虚拟货币为区块链应用奠定基础

在虚拟货币操作中，涉及大量的资金，尤其是挖矿部分，是在交易参与者之间建立共识的过程中完成的。为了在矿业竞争中生存，投资和技术开发异常活跃。正如上次介绍的，与区块链机制本身相关的信息处理技术，例如新的共识技术也在不断发展。半导体是一个由于资金投入充足而技术进步迅速加速的领域。

加密货币矿工正在花费大量资金购买和开发尖端半导体。如果一家公司的计算速度比竞争对手稍快一些，它就能够在挖矿竞争中生存下来。每10分钟奖励125 BTC。由于一年有 525,600 分钟，因此每年新发行 657,000 BTC。如果1个BTC相当于100万日元，那么每年的奖励将是6570亿日元。当然，比特币并不是唯一的虚拟货币，因此总奖励金额将是该金额的许多倍。为了争夺这一巨额奖励，引发了计算能力提升的竞赛，美国、中国、日本开始进行大规模的资本投入。此外，那些业务利润与通过采用尖端半导体芯片提高计算能力直接相关的人正在增加他们作为尖端设备的新消费者的影响力。

虚拟货币挖矿绝对是一门生意。因此，除非利润超过投资金额和费用，否则就没有意义。以最小的成本在参与挖矿的算力竞争中生存下来是很重要的。也就是说，不仅需要高性能的半导体芯片，还需要性价比优异的芯片。此外，计算消耗大量电力。由于电力成本低廉，许多加密货币矿工都位于中国。要求芯片在单位功耗上具有更高的性能。

寻找更高效的计算方法

采矿运营商不断尝试新方法，寻找计算效率更高的方法。目前的情况，无论是热情还是所采用的方法，都与谷歌和IBM等公司独立开发人工智能（AI）半导体芯片的举动非常相似（图3）。早些时候，我提到虚拟货币挖矿业务正在成为尖端半导体芯片的主要消费者，我认为区块链和人工智能很可能成为在不久的将来支持半导体技术演进的两个最主要的需求方来源。

【图3】区块链挖矿芯片和人工智能芯片有类似的技术变化
来源：芯片照片为各公司新闻稿
微处理器是Intel，GPU是NVIDIA，FPGA是Xilinx，ASIC是Bitmain Technologies，AI芯片是Google，大脑芯片是IBM

当比特币第一次开发时，它是使用像计算机中安装的通用 CPU 来开采的。由于挖矿参与者很少，即使是高性能的商用计算机也能获得足够的奖励。然而，转眼之间，仅仅靠一台个人电脑就已经不可能在竞争中生存下来了。虽然可以通过排列许多计算机来提高计算能力，但由于购买计算机的成本高昂以及计算时消耗的电力，这种方法已经变得无利可图。

接下来开始使用的是GPU^*1是^*2GPU 具有适合同时并行执行同一过程中的计算的内部结构。这适合采矿中使用的计算处理的特征。 GPU 被用作流畅运行 PC 游戏的加速器，并且由于它们很容易获得，因此使用 GPU 进行挖矿很快就蔓延开来。 GPU现在被广泛应用于人工智能学习、推理处理甚至科技计算。随着以虚拟货币奖励的形式创建与利润直接相关的应用程序，大量GPU被用于挖矿，导致短缺甚至难以获得用于科学和技术计算的芯片。

并进入专有芯片时代

如今，使用商用 GPU 不再可能赢得挖矿竞赛。因此，作为替代GPU的新手段，我们开发了专门为区块链挖矿开发的专用芯片，即ASIC^*3已成为主流。顺便说一下，开采比特币所需的计算难度每两周改变一次。 ASIC需要一定的时间来设计和制造芯片，因此需要先进的芯片设计策略来预测难度级别的变化。配备 ASIC 的挖矿加速器现已上市。但最终，为了在采矿业取得成功，公司需要自行开发优质芯片。总之，要想在挖矿竞争中生存下来，不仅需要资金实力，还需要先进的芯片设计能力。

挖掘比特币等虚拟货币不再是业余爱好者可以尝试的事情。在中国等国家，有许多挖矿公司正在开发自己的 ASIC，以在挖矿竞争中生存。同样在日本，进军挖矿业务的GMO Internet正在与半导体厂商合作，致力于开发自己的芯片，采用7nm一代芯片等尖端技术，而这种技术甚至没有用于最新的CPU中。该公司计划初期投资100亿日元开发自己的芯片。半导体制造商也对这些发展做出了敏感反应，并开始加强其 ASIC 业务。