「挖礦」刺激GPU與ASIC需求 為何還利於AI發展？

區塊鏈和以比特幣為代表的數字加密貨幣的火熱程度已不必多言，即便各國監管部門接連對數字加密貨幣進行了密集打壓使其遭遇斷崖式下跌，但暴跌之後往往會迎來「報複式」的上漲，吸引更多人加入「挖礦」隊伍。因此，「挖礦」的火爆直接導致了GPU的漲價及缺貨，效率更高的ASIC也爆發出更大的商機。不過對於晶元製造商而言，這或許只是甜蜜的煩惱，萬一數字加密貨幣出現問題，人工智慧的需求能否繼續推動晶元市場的發展?

挖礦為何導致GPU缺貨並刺激ASIC需求?

開始探討挖礦的影響前，首先需要了解的是什麼是挖礦，簡單來說就是當交易出現時，網路上正在執行這個運算程序的電腦，就會紛紛開始進行運算，最先算出結果的電腦，會主動在網路上廣播自己已經計算完成，結果經過驗證無誤後，就可以獲得新的虛擬幣和交易費作為獎勵，虛擬幣和交易費也是「礦工」的主要收入來源，由於其工作原理與開採礦物十分相似，「挖礦」因此而得名。

不過，根據設計，比特幣的總數量不會超過2100萬個，並且新發行的比特幣會越來越少，為了獲得越來越少的比特幣，挖礦難度的增加對於礦機的要求也越來越高。比特幣礦工最早是通過Intel或AMD的CPU進行挖礦，但由於挖礦是運算密集型應用，CPU作為通用晶元在挖礦中計算效率優勢並不明顯，且隨著挖礦人數與設備性能的不斷提升難度逐漸增加，現在使用CPU挖礦早已毫無收益甚至虧損。2013年第一季度後礦工們就逐漸開始採用GPU或FPGA等挖礦設備，因此伴隨著2017年數字加密貨幣的火爆，GPU也出現了漲價和缺貨。

需要指出的是，許多人認為礦工們似乎更加偏愛AMD，認為NVIDIA的GPU並不適合作為礦機。實際情況是，目前市面上主流的數字加密貨幣不僅有比特幣(BTC)，還有萊特幣(LTC)、以太坊(ETH)、比特幣現金(BCC)、零幣(ZEC)等，顯卡挖礦的主要陣地是ETH和ZEC。ETH是IO密集型場景，演算法為DaggerHashimoto，Polaris的GRRD5顯存延時較低算力出色，因此這種演算法是Polaris的主陣地。ZEC是運算密集型場景，演算法為Equihash，這種演算法對顯存頻率和時序要求不高。因此A卡都在挖ETH，N卡挖ZEC。所以不同的顯卡適合於不同演算法的數字加密貨幣，再加上挖礦收益、GPU的缺貨情況，價格等諸多因素，礦工為了賺更多的錢自然會選擇性價比更高的GPU，比如定位中高端的AMD RX560、RX570高功耗比就是GPU礦機的好選擇，GTX1080Ti、AMD Vega64這樣旗艦雖然單卡性能最強，但售價與功耗算下來並不划算。

除了GPU，ASIC也被用於挖礦，並且有礦機廠專門為比特幣的SHA256演算法設計了ASIC晶元，並使用製造了專用的ASIC礦機。中國本土的比特大陸(Bitmain)就是全球有名的挖礦設備製造商，其採用16nm工藝自主設計ASIC晶元的螞蟻礦機S9已成為全球廣受歡迎的ASIC比特幣專用礦機。全球第二大採礦設備生產商Bitfury目前主要的產品是16nm的ASIC專用挖礦晶元，不過Bitfury並不直接向消費者販賣採礦機，而是面向企業用戶出售整套數據中心設備。由於ASIC晶元只為特定計算打造，效率比CPU高很多，功耗也更低，成為了許多礦工的首選，這也給相關半導體廠商帶來的巨大機遇。

