比特币挖矿费电

这几天，有这样一条消息：“排满全城进行挖矿后，成为世界上第一个禁止比特币挖矿的城市。”这个城市是美国纽约州的普拉茨堡。

普拉茨堡市正在实施为期 18 个月的商业加密货币挖矿禁令，由于大量“挖矿”耗尽了该市的电力，因此必须将其投放市场。购买电力以维持城市的运转。

普拉茨堡对商业加密货币矿工很有吸引力，因为它的电价为每千瓦时 5 美分比特币矿场为什么费电，远低于每千瓦时美分 10 美分的全国平均水平。而廉价电力可能主要来自圣劳伦斯河上的一座水电站。

比特币矿场通常位于全球电费相对便宜的地区，如北欧、俄罗斯等。

从以下数据可以看出比特币的耗电量规模。

摩根士丹利在 2018 年 1 月 10 日发表的一项研究估计，2017 年生产比特币使用了 36 太瓦时的电力，相当于：

？约占北京2017年总用电量的三分之一（1066.89亿千瓦时），略高于第二产业的332.23亿千瓦时；

?2017 年全球特斯拉汽车用电量的 29 倍；

?2017 年卡塔尔（人口 257 万）的年用电量。

为什么比特币挖矿这么贵？

比特币的本质其实是一堆复杂算法生成的特殊解。特定解是指方程组的无限（实际上，比特币是有限的）解之一。每个特定的解决方案都解决了方程并且是唯一的。挖矿的过程就是通过大量的计算不断寻求这个方程组的特解，而这个方程组被设计成只有2100万个特解，所以比特币数量的上限是2100万。

目前，全球比特币矿场数量日益增多。这背后有很多原因。比如参与的矿工越来越多，产生的比特币数量随着总量的增加而逐渐减少。 2012年之前每10分钟获得50个比特币，之后每四年减半，2017年每10分钟只产生12.5个比特币。

获得更多比特币的方法是找到每单位时间可以执行算法次数最多的硬件。整个比特币挖矿历史其实就是挖矿硬件的迭代历史。经历了个人使用普通CPU挖矿的时期，从“GPU矿机”时期到2011年底FPGA（Field Programmable Logic Gate Array）矿机出现，到现在主流的ASIC芯片机，挖矿农场已成为主要的采矿力量。这个时候，要挖比特币，至少要上百台S9（蚂蚁矿机）日夜不停地跑。

如果做一个简单的类比，CPU的挖矿速度是1，那么GPU是10左右。虽然FPGA矿机的速度只有8，但是功耗比GPU小40倍挖矿速度2000，功耗堪比GPU。

一个拥有 20,000 台矿机的矿场每小时耗电量 40 兆瓦，相当于 12,000 户家庭的用电量。

随着交易量的不断增加以及挖矿难度和投资的增加，比特币挖矿的用电量将每月增加30%。根据英国电力测试网络 Powercompare 的数据，如果这一增长率保持不变，到 2020 年，它可能会超过世界电力消耗量。

如上图所示，是全年各个国家比特币用电量占比的表格。从图中可以看出，它的耗电量已经“富于敌我”了。

不仅如此，由于比特币的价格可以支付电费，尽管能源消耗巨大，但它可以为矿工带来丰厚的利润。此外比特币矿场为什么费电，再加上它们的数量恒定，后期挖矿难度越来越大，对计算机性能的要求也越来越高，其功耗也将呈指数级增长并持续上升。