期待已久的合并将使以太坊从工作量证明 (PoW) 变为基于权益证明 (PoS) 的网络。由于早期依赖于 GPU 算力支持的 PoW 机制，以太坊创造了一个全球分布式的挖矿行业，该行业在 2021 年创造了近 190 亿美元的收入。行业参与者的规模从拥有小型矿机的个人矿工发展到经营拥有数千台矿机并公开上市的大型矿企。
PoS 机制不是利用计算能力来确定应该由哪个矿工创建新区块，而是依靠节点质押的抵押品来确定新区块的创建者。因此，如果以太坊向PoS 过渡成功，则以太坊矿工将被淘汰。那么，合并后对于矿工及挖矿硬件会有哪些影响？
算力下降
尽管以太坊合并已承诺多年，但持续的技术挑战不断将其时间表推迟。基于 ETH 核心开发者迫不及待的情绪和 Ropsten 测试网的成功合并，假设没有意外，主网合并预计在 8 月至 9 月步入正轨。
2022 年 5 月，以太坊的哈希率达到顶峰。从那以后，其哈希率一直呈下降趋势，这表明矿工们预计合并将很快发生。哈希率的下降可能是由于矿工在测试网合并之后关闭了 GPU 矿机并转向交易市场出售。
通过观察 GPU 转售价格的趋势可以进一步说明这一点。在过去的六个月中，包括 RTX 3090、3080、3070、3060、2080 和 2070 在内的流行挖矿 GPU 的转售价值迅速下降。自 2021 年 12 月以来，GPU 价格平均下跌了 47%。最近加密货币价格的下跌对采矿盈利能力产生了负面影响，也增加了 eBay 等二级市场的 GPU 矿机的供应。最后，随着合并的临近，愿意投资新矿机的矿工越来越少。
ASIC 和 GPU 矿机
以太坊矿机分为两种：ASIC 和 GPU。ASIC（专用集成电路）是为特定目的而设计的计算机硬件，以太坊 ASIC 矿机中编写了适用于以太坊的哈希算法。GPU 矿机可以解决复杂的 PoW计算，也可以用于更通用的应用程序。比如 GPU 经常出现在工作站和游戏计算机中，用于渲染图像、编码视频或执行任何其他需要重复计算的应用程序。
由于以太坊挖矿行业的分布式特性，我们很难确定网络上 ASIC 和 GPU 矿机的确切比例。BitPro 的 CEO Michael D'Aria 估计 90% 的矿工是基于 GPU 矿机，而另外 10% 是基于 ASIC 矿机。Bitsbetripping 主持人、专注于加密挖矿咨询业务的 Michael Carter 告诉 Messari，他估计网络上 20-30% 的矿工是基于 ASIC 矿机。
以太坊 ASIC 矿机的问题在于只能用于 ETH 挖矿，不能重新用于别的应用程序。以太坊经典（Ethereum Classic）是唯一可以用以太坊 ASIC 矿机开采的其他 PoW 加密货币，因为它的哈希算法与 ETH 的算法兼容。如果挖掘以太坊经典是无利可图的，那么 ASIC 矿机很可能不会有转售市场，并且它们将在以太坊合并后被丢弃。
因此，在以太坊合并之后，GPU 矿机成为唯一可以重新用于其他应用程序的以太坊挖矿硬件。我们分析了大量 GPU 矿机的再利用方案之后，得出了以下几个可行方案：
挖掘其他 PoW 代币
提供高性能计算的数据中心
为 Web3 协议提供计算
出售矿机并质押已挖出的 ETH 参与 PoS
挖掘其他 PoW 代币
对于一些加密爱好者来说，挖矿已经成为一种爱好。他们倾向于被动地从挖矿设备或游戏计算机中赚取加密货币。对于其他人来说，挖矿是一项投资业务，目的是获得投资回报。
随着以太坊放弃 PoW 机制，两种类型的矿工都想知道还能挖掘哪些其他的 PoW 代币。一些矿工在 Reddit 上面的相关帖子中表示，在以太坊合并后的策略是转而挖掘任何有利可图的加密货币。依靠计算挖矿收益的网站 WhatToMine，矿工们可根据指定的矿机类型和电力成本确定加密货币的挖矿利润。
一些大型矿工似乎也走上了类似的道路。Hut 8 公司副总裁 Sue Ennis 告诉 Messari，Hut 8 正在考虑在以太坊合并之后挖掘其他 PoW 代币，例如 Ethereum Classic。但是，他们继续在资产负债表上只持有 BTC。Hut 8 还计划将其 GPU 哈希算力切换到 Luxor Mining Pool 挖取包括 BTC、DASH、ZEC 和 SC 等代币，所有利润都以比特币支付。
矿工从挖取 ETH 转向其他 PoW 代币的问题在于，这些代币的市场规模远不及以太坊。截至 6 月 9 日，除以太坊之外的GPU 可开采代币总市值为 41 亿美元，约占以太坊市值的 2%。
