ASIC Miner

ASIC 直接在芯片中而不是通用指令逻辑中实现狭窄的任务。因此，挖矿历来从 CPU 和 GPU 发展到 FPGA，再到 SHA-256 ASIC：固定的数据路径每焦耳可以处理更多的哈希值。代价是缺乏灵活性——SHA-256 挖矿 ASIC 不是一台可以在任务发生变化时轻松重新编程的通用计算机。

比特币工作量证明在序列化的 80 字节标头上对 SHA-256 进行两次哈希处理。其中包含版本、前一个块的哈希值、Merkle 根、时间戳、nBits 和 32 位随机数。芯片可以在内部回收不可变标头部分的中间结果，但网络仅根据目标评估结果哈希，而不是矿工的特定优化。 (32-bit)

32 位随机数本身仅提供 2^32 个值，现代哈希率很快就会耗尽。因此，矿工会改变其他变量：coinbase 中的 extranonce 会改变 coinbase 交易，从而改变 Merkle 根，nTime 可以在共识限制内滚动，BIP320 允许使用通用版本位。此外，Stratum V2 将搜索空间的独特部分分配给设备，以便它们不会计算相同的候选者。

ASIC 本身不选择交易或制定规则。全节点或模板提供者构建候选区块； BIP22 标准化了 getblocktemplate，BIP23 标准化了池化挖矿扩展。池或代理准备带有设备目标和变量的作业。 Stratum V2 将挖矿协议、作业声明和模板分发分开，使得作业分发和交易选择可以是不同的角色。

矿池通常比比特币网络目标更容易设定份额目标。份额目标下的哈希证明了奖励记账所做的部分工作；只有低于网络目标的极其罕见的哈希才是有效块的候选者。因此，矿池难度改变了共享频率，而不是共识难度或机器的物理哈希率。

哈希率表示每秒的哈希数。输入功率以瓦特为单位，效率通常表示为 J/TH = W 除以 TH/s。 J/TH 越低意味着相同搜索量所需的电力越少。但利润还取决于网络难度、比特币价格、费用、正常运行时间、电力、冷却、融资和硬件摊销。

即使是相同类型的芯片，其电气特性也不尽相同；制造差异会改变泄漏、时序和所需的电压储备。因此，固件可以调整频率和核心电压。降频通常会提高 J/TH，而超频会增加哈希率，但代价是不成比例地增加功耗和热量。自动调整会为特定芯片或算力板搜索合适的点。

矿工不仅仅是 ASIC。结果限制了电源、DC-DC 调节、连接器、运算板、风扇或液体电路和控制器。高温、灰尘、风扇故障、不稳定的电压或激进的时钟都会增加硬件错误和关机风险。因此，芯片本身的效率与整个组件的插座效率不同。

ASIC 提高了竞争性采矿的资本和技术壁垒，在采购、能源、维修和基础设施方面创造了规模经济。这可以集中生产者或算力，但这并不自动涉及共识的所有权。需要将芯片生产、矿池、物理位置和实际算力所有者的集中度分开。

ASIC 可以查找标头并根据上游软件执行特定作业。它不能使无效区块有效、改变供应限制、花费外币或强迫全节点接受其他规则。操作员必须验证固件、矿池端点、矿池端哈希率、拒绝的共享、套接字的功率、温度和自己的块模板策略。