比特币挖矿——控制器与矿机

1. 介绍

只要把矿机插电、插网, 开启电源,它就可以24小时源源不断的生产虚拟货币。听起来热血沸腾吧！下面就来看看矿机怎么连网和挖矿的．矿机有很多种，有的集成很多显卡．有的看起来像台电脑，有的像个Ｕ盘．

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无论哪种矿机，至少都包含连网和计算两个部分．连网部分负责收发计算数据和证明挖矿者身份，计算部分负责具体的挖矿．这里我们来考虑最常见的一个控制板带多个矿机，连接他人矿池的情况．矿工只在设置的时候需要电脑或者手机连接到控制器的web界面，其余时候只要启动控制板和矿机即可挖矿（有些矿机和控制板是一体的）。当然这里指的是连他人的矿池，如果自己做矿池，矿池也是需要机器的．

2. 控制器（与网络相连部分）

下面以树莓派控制板为例分析，控制内部如何运作，以及如何与上下层交互。一般树莓派都自带再dhcp客户端，连上网线就能自动获取IP地址，其上运行一个WebServer，外加miner-web工具，即可支持矿机的Web设置界面。矿工通过路由器看找到分给控制器的IP地址，然后用http连接的方式来设置它，此时需要设置矿池的具体信息，以及钱包的地址，地址从矿池得到。通过usb连接的矿机(可通过hub连多台)，直接映射成/dev下的设备，树莓派上运行的挖矿程序miner控制设备完成具体计算，miner的参数通过web设置得到。如果没有控制器，用电脑也可以完成上述工作，只是像树莓派这种微型电脑功耗低，出售者又已把挖矿等相关功能做好，相对省时，省力，省电．控制器的核心就是miner程序，也可以在电脑上运行minerd控制矿机，如果还没买矿机，也可以用电脑上的CPU／GPU挖，只是算力有限挖不出来。不过用该方法，在搭建矿池时，就可以用一台机器来模拟矿池整个运行逻辑。下面介绍几种常用的挖矿工具：

1) cpuminer（可以云端模拟，不需要gpu，矿机等设备）

$ git clone https://github.com/pooler/cpuminer.git
$ cd cpuminer/
$ ./autogen.sh
$ ./configure
$ make;make install
$ minerd --url=矿池地址 --user=用户名 --pass=密码

2) cpu/gpuminer（需要矿机，无法在云端测试）

$ apt-get install cgminer
$ cgminer -o 矿坑地址 -u 用户名 -p 密码

3) bfgminer（需要矿机，无法在云端测试）

$ apt-get install bfgminer
$ bfgminer

不指定参数，也可以找到本机上开启的矿池，并搜索与本机相连的矿机硬件．

3. 矿机（计算部分）

早期使用电脑挖矿，现在都是专用矿机：显卡，FPGA（现场可编程门阵列）、ASIC（专用集成电路）矿机的面世，使算力级别大幅提升、计算时间减小。

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1) 显卡

显卡的组件模块是乘法器、加法器。可并行计算，但是功耗大。

2) FPGA矿机

FPGA(Field-Programmable Gate Array)现场可编程门阵列。它是一系列通过可编程互连的可编程模块。FPGA犹如乐高，其灵活性高，可根据实际应用的需求，构建所需的硬件组件。但是乐高本身就是一种浪费：其功耗性能比，可变布线资源、多余的逻辑资源，其实都是浪费。虽然比显卡省电，但效果不如显卡，只是过渡时期的产品。

3) ASIC矿机

ASIC（ApplicationSpecific Integrated Circuits）是为专门目的而设计的集成电路．它不能修改，所以前期开发周期长，成本高。像蚂蚁矿机，烤猫矿机都是ASIC矿机。ASIC的能效也是最高的，现在卖的矿机基本都是这种．