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比特币挖矿史:一台一台矿机看过去

从一台挖到 0.42 枚 BTC 的诺基亚手机,到单台 200 TH/s 的旗舰矿机——用一座矿机博物馆的展品,讲完这十五年里挖矿从客厅爱好变成全球产业的全部历程。

13 分钟 • 16 个图解步骤 • 深度史料考证与链上技术复盘

编委会史料考证与链上复盘

本篇归档基于公开密码学文献、历史白皮书与链上交易数据进行独立交叉核实,遵循学术严谨性标准。

同行文献已核查

比特币挖矿是怎么一步步演变的?

最早的比特币挖矿用的是手边随便什么硬件——2010 年的一台诺基亚 N900 手机就能以 150 KH/s 的算力挖矿,还把 0.42 枚 BTC 转给了另一台手机。2013 年前后显卡短暂称王,直到 Avalon 1 作为全球第一台 ASIC 矿机(专用集成电路矿机)问世,通用芯片一夜之间被淘汰。此后比特大陆的蚂蚁矿机把军备竞赛推进到机房规模,到 2024 年 1 月,单台蚂蚁 S21 拥有 200 TH/s 算力——超过比特币早期 CPU 时代全球所有电脑算力的总和。

核心要点

  • 比特币挖矿把上百年的硬件演进压缩进大约十五年:展品里最老的日常设备诺基亚 N900 算力只有 150 KH/s,而 2024 年的蚂蚁 S21 达到 200 TH/s,相差十亿倍。
  • Avalon 1(2013 年 1 月)的铭牌把它标注为全球第一台 ASIC 矿机——史上第一台上市销售的专用挖矿设备,收藏圈视之为挖矿界的蒙娜丽莎。
  • 预售骗局本身就是历史的一部分:Butterfly Labs 的 Jalapeno 收了 2 万名客户 2500 万美元预售款,几乎一台没发,后来被政府关停。
  • 比特大陆的蚂蚁系列把挖矿工业化:S7 往鞋盒大小的机箱里塞进 162 颗芯片,把单位面积算力翻了两番;S9 则凭"泥石流、暴雨、严寒都不怕"成为史上最传奇的矿机。
  • 2024 年 1 月的旗舰机型把对比拉到极致:神马 M60S 的算力,是 NASA 阿波罗登月所用全部电脑的一百万倍。
  • 前沿仍在移动——Teraflux AT1500 是第一台美国制造的矿机,由上市矿企 Marathon Digital 捐赠给博物馆。

什么设备都能挖矿的年代

比特币诞生的最初几年没有专用矿机——人们用手头现有的硬件挖矿,产量放到今天看小得可爱。

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    一座装下整条时间线的展馆

    每年的 Mining Disrupt 矿业大会现场,比特币矿机博物馆都会把定义各个时代的矿机排成一排。这份收藏年头不长,变化密度惊人:短短十年出头,挖矿硬件就从家用电脑进化成了专用的 T 级算力怪兽。按顺序走完这几张展台,是感受这场竞赛速度的最快方式。

    比特币矿机博物馆的全景,玻璃展台上按年代排列着一排排历史矿机
    导览开始:一间被布置成挖矿时间线的会场。
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    2010 年:用手机挖比特币

    诺基亚 N900 是一台带真正终端的手机——上面还跑着比特币客户端钱包。它的铭牌写着约 150 KH/s 的算力,并记录了它挖到的 0.42 枚 BTC 被转给了另一位 N900 手机用户。在 2010 年,这就是普通人的普通挖矿;放到今天,它成了展馆里最有味道的展品之一。

    展台上的诺基亚 N900 手机和"手机挖矿史"铭牌,记录它 2010 年挖到 0.42 枚比特币的故事
    专用矿机出现之前,一部带终端的手机就能挖币转账。
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    2015 年:给开发者准备的 U 盘

    21.co Bitcoin PC 把一颗小小的 ASIC U 盘模块和树莓派打包在一起,几乎完全面向开发者销售。50 GH/s 的算力、15 瓦的功耗,既能挖比特币也能点对点转账——与其说是赚钱工具,不如说是一份可编程的挖矿入门套件。它也是通用小设备最后一次算得上挖矿硬件的时刻。

