疯狂比特：解密比特币挖矿机硬件设计核心思路

日前，全球知名比特币挖矿解决方案供应商Avalon团队发布了第三代芯片A3233。根据其公布的技术参数，A3233比第二代芯片A3255在单片的效能和功效上均有数倍提高。

Avalon第二代芯片A3255采用当时主流的55nm技术，发布于2013年9月初。据Avalon的新年公告知，Avalon第二代芯片代号为A3255，为全网贡献超过6PH的算力，超过当时全网算力的三分之一(据Blockchain 2014年1月15日统计的算力约为15PH左右)。

据悉，Avalon项目团队的创始人是一个叫ngzhang(bitcointalk ID是ngzhang，人称南瓜张)的北航计算机学院在读博士生。后来，23岁的华裔小伙郭义夫(音译)被证实是Avalon项目团队的合伙人。最初，南瓜张是做FPGA矿机的，后来的Avalon ASIC矿机也是由FPGA矿机演变而来。南瓜张是FPGA矿机的开山鼻祖，但真正让南瓜张轰动比特币挖矿世界的却是采用第一代芯片的Avalon ASIC矿机。第一代芯片采用当时国际上领先的110nm技术。

开创比特币ASIC挖矿新时代

2013年1月Avalon发布了60G/s的矿机规格并接受了预订。2013年1月Avalon交付了世界上第一台商用比特币ASIC矿机，比特币网络核心开发者Jeff Garzik有幸成为了第一个商业ASIC矿机的拥有者，两家美国的竞争对手(BFL 和Basic)前者因为芯片设计问题几乎推迟了1年时间发货，后者则直接跑路。国内另一家ASIC矿机供应商则把重点放在了自己的股票上，只出售少量低效能的ASIC矿机。据说当时收到Avalon矿机的用户在一两天内就回了本。

在那个CPU、GPU挖矿盛行的时代，黑客们通过深埋木马病毒控制大量电脑组成僵尸网络进行挖矿谋取暴利，高级矿工则通过购买大量的高端显卡组装成挖矿计算器甚至是计算机群进行挖矿，低级矿工则逐渐退出了挖矿行业。Avalon ASIC矿机的横空出世则彻底颠覆了比特币挖矿行业，CPU、GPU几乎在一夜之间被清除出了比特币挖矿产业，比特币挖矿行业开始了第二次产业升级，预示着ASIC挖矿时代的来临。

掀开全民挖矿时代的序幕

2013年4月，Avalon宣布终止整体矿机的销售，只专注于芯片的研发和生产，在网上开源了Avalon矿机除芯片以外的所有硬件解决方案。

用ngzhang的话说："比特币的核心价值是人们对自由的向往，比特币挖矿不应该被少数人所控制。"但Avalon前三批的总供给量才1500台;同时期的烤猫只释放少量低效能的矿机;美国蝴蝶实验室则因为芯片问题迟迟未能发货，一时间市场上ASIC矿机出现了狼多肉少的局面，以当时市面上的Avalon 1矿机为例，从8千元一直被炒到30万元，挖矿成为了少数人的权利。

Avalon开源了ASIC矿机硬件解决方案催生了一大批ASIC矿机代工厂商。这使大批量ASIC矿机的生产和投入使用成为了可能。据市场人士估算，截止到9月底，Avalon大约发出了80万个第一代芯片。这些芯片组成的矿机打破了个别公司和少部分人控制挖矿的局面，让更多的人参与到ASIC矿机挖矿的序列，让比特币去中心化的理念得以发扬光大。

引领创新的时代潮流

2013年9月，Avalon宣布鉴于挖矿难度的增长以及其他厂商生产技术的进步，将对6月份以前的订单进行全额退款，并承诺在以后将不在提供预售，只提供现货的销售。(事后，根据全网算力的增长也说明这个决定在一定程度上保护了矿工的利益)，同时宣布采用55nm技术的Avalon第二代芯片已经研制成功，并在10月份出货。第二代芯片就是我们所熟知的A3255。当时Avalon还进行了有答谢性质的第一代产品清仓活动，根据当时的售价，回本时间最快时仅4天。于是又掀起了一次Avalon支持者的狂欢。时隔半年，Avalon又发布了第三代芯片。据知情人士透漏，Avalon的第四代芯片已经进入研发尾声。

去年9月份，国外一些采用28mm技术的矿机厂商HashFast、CoinTerra、Butterfly Labs和KNC均宣布将在年底释放28mm比特币矿机，一度引起比特币挖矿市场的恐慌。但是实际上这些厂家的28nm产品或性能不理想(如KNC的能耗比仅比55nm的A3255略好尚不及40nm的A3233)，或者生产制造上遇到严重延迟，并引发了大量矿工的不满和抗议。例如Butterfly Labs被集体诉讼，Hashfast则已经被告上法庭。

从FPGA矿机到第三代芯片的发布，Avalon强大的技术实力和创新能力已是不争的事实，Avalon是大家公认为比特币挖矿行业一个不断创新的时代标杆。