挖矿的投资价值 上篇 挖矿的成本要素分析

去年10月，有朋友参加了某机构的活动，回来兴奋的问我，要不要买几台矿机，或者找个矿池参与下云挖矿？

最近随着比特币减半的到来，又开始有朋友问同样的问题，同样，又有机构出来推各种矿圈的“投资产品”。

行走先说结论：矿机业务本身是投入产出的计算题，属于制造业的逻辑。如果从静态角度看（不考虑算力、比特币价格等的变化）算一算就很清楚，好像很赚钱。但考虑动态因素或许并没有那么简单。

春节前行走按8400美元一个比特币价格算过，投资挖矿大概率是要亏钱的。放在现在这个节点看，其实和当时价格并没有什么不同，要投资买矿机，风险极其的高，不是一个好的时机。

下面就简单分析下矿机这个行业，从数学角度分析下挖矿的成本和收益。并说明行走这个结论如何得出的。

这篇文章一点一点写了很久，会分两部分发出。以下，enjoy

一、矿圈是个传统产业

行走之所以说矿圈是个传统产业，是因为本质上矿圈无论生态多复杂（有机会可以再详细介绍矿圈生态）做的就是生产制造业的事。

如果我们把比特币理解成一种商品，矿圈就是商品最上游的制造商，如果比特币是货币，矿圈就是印钞厂。币圈对各种数字货币的买卖是二级市场，而矿圈对应的则是一级市场。

所有一级市场，或者叫制造业，逻辑都是很简单的。投入减成本等于利润。

当然这是纯静态的分析，动态分析时，制造业就加入了金融属性，行走会在下篇中再做介绍。

二、为什么挖矿的人不买币？

本质上还是行走刚才讲的，矿圈的逻辑是制造业的逻辑。赚的是投入减成本的差额。

大多数时候比特币挖矿的成本比二级市场低，只要卖出比特币的价格高于电费等成本（一会会具体介绍有哪些）的消耗，这就是赚钱的生意。然后当你赚的钱超过了最开始买矿机的成本（这段时间叫做机器的回本周期），就扩大规模继续生产——买更多的矿机。而规模经济，持续增长也是制造业的基本逻辑。

但当比特币挖矿成本持续高于二级市场价格时，很可能大多数矿工就会选择关机，或者起码不会有意愿购买新的矿机。

三、矿机是怎么挖矿的？

简单来说：矿机就是参与比特币区块链每个区块的记账权争夺，谁拥有记账权，相应的奖励就是拥有这个区块的比特币奖励。

而这个争夺是通过解哈希密码，也就是一个数学难题实现的，谁先解开了，广播出去得到其他小伙伴的验证后，获得区块奖励。别的矿机收到信息后，放弃解这个数学难题，去算下一个数学难题，争取区块奖励。以此类推。

而这个解数学题的过程，考的不是矿工或者矿机谁的脑子好，而是简单粗暴，全靠猜。也就是SHA256是没有合理的运算方法去解题的。

挖矿的数学表达长这样：

SHA256（SHA256（信息+x））小于等于目标值（target）。

学名叫单向散列函数。但这些都不重要。你只要记住，解这个哈希，只能简单粗暴靠猜就好。

但既然激励存在，竞争也总会存在。矿机算力竞争就因为这个简单粗暴的解题不断演化。

刚开始这个数学题是由CPU来做，然后是GPU显卡挖矿，然后是FPGA，然后是现在的主流比特币挖矿的ASIC芯片矿机。

CPU能处理复杂问题，但是这个解题过程不需要那么复杂的头脑，使劲猜就好了。于是开始用GPU并行运算，但GPU比较耗电，会让矿机很快变成一屋子暖宝宝，所以又升级到了FPGA，大家知道无人机市占率最高的大疆无人机，也是FPGA芯片的大客户。而最终，矿机选择的AISC是性能极简后的产物，只解决解哈希函数的问题。

目前矿圈，也是整个区块链行业最相关的唯一一家上市公司，嘉楠科技，国内第一台阿瓦隆ASIC矿机就出自他家。但这个行走也埋一个问题，为什么美股对嘉楠的预期，或者对矿机前景并不那么感冒呢？