    21.co Bitcoin PC 铭牌,记录 2015 年 9 月上市的 50 GH/s ASIC U 盘模块与树莓派套装
    一根 15 瓦的小棒,一边挖矿一边做点对点转账。

显卡的短暂王朝

在很短的一个窗口期,跑游戏的显卡同时是地球上最赚钱的挖矿硬件。

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    2013 年 5 月:拉开竞赛的显卡

    展馆里这张华硕 GeForce GTX 780 的铭牌写着"常见却具有历史意义"——单卡算力不到 1 MH,28 纳米制程,功耗 250 瓦。铭牌还记载:元老级硬件频道 BitsBeTrippin 当年就用这一档显卡挖比特币——它正是 2013 年第一个专注比特币挖矿的 YouTube 频道。当玩家和矿工开始抢同一批卡,挖矿竞赛第一次让消费级市场付出了代价。

    华硕 GeForce GTX 780 铭牌,标注单卡算力不足 1 MH,对应 2013 年显卡成为主流挖矿硬件的年代
    "常见却具有历史意义":把游戏显卡变成挖矿工具的那张卡。
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    一张显卡就是一名矿工

    在显卡时代,像这样一张双风扇 GPU 就足够你接入网络。比起之前的手机,一张卡的算力高出几个数量级——但和接下来的对手相比,这只是烛光对探照灯。它的统治在第一批 ASIC 矿机发货的那一天宣告结束。

    展台上的华硕 GeForce GTX 780 双风扇显卡,拉开比特币第一场挖矿军备竞赛的 GPU 型号
    一卡一矿工:显卡时代的入门门槛就是这么低。

2013 年:ASIC 大爆炸

短短十八个月里,专用 ASIC 矿机接连问世、预售秒空,把所有显卡矿机扫进了历史。

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    2500 万美元的预售

    蝴蝶实验室的 Jalapeno(2013 年 4 月,65 纳米芯片,5 GH/s、30 瓦)提醒着人们那段"需求远远跑在交付前面"的岁月。铭牌记录:BFL 从 2 万名客户手里收了 2500 万美元预售款——一年多以后,只有极少数人真正拿到了机器。ASIC 时代的第一幕,就是行业第一场发货丑闻。

    Butterfly Labs Jalapeno 铭牌,记录 2013 年 4 月来自 2 万名客户的 2500 万美元预售款
    BFL 收了 2 万人 2500 万美元,一年后拿到机器的寥寥无几。
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    Avalon 1:全球第一台 ASIC 矿机

    2013 年 1 月发布,搭载 Avalon A3256 芯片,60 GH/s 算力、620 瓦功耗——Avalon 1 的铭牌把它标注为全球第一台 ASIC:史上第一台上市销售的专用比特币矿机,收藏圈称之为挖矿界的蒙娜丽莎。从这里开始,挖矿只属于一类机器:除了算哈希什么都不会的机器。

    Avalon 1 铭牌,标注为全球第一台 ASIC、史上第一款上市的专用比特币矿机
    挖矿界的蒙娜丽莎:第一台只为算哈希而生的机器。
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    烤猫的刀片:ASICMINER Blade V2

    ASICMINER 在 2013 年 5 月推出的 Blade V2,单 blade(刀片)10.7 GH/s、80 瓦,130 纳米制程,既可以单独运行,也能十片插在同一块背板上。它的超稀有铭牌记下了那个年代最特别的实验之一:一家同时卖股票和卖矿机的挖矿公司。刀片式矿机让挖矿从书桌设备开始变成机架设施。

    ASICMINER Blade V2 铭牌,标注单片 10.7 GH、80 瓦,十片可插在同一块背板上
    十片一板:挖矿开始长出机架的样子。
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    KnC Neptune:来自瑞典的孤品

    KnC 的 Neptune 于 2014 年 5 月问世,20 纳米芯片、3 TH/s 算力、2100 瓦——而展台上这一台尤为稀有。铭牌写着:它由 KnC 创始人 Sam Cole 在瑞典亲手签名,是他一生只签过五台的矿机之一。第一台 ASIC 问世仅一年,单台机器的算力就已经抵得上几千张显卡。

