無人再談礦機芯片

在加密貨幣熱潮的高峰期,礦機芯片曾經是數以百萬計的投資者們的寵兒。但是,最近出現的一些趨勢表明,礦機芯片可能不再受歡迎。英特爾宣布停產挖礦ASIC芯片,英偉達公開表示加密貨幣的價值可能為零,國產礦機芯片廠商無不在轉型。大家似乎正在極力與礦機芯片脫鉤。


風靡一時的挖礦業務

比特幣於2008年10月由一個名為中本聰(Satoshi Nakamoto)的神秘人物在一個名為《比特幣:點對點電子現金系統”》的白皮書中提出。剛開始的時候,比特幣主要是用於交換,價值較低。2010-2013年的時候,比特幣開始在一些互聯網圈子中傳播,一些人開始接受比特幣支付,2013年初比特幣價格迅速上漲,突破了100美元大關。後來越來越多的商家開始接受比特幣支付,2017年漲到了近2萬美元。由於過度炒作,比特幣價格開始急劇下跌,直到2018年底降至3千美元以下。不過2021年,加密貨幣的泡沫再次大幅膨脹,2021年一度將比特幣的價格推高到64000美元。


比特幣最高時達到64000多美元


隨著比特幣的價格和知名度的提高,“挖礦”業務誕生了,此挖礦非實際意義的挖礦。比特幣的挖礦是指使用計算機的計算能力來解決數學難題,以獲得比特幣獎勵的過程。這些數學難題被稱為“工作量證明”(Proof-of-Work,簡稱PoW),解決難題的過程需要消耗大量的計算資源,因此會對能源和環境造成一定的影響。與之而來的是,礦機和挖礦芯片的需求也大幅增長。許多公司開始生產和銷售這些產品,以滿足市場需求。

挖礦需要進行大量的哈希運算,哈希運算是驗證加密貨幣交易和在區塊鏈上創建新區塊所需的數學計算,在給定時間內可以執行的哈希運算越多,礦工就越有可能解決導致獲得區塊獎勵的複雜數學問題。所以對於挖礦芯片本身而言,其一大衡量指標是哈希率,是指給定礦機每秒可以執行的哈希操作數。

挖礦芯片的發展歷程大概經歷了這樣一個歷程:CPU、GPU、FPGA和ASIC。

1.CPU挖礦時代,比特幣最初出現的時候就是用CPU來挖,但CPU主要擅長做通用計算,這種挖礦方式很快就被淘汰了;

2.為了提高挖礦效率,礦工開始使用圖形處理器(GPU)進行挖礦,GPU芯片的兩大製造商是英偉達和AMD,主要是英偉達大賺了一筆;

3.隨著比特幣的價值不斷攀升,礦工需要更快、更高效的挖礦設備,礦工開始使用FPGA進行挖礦,FPGA可以通過編程實現比GPU更高效的哈希計算;

4.再就是用ASIC來挖礦,ASIC是為特定算法定制的芯片,可以更快地完成哈希計算,並且比FPGA更節能。發展至今,目前行業主流的方式是使用GPU和ASIC來進行挖礦。


英偉達的“砒霜”和“蜜糖”

英偉達應該也沒想到,其GPU用來挖礦竟然如此趁手,因為GPU可以同時進行並行計算,這增加了大幅計算的能力和挖礦的成功率。挖礦對GPU需求的爆火對於英偉達而言,既是“砒霜”又是“蜜糖”。當比特幣圈發生礦難的時候,GPU市場也面臨著崩盤的風險。因為大量礦工的退出,會使得大量礦卡被拆下來流入市場,而且價格很低,致使新卡賣不動,嚴重影響公司的業績。如果我們在eBay上搜尋,可以找到不少售價800 到900 美元的RTX 3090 GPU,大約是原價的一半(如下圖所示)。


二手英偉達GeForce RTX3090 GPU在eBay的售價,圖中為新台幣,1新台幣~=0.033美元(來源:截取自eBay)


英偉達首席技術官Michael Kagan甚至批評道,加密貨幣對社會毫無用處,而像ChatGPT這樣的AI聊天機器人利用其芯片的處理能力,比使用它們來挖掘加密貨幣更有價值。儘管英偉達對加密貨幣這一應用嗤之以鼻,但是英偉達確實一直從該行業中獲利,無論是營收還是股市。

自2017年開始,英偉達的GeForce GPU產品在加密貨幣礦工中很受歡迎,由於針對加密貨幣挖礦的GPU產品的強勁需求,英偉達2017年來自PC原始設備製造商(OEM)收入增長了200%。2022年5月,美國證券交易貿易會指控英偉達公司未在其2018財年財報中,充分披露加密貨幣挖礦對其遊戲業務的影響而被罰550萬美元。

對於挖礦業來說,顯卡的數量真的是多多益善,雖然一張卡就可以入門,但是配備多張卡可以顯著增加開采的貨幣數量,還有助於提高穩定性並降低停機風險。因此,對於那些通過加密貨幣挖掘賺錢的人來說,多卡鑽機通常是最佳選擇。