至於FPGA，雖然其靈活度比ASIC高，但效率低很多，所以FPGA礦機的算力性能並不如ASIC高，2012年西瓜FPGA礦機火了大約半年之後，很少再有同類產品出現，基本已被市場遺忘。不過，FPGA雖然在計算SHA256演算法不如ASIC礦機高效，但它可以用於scrypt計算，可以用來挖GPU礦機的幣，未來或許有重新崛起的一天。

「挖礦」影響半導體產業鏈 未來也將利好AI發展

據了解，比特幣全網算力由於ASIC設備大量投入運營呈現直線上漲，並且針對個人開發的小型ASIC挖礦設備收益越來越低，大量算力被集群式ASIC挖礦設備獨佔。因此也不難預測，挖礦的持續火熱將對ASIC市場帶來巨大利好。聯發科2017年第四季度財報法說會上，投資者提問就透露，台積電12nm產能已經被比特大陸佔滿。另外數據顯示，2017年比特大陸晶元銷售額達到了驚人的143億元人民幣，僅次於華為海思，成為中國第二大的IC設計公司。據知情人士透露，2017年比特大陸每月利潤可達3000萬美元，2017年上半年便已實現凈利潤超過10億元人民幣，可見數字加密貨幣浪潮對IC設計企業帶來的利好以及對ASIC的巨大需求。

除了IC設計的比特大陸，封測及代工廠商也在這波數字加密貨幣浪潮中受益頗豐。根據台積電最新的季度財報顯示，數字加密貨幣挖礦相關業務每季度收入在3.75億美元左右，占集團銷售額的5.1%。隨著加密貨幣的價格不斷升值，這個業務板塊很可能在今年第一季度增長至約10%。另外，近日有報道稱從1月份開始，三星電子為一家不具名的中國採礦設備供應商生產ASIC挖礦晶元，中國的合作夥伴將分發這些晶元，雖然有分析師估計全球九成ASIC晶元都由台積電生產，但如果報道屬實無疑證明了挖礦晶元這一市場具有足夠的吸引力。

封測環節，有媒體報道供應鏈的消息顯示今年大陸封測業緊從比特大陸一家公司中就能獲益30億元人民幣左右。封測機台方面，野村控股分析師和田木哲哉此前在一份報告中寫道，日本的半導體製造設備生產商Ulvac Inc.和愛德萬測試等公司也可能從比特幣上漲中獲利。

可見，從半導體產業鏈從上游到下游都能在這一輪的數字加密貨幣中獲益，並且隨著挖礦難度的增加市場需求的增加，ASIC晶元、GPU廠商的競爭都會更加激烈。不過關於比特幣或者說數字加密貨幣，到底是一個騙局還是革命的爭論一直存在，我們只能等待時間給我們答案。但對於晶元廠商來說，在享受了數字加密貨幣的紅利的同時也不得不思考這種火熱能否持續，這是一個甜蜜的煩惱。萬一數字加密貨幣崩盤，相關的半導體廠商的業績無疑也會遭到巨大影響，那麼晶元廠商將怎麼辦?

以比特大陸來說，伴隨著市場需求的增長，2017年該公司推出的SOPHON TPU晶元也是比特大陸進軍人工智慧的第一款專用定製晶元。比特大陸產品戰略總監湯煒偉曾預判，在晶元層面，比特幣礦機晶元走過了從CPU到GPU再到ASIC專用晶元的進程，與之類似，人工智慧晶元也將重演從CPU到GPU再到ASIC的進程。

因此，筆者認為隨著數字加密貨幣的發展將帶動半導體產業鏈向更先進位程和技術轉換，推動GPU、ASIC、FPGA晶元算力的提升。同時以比特大陸為代表的廠商給AI這個目前同樣備受關注的行業帶來了重要補給，即便數字加密貨幣受到重創，AI對於晶元算力的需求也將能繼續推動晶元市場的發展。可以看到，無論是區塊鏈還是人工智慧都需要晶元強大的算力來支撐，因此無論哪一個快速發展，勢必將對另一個行業的發展起到積極的作用。

歡迎訂閱華強微電子

更多行業資訊可訪問華強電子網-商情資訊欄目

歡迎關注華強微電子

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！