    KnC Neptune 铭牌,介绍这台 3 TH/s 的瑞典矿机是创始人 Sam Cole 亲签的全球仅五台之一
    创始人一生只签五台——ASIC 已迈入 T 级算力时代。

工厂、丑闻与"坦克"

2010 年代下半场属于比特大陆的蚂蚁系列——也属于这个行业第一批大起大落的警示故事。

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    蝴蝶实验室被关停

    Monarch 是蝴蝶实验室的旗舰:28 纳米芯片,700 GH/s 算力、650 瓦,售价 5000 美元。铭牌把结局写得明明白白——2 万笔预售始终没有发货,政府关停了 BFL。用未交付的 Jalapeno 拉开 ASIC 时代的公司,最终成了挖矿史上第一个警示案例。

    Butterfly Labs Monarch 铭牌,写明该公司因 2 万笔预售未发货而被政府关停
    单台 5000 美元——故事以政府关停收场。
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    2015 年:密度怪兽 S7

    比特大陆蚂蚁 S7(2015 年 9 月,BM1385 芯片,4.7 TH/s、1293 瓦)赢得了铭牌上的绰号:把 162 颗芯片塞进鞋盒大小的机箱——S3 只有 60 颗——单位面积算力直接翻了两番。从这一代起,密度成了新战场:同样大小的机架塞进更多算力,同样的租金就能多赚钱。

    比特大陆 S7 铭牌,称这台 2015 年矿机为密度怪兽,把单位面积算力翻了两番
    鞋盒里的 162 颗芯片:挖矿从此变成一门精密工程。
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    S9:史上最传奇的矿机

    2017 年 5 月发布,BM1387 芯片、13.5 TH/s 算力——蚂蚁 S9 的铭牌称它为史上最传奇的矿机:像坦克一样皮实,泥石流、滑坡、暴雨、严寒、酷暑,它全都扛得住。让挖矿扩展到全球地下室、矿场和机房的,不只是算力,还有这种扛造的可靠性。在更新的机器问世多年后,仍有大量 S9 在坚持运转。

    蚂蚁 S9 铭牌,介绍这台 13.5 TH/s 矿机像坦克一样扛住泥石流、暴雨和严寒
    泥石流、暴雨、严寒——S9 全都扛住了。

2024 年:T 级算力怪兽与新地图

今天的旗舰单机就能跑出几百 TH/s——而行业的制造版图也再次开始移动。

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    神马 M1:第一台神马矿机,带签名

    神马矿机 M1(2018 年 3 月,12 TH/s、2000 瓦)的铭牌写着:史上第一台 Whatsminer,比特币挖矿史上的历史级藏品。这台机器由创始人杨作兴亲笔签名——他曾在比特大陆(传奇 S9 的缔造者)任职,之后创立了比特微(MicroBT)。比特大陆旧部做出比特大陆最强劲敌——这条暗线,贯穿了挖矿史的下半场。

    神马 M1 铭牌,史上第一台 Whatsminer 矿机,由离开比特大陆后的创始人杨作兴亲笔签名
    第一台神马矿机,带着前比特大陆创始员工的签名。
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    M60S:比阿波罗强一百万倍

    2024 年 1 月发布的神马 M60S,三星 5 纳米芯片,186 TH/s 算力、3441 瓦。铭牌上的"趣味事实"把量级讲得明明白白:这台机器的算力,是 NASA 阿波罗登月所用全部电脑加起来的一百万倍。有这样的机器在场,个人小矿机的存在感自然归零。

    神马 M60S 铭牌,宣称其算力是 NASA 阿波罗登月全部电脑总和的一百万倍
    一个机箱,算力超过阿波罗计划的全部电脑。
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    蚂蚁 S21:一机超过比特币头十年

    比特大陆的回应是蚂蚁 S21(2024 年 1 月):5 纳米芯片,200 TH/s 算力、3500 瓦。它的铭牌给了这组数字一个绝妙参照:单台 S21 的挖矿算力,超过 2009-2010 年比特币用普通 CPU 挖矿时全球所有电脑的总和。当年整张网络的算力,如今装进一个鞋盒。