英偉達長期以來一直處於遊戲社區與加密貨幣礦工之間爭鬥的中心。在2020-2021年疫情期間,挖礦行業對GPU的大肆購入,芯片短缺致使GPU成本一路飆升,這影響了遊戲領域的玩家。為了阻止其GPU流向挖礦,Nvidia首先試圖通過低哈希率(Lite Hash Rate ,LHR)版本對其RTX 3000 顯卡產品強制實施哈希率限制,人為限制了使用其顯卡挖掘以太坊加密貨幣的能力,據悉,將使以太坊的挖礦效率降低50%。但這一做法無果,很快被黑客破解。

沒有辦法的英偉達不得不在2021年,專門為挖礦推出了NVIDIA Cmp Hx產品,它與普通的GPU相比,沒有視頻輸出的功能。然而,這些芯片並沒有獲得很大的採用,礦工也很清楚,這款顯卡與遊戲卡不同,他們沒有剩餘價值,不像其他的GPU不用了還可以賣二手。現在英偉達幾乎完全已經放棄了加密芯片技術,而是將重心放在人工智能和遊戲的應用上。


英偉達的Cmp Hx


AMD:加密業務不應成為公司的重點

AMD GPU以其高核心數和良好的性價比而聞名,這也使其成為尋求具有成本效益的解決方案的礦工的熱門選擇,尤其適合新手礦工。不過與Nvidia GPU 相比,它們也往往具有較高的功耗,但是它們較低的成本可以抵消這一點。AMD的Radeon RX 6800是高效的挖礦用芯片。eBay平台上也有不少二手的RX 6800,價格在400美元左右,如下圖所示。


二手AMD的Raden RX 68000 GPU在eBay的售價(來源:截取自eBay)


在2021年的code大會上,當被問及加密技術對AMD來說有多大意義時,Lisa Su告訴聽眾,這只是AMD業務的一小部分,而且是一個相當不穩定的領域,並表示它不應該成為AMD未來的重點任何一個。

但是AMD卻比較看好區塊鏈技術,他們認為,除了加密貨幣的應用之外,區塊鏈技術的應用數量和潛在影響是巨大的。區塊鏈有望顛覆幾乎所有行業,包括但不限於醫藥保健、金融和銀行、保險、物聯網(IoT) 和網絡、數字廣告、網絡安全、供應鏈管理、雲計算等等。區塊鏈算法需要計算平台、PC 和服務器,更具體地說是CPU 和GPU 才能運行,AMD打算通過提供CPU和GPU技術的最佳組合,使區塊鏈交易越來越快、越來越安全。


英特爾趕了個晚集,已宣布停產礦機芯片

不同於英偉達和AMD,英特爾是通過ASIC芯片來進入挖礦市場。英特爾的Blockscale 1000系列ASIC專為嚴苛的加密貨幣挖掘環境而構建。不得不說,在比特幣這個市場,英特爾進入的太晚了,而且似乎離開的又太早了。英特爾在整個行業不景氣的時候進入了加密挖礦領域,英特爾的第一款比特幣挖礦芯片於2022年6月推出,當時正是加密貨幣熱潮結束、比特幣估值暴跌之際,彼時比特幣徘徊在19,000 美元,並沒有吃到市場的紅利。而現在英特爾退出比特幣市場又恰逢比特幣重新上漲,最近一年來比特幣首次突破3萬美元。


比特幣近5年來的價格走勢


2023年4月18日,距離其正式推出挖礦芯片僅一年,英特爾宣布將停止生產其比特幣挖礦芯片系列。“由於我們優先考慮對IDM 2.0 的投資,我們已經終止了英特爾Blockscale 1000系列ASIC,不過我們繼續支持我們的Blockscale 客戶,”英特爾發言人說。據Tom's Hardware的報導,在2023年10月20日之後將不再接受任何訂單,最後一款產品將不遲於2024年4月20日發貨。


來源:英特爾


在英特爾推出其挖礦芯片時,英特爾表示,該ASIC的哈希率最高可達580 GH/s。Argo Blockchain、Block Inc.、Hive Blockchain Technologies 和GRIID Infrastructure 將是首批使用Intel Blockscale ASIC的客戶。對於比特幣挖礦芯片,英特爾原本的希冀是,預計到2025年Blockscale硬件業務的年銷售額有望達到110 億美元。英特爾首席執行官Pat Gelsinger 也在2022年7月份向投資者表示稱,“我們預計今年將出貨數百萬台,而不是我們最初的預測。”


2023年1月13日,Hive Blockchain部署了第一台基於英特爾(INTC) Blockscale 芯片的比特幣礦機。上圖是由Intel BlockScale ASIC 提供支持的HIVE BuzzMiner (圖源:Hive Blockchain)


