以太坊创世之初,揭秘早期挖矿的CPU与GPU之争

admin1 2026-02-28 0:15

在加密货币的世界里,以太坊(Ethereum)的出现堪称一场革命,它不仅超越了比特币作为“数字黄金”的单一定位,更以“智能合约”平台开启了区块链2.0时代,很多人好奇:这个如今以复杂“权益证明”(PoS)机制著称的公链,在诞生之初是如何“挖矿”的?它的早期挖矿与比特币有何不同?又为何会引发一场CPU与GPU的“算力战争”?让我们回到2015年,揭开以太坊创世之时的挖矿密码。

以太坊的“挖矿基因”:从比特币到“智能合约的燃料”

以太坊的诞生,源于 Vitalik Buterin( Vitalik)对比特币局限性的思考,2013年,Vitalik提出,区块链不仅能记录交易,更应该成为一台“世界计算机”,支持开发者编写和部署智能合约——即自动执行的程序代码,为了让这台“计算机”运转,需要一种激励机制,让参与者贡献算力维护网络安全,这就是“挖矿”的由来。

与比特币类似,以太坊最初也采用“工作量证明”(PoW)机制,但与比特币专注于“记账”不同,以太坊的挖矿核心是处理“交易”和“执行智能合约”,矿工通过打包交易、验证智能合约计算,争夺“区块打包权”,成功打包的矿工将获得区块奖励(以太币)和交易手续费,这种设计让以太坊的挖矿不仅仅是哈希运算,更涉及更复杂的“状态转换”——即记录账户余额、合约代码等链上状态的变化。

早期挖矿的“平民时代”:CPU挖矿的短暂窗口期

2015年7月30日,以太坊正式启动“创世区块”,主网上线,与比特币早期类似,以太坊最初也允许用户通过普通计算机的CPU(中央处理器)参与挖矿,这是因为以太坊的挖矿算法——Ethash,特意设计为“内存-hard”(内存密集型),而非比特币SHA-256算法那样依赖纯粹的算力(计算速度)。

Ethash算法的核心特点是:它需要矿工从“内存池”(DAG,有向无环图)中读取大量数据,再进行哈希计算,DAG会随着以太坊网络的成长而逐渐扩大(每30万个区块约增加5GB),但在早期阶段,DAG体积很小(创世时仅几GB),普通计算机的内存足以应对,2015-2016年的以太坊挖矿,一度成为“全民参与”的游戏:用户只需下载以太坊客户端(如geth),输入命令行,就能用笔记本电脑的CPU开始“挖矿”。

这一时期,许多早期参与者通过CPU挖矿积累了第一桶金,有人用家里的台式机、甚至笔记本电脑24小时运行挖矿程序,每天能挖到几枚以太币(当时以太币价格极低,不足1美元),这种“平民挖矿”的繁荣只是昙花一现——Ethash算法虽然“内存-hard”,但并未完全阻止GPU(图形处理器)的入侵。

GPU算力的“降维打击”:从CPU到显卡的算力战争

以太坊挖矿的转折点,发生在GPU的加入,与CPU不同,GPU拥有数千个计算核心,虽然单个核心算力不如CPU,但在并行计算(同时处理多个简单任务)上具有天然优势,而Ethash算法中的哈希计算和DAG数据读取,恰好是高度并行的任务——这正是GPU的“主场”。

2015年底,随着第一批矿工发现用显卡挖矿的效率远超CPU(一张高端显卡的算力可能是CPU的几十倍甚至上百倍),GPU挖矿开始兴起,NVIDIA和AMD的显卡成为“挖矿神器”,尤其是AMD显卡,因性价比更高,一度成为以太坊矿工的首选。

这场“算军备竞赛”迅速改变了挖矿格局:CPU挖矿的收益被迅速稀释,普通用户用电脑挖矿变得“得不偿电费”;而专业矿工则开始组建“矿机”——多张显卡插在主板上的定制设备,甚至出现专门为以太坊挖矿设计的“矿机”(如GPU矿机),到2016年,以太坊网络算力呈指数级增长,CPU挖矿彻底退出主流历史舞台。

早期挖矿的“规则与奖励”:从“无上限”到“减半”

以太坊早期的挖矿规则,也经历了从“探索”到“成熟”的过程,创世之初,每个区块的奖励是5个以太币,且没有“减半”机制(这与比特币每21万个区块减半半奖励的设计不同),这意味着早期矿工可以通过持续挖矿获得稳定且丰厚的回报。

但随着网络参与者增多,Vitalik和以太坊核心团队意识到,无限制的增发可能导致通胀压力,2017年,以太坊通过“君士坦丁堡升级”引入了“区块奖励减半”机制:区块奖励从5枚ETH降至3枚,后又通过“柏林

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升级”等进一步调整,这些规则的变化,让以太坊的挖矿从“早期红利期”逐步进入“理性竞争期”。

早期挖矿还涉及“叔块”(Uncle Block)机制,由于网络延迟等原因,有时两个矿工可能几乎同时打包出区块,导致“分叉”,Ethash算法允许将“失败”的区块(叔块)打包进主链,叔块的矿工也能获得部分奖励(75%的区块奖励),这一机制既提高了网络的安全性,也减少了算力浪费。

从“挖矿”到“质押”:以太坊的PoS革命

回顾以太坊早期的挖矿史,本质上是一场“算力民主化”到“算力专业化”的演变,CPU挖矿的短暂窗口,让普通人有机会参与网络建设;GPU算力的崛起,则推动了挖矿工业化,但也带来了中心化风险(算力集中在大型矿池和矿场)。

而以太坊的终极目标,是摆脱PoW的能源消耗和中心化问题,2022年9月,以太坊通过“合并”(The Merge)升级,正式从PoW转向PoS(权益证明),矿工不再需要通过“算力竞争”挖矿,而是通过“质押”ETH(锁定32个ETH成为验证者)参与网络共识,获得质押奖励。

这意味着,以太坊早期的“挖矿”时代——那个用CPU和GPU争夺算力的黄金岁月,已成为历史,但对于许多早期参与者而言,那段“用电脑挖矿”的经历,正是他们理解区块链、拥抱去中心化世界的起点。

以太坊早期的挖矿,不仅是技术探索的缩影,更是一场关于“谁有权参与网络”的社会实验,从CPU的“全民挖矿”到GPU的“算力军备竞赛”,再到PoS的“质押民主化”,以太坊的演进始终围绕“去中心化”与“可扩展性”的平衡,当我们谈论以太坊时,或许不再需要讨论“如何挖矿”,但那段用算力书写创世篇章的历史,依然值得每一个区块链爱好者铭记——因为它告诉我们:技术的初心,始终是让更多人参与构建一个更开放的世界。

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