    蚂蚁 S21 铭牌,写明一台 2024 年矿机的算力超过比特币 CPU 时代全球电脑的总和
    一台 2024 年矿机,顶得上 2009-2010 年全球所有 CPU。
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    Teraflux AT1500:美国制造

    Auradine 的 Teraflux AT1500 于 2024 年 1 月发布,4 纳米芯片、150 TH/s 算力——铭牌记下了两个第一次:第一家在美国本土制造矿机的比特币挖矿公司,以及由上市矿企 Marathon Digital 捐赠给博物馆的这台展品。在以亚洲为中心的制造体系延续多年之后,行业的地理版图又开始多元化。博物馆最新的这一排展台,和挖矿本身一样,仍在移动。

    Teraflux AT1500 铭牌,Auradine 美国制造的 150 TH/s 矿机,由 Marathon Digital 捐赠
    第一台美国制造的矿机——挖矿的版图仍在重画。

常见问题

比特币挖矿的历史是怎样的?

挖矿硬件经历了三个时代:最早是日常 CPU 甚至手机(博物馆里那台 2010 年的诺基亚 N900 算力只有 150 KH/s),2010 到 2013 年前后是显卡,2013 年 1 月之后进入 ASIC 专用矿机时代。每一次换代都让算力再上几个数量级,也把爱好者一步步推向工业化挖矿——2024 年的蚂蚁 S21 单台 200 TH/s,已超过比特币 CPU 时代全球所有电脑算力的总和。

显卡挖矿是什么时候开始的?

2010 年底,爱好者发现显卡算哈希远快于 CPU,此后到 2013 年显卡一直是主流挖矿硬件。矿机博物馆里的华硕 GTX 780(2013 年 5 月上市,单卡算力不足 1 MH)代表那个时代的尾声——它曾被第一个专注挖矿的 YouTube 频道用于挖比特币。这张卡发布后不到一年,ASIC 就让显卡挖比特币彻底失去了意义。

ASIC 矿机是什么?

ASIC(专用集成电路)是为单一用途设计的芯片,在比特币里就是只做一件事:计算 SHA-256 哈希。博物馆里的 Avalon 1(2013 年 1 月发布)被标注为全球第一台 ASIC 矿机,也是史上第一款对外销售的专用挖矿设备。由于 ASIC 在每瓦算力上碾压一切通用硬件,它在两年左右就让 CPU、显卡和 FPGA 挖比特币全部出局。

矿场为什么曾聚集在中国,后来又离开了?

2010 年代的主流矿机——Avalon、比特大陆蚂蚁系列、比特微神马系列——都在中国设计制造,靠近廉价代工产能,更靠近便宜的水电:中国矿工随丰水期、枯水期在川西等地迁徙。2021 年中国清退比特币挖矿,算力在几个月内大规模迁往美国、哈萨克斯坦等地。博物馆最新的展品——美国制造的 Teraflux AT1500,由上市矿企 Marathon Digital 捐赠——正是这场迁徙落点的注脚。

矿池是什么?

矿池把大量矿工的算力合并起来,按贡献分配区块奖励,把"中彩票式"的独立挖矿变成相对稳定的收入。矿池之所以成为必需,正是因为本页讲的这场硬件军备竞赛:工业级 ASIC 矿机登场后,个人独立挖到一个区块的概率已经趋近于零。

现在挖比特币还赚钱吗?

对拿着普通设备的个人来说,不再赚钱——如今的收益取决于两件事:便宜的电,和高能效的机器。本页的时间线解释了原因:能效从一部手机的 150 KH/s,一路卷到 2024 年神马 M60S 的 3441 瓦跑出 186 TH/s,每一代新机都会把上一代挤出盈利区间。今天的挖矿是一门工业生意,利润由能效比和电价决定。

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参考资料

延伸多媒体文献参考

本专题时序与历史图示交叉参考了 Red Fox Crypto 出品的文献视频 “The Amazing History of Bitcoin Mining”,谨向原研究记录者致谢。

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