我们可以看到现在股价相比去年11月发行价已经掉了一半。也就是说当时投嘉楠最后一轮pro ipo的机构现在或许已无利可图。

简单说，原因和5G有关，复杂的说，有机会可以写一篇文章另述AISC芯片的应用。那是矿圈水面以下的部分。

四、挖矿成本收益核算

回到算算数的主题上来。行走先简单介绍下决定矿机成本和收益的一些要素概念。

1 构成挖矿成本核算的要素概念

（1）算力

算力就是“计算能力”，计算的速度。具体讲对比特币挖矿而言就是解SHA256函数的速度。也叫做Hash rate， 单位是H/s 或者 hash/s，表示每秒钟做的SHA256函数计算的次数。

1 hash/s 就是一次SHA256函数计算。截至2020年1月10日，整个比特币网络所有机器的算力是：110.19 EH/s。

数据来源：BTC.com @ 2020年2月10日

这是各个层级单位的关系：

1EH/s = 1024 PH/s;

1PH/s = 1024 TH/s;

1TH/s= 1024 GH/s;

1GH/s = 1024 MH/s;

1MH/s = 1024 KH/s;

1KH= 1024 H/s。

而矿机的算力也使用了这个指标衡量。

下面这个图横轴是区块的编号，最晚产生的区块编号越大。目前比特币的区块链上已经产生了61.5万个块。全网的算力，从2017年开始快速增长，在2018年10月快速回调与2018年比特币的暴跌直接相关，2019年重新迅猛增长2019年9月进入一个平稳期，最近几个月又重拾涨势。

数据来源：BTC.com

例如，以蚂蚁矿机S17 Pro的挖矿方案为例，算力就是 53TH/s。 每秒钟可以做53* 1024 *1024* 1024次哈希函数的运算。

相对而言，单机的算力越高，挖到比特币概率越大，相应的成本投入也越多。

（2）平均出块时间

在比特币区块链上，新增一个区块所需要的时间。下图是比特币自诞生以来的平均出块时间。比较稳定的维持在10分钟。

（3）每个区块奖赏的比特币

自2009年1月3号中本聪挖出了第一笔比特币开始，一个区块奖励的是50个BTC；4年后2013年，减半成为25个BTC；2017年减半为12.5个BTC，目前处于这个阶段。

而2020年五月，再减一半，每一个区块奖励6.25个BTC。这个变化会很大的影响挖矿的收益。

（4）矿机的功率

挖矿要投入的一次性成本是购买矿机的价格。而挖矿的主要变动成本是电费。电费的消耗量取决于矿机的功率。

中学物理学课介绍过，电气功率的单位为：瓦特W。以蚂蚁矿机S17为例，功率为2.1KW。众所周知一度电就是1KW*H，即1KW功率的机器运作1小时。也就意味着这台矿机，一小时要耗2.1度电。

家庭中，达到1KW的电器一般是电饭煲、电磁炉、电热水器，微波炉，电烤箱，空调这些电器。但除了空调基本上都不会持续开着。而持续使用的电器，例如电冰箱，电视机，电脑大概就两三百瓦。所以，需要一天24小时无休止开机的专用的矿机是名副其实的电老虎。

（5）电费

既然专用挖矿的矿机是电老虎，那么电力资源和电力取得的成本，对挖矿收益来说就至关重要。

每个矿工电费的成本相差比较大，有的是0.2元一度电，有的是0.38元一度电。只从价格来看，火电水电不同，不同国家不同时间段也不同。而有些使用非法小水电站盗用的电力，成本就会很低，当然也很难持续。

目前中国国内家庭用电一般是0.68元一度。用这个价格的电去挖矿几乎无利可图。

（6）矿机的功耗比

是矿机的算力和耗电的一个比值，用来对比不同矿机之间的效益。类似我们常说的KPI，工耗比就是考核矿机的KPI

例如，上述的S17 Pro矿机，功耗比为 2100W / (53TH/s)= 39.62 W*s /TH。 而1焦耳(J)=1瓦特×秒(W·s)，所以用焦耳来表示，就是 39.62 J/Th。

正好今天比特大陆又推出了新矿机，大家正好可以用行走上面介绍的概念，看看这只矿机的KPI如何

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以上就是今天的内容，明天行走会结合这些成本要素，为大家先计算一下挖矿的静态收益率，就是在假设一段时间内算力、比特币价格不变情况下，挖矿的收益。在数学上称为约束条件下的收益。然后行走会简单分析下有哪些动态因素会决定挖矿收益的变动。明晚21点21分再见。

另外明早9点09分是今晚币乎直播的笔记，记得来吃加餐哦

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编译者/作者：行走

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