GPU挖矿原理：新手必读代码！

采矿业随着比特币的发展而发展。 比特币世界有一个非常形象的比喻：

像挖金子一样“挖”比特币叫“挖矿”，挖比特币的人叫“矿工”，用来“挖”比特币的电脑叫“矿工”。

每隔一个时间点，比特币系统会在系统节点上生成一个随机码，互联网上的所有计算机都可以查找这个码。 谁找到这段代码新手如何挖比特币，谁就会生成一个区块，并立即得到一个比特币。 这个过程就是人们常说的挖矿。

最开始是用CPU挖矿，但是随着挖矿算法研究的深入，简单的机械挖矿已经不能满足对算力的需求。 存储单元等模块无助于提升算力，于是大家逐渐开发出相应的显卡挖矿算法进行挖矿，GPU挖矿应运而生。

GPU挖矿原理

GPU矿机是指以GPU显卡为核心算力的矿机。 Ethereum、Bitcoin Diamond等加密货币使用的是图形算法，所以有显卡的计算速度会非常高，相当于一台增强了显卡配置的电脑。

以SHA256D算法为例，GPU计算SHA256D的算力约为200M-1G，nNonce提供4G的搜索空间。 如果只调整nNonce的值，可以支持4秒左右。 所以nTime是可以调整的，每调整一次nTime，可以继续挖矿4秒。 GPU挖矿采用GETWORK协议，即挖矿程序与节点分离，即挖矿组件与区块链数据分离。 在GPU挖矿时代，GETWORK协议用于实现挖矿程序与节点的交互。

整个挖矿的核心思想：节点构造区块，将区块头数据发送给挖矿程序，挖矿程序遍历nNonce进行挖矿。 验证合格下发给节点，节点提取nNonce和nTime验证块，如果满足要求向全网广播。 遍历结束时，会调用GETWORK，节点构造新区块，然后重复上述过程。 这个过程可能听起来令人困惑。

GPU挖矿缺陷：GETWORK协议为挖矿程序提供的搜索空间为4G，结束后需要再次调用GETWORK RPC接口。 矿机出现后，矿机算力已经达到10TH/S。 继续使用GETWORK协议来频繁调用RPC接口显然是不合适的。 因此，有必要切换到更高效的getblocktemplate协议。

GPU 挖矿性能与两点有关：（1）GPU 整数计算单元的数量，（2）程序在目标架构上的利用率。 挖矿程序的本质是计算Hash，即大量的整数运算。

看来挖矿的原理不是那么好理解的。 或许对于新手来说，如何用最简单的方式挖出自己想要的数字货币是迫切需要的新手如何挖比特币，但是我觉得了解一些原理还是比较合适的，有助于我们更好的理解挖矿过程。

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