚至3nm工艺制造,算力超过110THash/s,功耗超过3000W,相当于一个家用空调的10倍,这些机器被集中在内蒙古、四川、德克萨斯州的矿场里,用廉价的电力计算着哈希碰撞,维护着比特币网络的安全。

挖矿机的“发明”,是一场“意外”的革命

比特币挖矿机的发明,并非某个“天才”的一蹴而就,而是一群“极客”和“工程师”的接力探索:从哈尔·芬尼的预言,到朱里特的FPGA矿机,再到比特大陆的ASIC矿机,每一步都踩在比特币发展的“节点”上。

它没有中本聪的“浪漫”,也没有吴忌寒的“商业野心”,但它却是比特币网络从“代码”走向“现实”的关键一环,没有挖矿机,比特币的“工作量证明”只是一纸空谈;没有挖矿机的进化,比特币也无法成为“数字黄金”。

当我们看到那些轰鸣的矿机时,或许应该记住:每一台矿机里,都藏着一位先驱的影子——他是桑德尔·朱里特,是哈尔·芬尼,是所有将“不可能”变为“可能”的工程师。