不過除了退出比特幣挖礦芯片領域外,英特爾最近幾年陸續退出了不少業務:例如2019年,英特爾通過將智能手機調製解調器業務出售給蘋果;2020年底將其NAND存儲芯片製造業務和固態硬盤業務出售給SK海力士;此外還終止了Optane內存生產;2023年初,英特爾還結束了所有交換機芯片的開發,這是2019 年英特爾收購以太網交換機芯片設計商Barefoot Networks而來的業務;2023年4月初,英特爾確認將不再構建和銷售服務器系統,把服務器整機業務出售給台灣電子製造商神達。

雖然比特幣泡沫可能還會再次膨脹,但想必英特爾已經認識到,加密貨幣挖礦可能並不像它曾經認為的那樣有利可圖。至於是否完全退出加密業務,英特爾也是持觀望態度,表示將繼續監測市場機會。


國產加密貨幣ASIC芯片廠商及時轉舵

值得一提的是,在ASIC芯片市場的主要玩家中,中國廠商表現尤為突出,主要的加密貨幣ASIC芯片供應商包括比特大陸、比特微、嘉楠科技、億邦國際,全球90%的比特幣礦機也是由這些廠商生產。其中,僅比特大陸一家就手握全球比特幣礦池70%的算力,早在2018年第一個比特幣大漲高峰期,比特大陸曾經預定了台積電3萬片7nm產能,差不多3億美元,一時間風頭無兩。礦機ASIC芯片對工藝的需求較高,幾大ASIC芯片的廠商工藝都比較激進,工藝越低,成本也越高。例如,2022年,比特微的3nm芯片也通過供應鏈付出水面,利揚測試、三星代工;據悉,億邦國際也在研發專有5nm ASIC芯片。

對於充滿爭議的礦機商來說,上市之路可謂是充滿曲折。在這一眾廠商中,如今嘉楠科技和億邦國際分別於2019年11月21日、2020年6月已在美國納斯達克上市。據了解,今年初,比特大陸和比特微又開始謀劃上市之路。2021年比特幣價格飆升的同時,礦機廠商的股價也迎來了高點。億邦國際巔峰時期達到318美元,嘉楠科技最高的時候是34.6美元,而現在,兩家一個跌到了5.7美元,另外一個是2.5美元。


為擺脫對礦機業務的單一依賴,國內的礦機廠商如比特大陸、嘉楠科技比特微等都開始早早地謀求積極轉型,佈局人工智能芯片領域。尤為值得一提的,比特大陸、嘉楠科技兩家選擇了開源指令集RISC-V這一新技術跑道作為其AI發展的基石。RISC-V是全球的大勢所趨,也被稱之為是國產半導體最大的發展機會。

比特大陸是較早進行轉型的加密貨幣芯片廠商,2016年其算豐品牌問世,此後陸續發布了幾款AI芯片,2020年算能公司成立,2021年算豐和晶視智能合併入算能。如今算能主要有三大類產品線:處理器、服務器和模組&卡,其中處理器包括AI視覺處理器、AI TPU處理器(來自晶視智能)和RISC-V CPU(於2023年3月2日推出服務器級的RISC-V CPU)等。

2018年,嘉楠科技量產了全球基於RISC-V的商用邊緣AI芯片。依托RISC-V開源架構,嘉楠科技目前研發了兩代機器視覺AI加速器勘智K210、勘智K510。2022年嘉楠科技43.789億元人民幣,產品收入41.596億元,挖礦收入2.186億元。其中在產品收入業務中,採礦設備實現收入41.502億元,AI產品實現收入930萬元。雖然嘉楠科技的主要營收來源大頭還是礦業,但在AI領域也算小有成效。


嘉楠科技2022年營收部分數據(來源:嘉楠科技)


2020年底,比特微成立了專攻計算機視覺的AI芯片平台的子公司杭州研極微,計劃快速推出一系列高算力、低功耗的技術領先芯片和方案來搶占可視智能家居、廣域智能監控、便攜式影像記錄、車載影像記錄、智能服務機器人等細分市場。


總結

礦機芯片的繁榮時期已經過去。礦機芯片不再受寵的原因有這麼幾方面:一是,隨著加密貨幣變得成熟和穩定,再加上政策的限制、硬件技術需要不斷升級等,挖掘貨幣的難度越來越大;其次,加密貨幣市場的波動性和不穩定性,挖礦行業變得越來越不可靠,使人們不再像過去那樣熱衷於購買礦機芯片;第三,挖掘數字貨幣需要大量的電力和計算能力,對環境產生了不可忽視的影響,一份2021 年的報告顯示,比特幣每年消耗91太瓦的電力,給環境帶來了沉重的負擔。

接下來,希望國產的礦機芯片公司能夠在AI這條路上繼續延續在礦機領域的輝煌。諸如ChatGPT這樣富有潛力的AI市場國產廠商應該去搏一搏,看看旁邊的寒武紀市值峰迴路轉已經突破1100億了。(半導體行業觀察)