显卡（GPU，Graphics Processing Unit）挖比特币的原理主要基于比特币网络的工作量证明（Proof of Work, PoW）机制和GPU本身的架构特点。

比特币挖矿概述

比特币挖矿是一种通过解决复杂的数学问题来验证交易并创建新的比特币的过程。矿工们竞争解决这些难题，第一个解决难题的矿工将有权将新区块添加到区块链上，并获得一定数量的比特币作为奖励。

工作量证明（PoW）

比特币使用的工作量证明算法叫做SHA-256。矿工们需要找到一个特定的数值（nonce），当这个数值与区块头的数据一起通过SHA-256哈希函数计算时，产生的输出值必须小于或等于一个特定的目标值（target）。这个目标值是由网络的难度调整机制动态设定的，以确保大约每10分钟产生一个新的区块。

GPU挖矿的优势

GPU之所以适合挖矿，是因为它们的设计非常适合并行处理大量数据。在挖矿过程中，需要对不同的nonce值进行大量的哈希计算。CPU虽然也可以进行这些计算，但GPU中的许多小核心可以同时执行多个哈希操作，效率远高于单个CPU核心。

显卡挖矿的具体步骤：

1. 获取待验证的交易数据：矿工收集待验证的交易信息，并将其整理成一个候选区块。

2. 生成区块头：根据当前的难度目标、前一区块的哈希值以及交易数据生成区块头。

3. 尝试不同的nonce值：GPU会快速尝试不同的nonce值，每次尝试都需要计算一次哈希函数。

4. 验证哈希结果：检查计算出的哈希值是否满足难度要求（即小于或等于目标值）。

5. 如果成功：矿工将新发现的区块广播给网络中的其他节点，一旦确认有效，该区块将被添加到区块链中，矿工也将获得相应的比特币奖励。

6. 如果没有成功：继续尝试新的nonce值，直到找到一个满足条件的哈希值为止。

发展历程

- 在比特币早期阶段，CPU可以用来挖矿。

- 随着难度的增加，GPU因其并行处理能力而逐渐成为主流。

- 之后，专门设计用于挖矿的ASIC（Application-Specific Integrated Circuit）设备出现，大大提高了挖矿效率，使得GPU挖矿在比特币网络中变得不再经济。

- 到了2013年左右，由于ASIC矿机的出现，GPU挖比特币已经不再可行。

综上所述，显卡能够高效挖矿的原因在于其并行处理能力和适合大规模哈希计算的特点。然而，在比特币的背景下，随着技术的发展，显卡挖矿已经被更专业的ASIC设备所取代。

近年来，包括比特币在内的多种虚拟货币风靡全球，其中比特币的价格更是飙升至每单位超过2万元人民币，引发了一股挖矿热潮，导致高端显卡被矿工大量采购。那么为何会出现这种情况呢？1.比特币是由中本聪在2009年提出的基于P2P网络的数字货币，其实质是一系列复杂算法产生的特解。由于挖矿过程涉及到大量的重复计算，而显卡中的GPU拥有众多流处理器，能够提供强大的单精度浮点性能，因此非常适合挖矿需求。相比之下，AMD显卡因其较高的通用性能和更多的流处理器，在挖矿效率上更具优势，因此成为了矿工们的首选。

挖矿导致显卡断货，可是为什么要用显卡挖比特币？

近几个月来，包括比特币在内的各种虚拟货币大行其道，尤其是这个比特币更是如此，其单价甚至超过了20000元人民币，价格可以说跟乘着火箭差不多。导致的结果就是高端显卡被矿工们抢光。

那么虚拟货币究竟是啥，为什么要用显卡尤其是AMD的显卡进行计算呢？

啥是比特币（虚拟货币）？

要回答上述的提问，我们首先要知道什么是比特币？比特币（BitCoin）的概念最初由中本聪在2009年提出，根据中本聪的思路设计发布的开源软件以及建构其上的P2P网络。比特币是一种P2P形式的数字货币。点对点的传输意味着一个去中心化的支付系统。

从比特币的本质说起，比特币的本质其实就是一堆复杂算法所生成的特解。特解是指方程组所能得到无限个（其实比特币是有限个）解中的一组。而每一个特解都能解开方程并且是唯一的。

为什么要用显卡挖矿？

相比较于CPU的复杂运算，显卡使用的GPU进行的是通用计算。因此可以堆叠成百上千个流处理器，每一个流处理器就像是小小的CPU，虽然其运行复杂程序的能力远远没有CPU来的给力，但是架不住流处理器多，因此实际性能尤其是单精度浮点性能要比CPU强的多。

▲显卡的架构图，密密麻麻的就是流处理器

挖包括比特币之内的动作大家可以认为是利用显卡在做不断地通用计算，并且这个计算复杂度比较低而且相当重复，显卡使用的流处理器正好适合这样的算法。就像是不断地解方程组，显卡是2000位中学生，而CPU则是8名数学博士。虽然数学博士的数学知识远远超过中学生，但是像解虚拟货币这样的中等方程组的速度8名数学博士肯定不如2000名中学生来的快。

▲比特币挖矿机

因此大家一开始就使用显卡来挖掘虚拟货币。之后有人研究出特定的算法，让显卡的流处理器针对的虚拟货币特解进行大幅强化，这就是矿机的由来。

为什么AMD的显卡被矿工抢购？

和Nvidia的显卡相比，AMD的显卡在通用性能上具有比较大的优势，或者通俗来讲就是说流处理器多。普通消费者一般使用显卡主要是玩游戏，而玩游戏则需要显卡进行图形输出，其运算复杂度远超比特币这样的算数学解。因此实际游戏性能，相同定位的N卡和A卡是差不多的。

但是我们之前说到过，A卡由于流处理器多，因此对于获得虚拟货币这样的通用计算来讲十分地适合，获得特定解的速度也比N卡高的多，因此众多矿工如今大量抢购A卡来进行虚拟货币的运算以谋求利润。

当然随着Nvidia推出了Pascal架构的显卡，目前N卡在挖掘虚拟货币上的能力已经不像之前那样和A卡相差巨大。于是在目前A卡普遍缺货的情况下那些中端N卡也就成为矿工们退而求其次的选择。

矿卡有啥坏处？

最后说说为什么大家在淘二手卡的时候不能选择矿卡。由于矿工们挖矿比特币最重要的就是谋求利润。因此他们使用的显卡每时每刻都在运行和计算，其强度远甚于日常的游戏应用。或者说运行这样的计算一天，相当于我们普通人运行显卡一个月。

并且挖掘虚拟货币的场所基本都是多显卡聚集的地方，成千上万的显卡在一个房间内不断地运算，其发热量也是相当巨大的，而矿工们也不可能像普通消费者一样选择散热条件良好的机箱让热量能够顺利放出，这样子显卡还在高温条件下进行7*24小时的运算，更是加深了其老化程度。

如此所作所为导致的结果便是用来挖矿的显卡过早地损耗，如果购买的这些显卡，结果便是运行不稳定，重启等事情会不断发生。

而且目前厂商对于矿卡也是严格要求，比如说严禁二手买卖以及缩短保质期，如果用户购买了这些矿卡显卡，日后维修也将是一个不小的挑战。