由于哈希率不能用于比较具有不同哈希算法的网络的计算能力，因此矿工总收入成为下一个最佳方法。在矿工收入排名前七的 GPU 可开采代币中，以太坊占 GPU 矿工总收入的 97%。以太坊经典占 GPU 矿工总收入的 1.9% 而位居第二。这表明没有以太坊的 GPU 可开采代币市场规模之小。
挖矿领域中一个常见误解是，哈希率的增加会导致代币价格上涨，而实际上恰恰相反。如果 ETH GPU 矿工在一夜之间涌入某个 PoW 代币，这将大幅提高这个代币的挖矿难度，从而导致挖矿奖励降低。最终结果是大多数矿工无法盈利。只有那些可以获得最便宜能源的矿工才能保持盈利，这很可能是机构和大型矿企。因此，只有一小部分 ETH 算力能够迁移到其他 GPU 可开采的代币。
其他可通过 GPU 开采代币的公链接收以太坊算力的唯一方法是将代币价格拉升几个数量级。鉴于这些公链上的用户活跃度远低于以太坊，其代币的价格大幅上涨的概率非常小。此外，除了矿工本身之外，大多数 PoW 公链都缺乏社区。
例如，即使 Ethereum Classic (ETC) 在 GPU 矿工收入榜位居第二，但该网络仅锁定了 120,000 美元的总价值和约 35,000 个日活跃地址。相比之下，以太坊锁定的总价值为 500 亿美元，每日活跃地址超过493,000个。这种差异表明，过去两年 ETC 的价格大幅上涨与网络基本面无关，主要由投机驱动。因此，即使 ETC 的价值在很大程度上是投机性的，矿工也将很难找到具有实际价值和网络使用率的替代矿币。
总体而言，矿工大规模迁移到其他 PoW 代币不太可能是可持续的解决方案。哈希率的增加都将导致挖矿难度提升，并将大多数矿工赶出盈利区间。除非矿币价格上涨几个数量级，否则该网络只能容纳以太坊哈希率的一小部分，这基于这些项目当前的基本面不太可能实现。但还是有可能会有一个 PoW 网络会让矿工们达成共识并被采用。
以数据中心为导向的业务
以太坊矿工的规模从拥有小型矿机的个人矿工发展到经营拥有数千台矿机并公开上市的大型矿企。虽然小型矿工可能会在 以太坊合并之后轻松转型，但对于在挖矿硬件、专用仓库和电力相关基础设施方面大量投资的大型矿工来说，做出下一步决定将非常困难。
Hut 8 和 HIVE Blockchain 是已经公布了其在以太坊合并后战略的两家大型公开上市矿企。Hut 8 和 HIVE Blockchain 都表示，将过渡到高性能计算行业。两家公司都收购了数据中心业务，以便重新定位企业以实现转型。这些数据中心旨在为亚马逊等云计算巨头提供网络服务的替代方案。
Hut 8 和 HIVE Blockchain 大量投资了用于挖掘以太坊的高性能 GPU 显卡，这使它们能够重新将 GPU 显卡用于提供高性能云计算服务。Hub 8 将其 GPU 描述为“GPU 中的法拉利”，他们是 NVIDIA 的三个重要客户之一。Hut 8 专门针对 Web3 行业的项目，为其提供区块链基础设施、游戏渲染和 NFT 存储等云托管服务。
随着游戏、人工智能和电影动画的蓬勃发展，对高性能计算的需求将继续增长。一旦以太坊合并发生，这种增长是大型矿工获得大量新收入来源的机会。
为 Web3 协议提供算力
Web3 的目的是在开放、去中心化和无需许可的协议上重建互联网。为了实现这一点，需要建立分布式的基础设施作为基础层。这包括为视频流应用程序构建基础架构、2D 和 3D 对象的渲染以及云服务器。这些服务的共同点是它们依赖于分布式参与者网络来提供 GPU 算力服务。
矿工可以将其 GPU 算力转向少数 Web3 协议，包括：
Render Network：分布式 GPU 算力市场，允许用户为渲染贡献算力。该网络允许 GPU 矿工将其渲染能力出售给任何有需要的人，例如艺术家、设计师和研究人员。
Livepeer Network：处理视频流媒体的去中心化网络，该网络依靠矿工使用 GPU 提供视频转码服务。
Akash Network：去中心化的云算力市场，为具有额外算力的提供商和寻求算力的用户提供合作平台。Akash 的目标是在 2022 年第二季度将 GPU 市场集成到其平台，使网络能够处理机器学习、人工智能和云游戏等数据密集型的工作负载。
这些 Web3 协议将欢迎 GPU 矿工寻找新的安身之所。值得注意的是，某些协议（例如 Akash）会设置额外的硬件资本门槛才能让矿工成为算力提供商。这个解决方案不仅对小型矿工开放，也对大型矿工开放。未来，Ennis 告诉 Messari，Hut 8 将开放其数据中心作为 Web3 协议（例如 Render Network）的节点运营商/提供者。
过渡到 PoS 质押
从挖矿中积累了 ETH 的矿工可以选择出售其 GPU 矿机并成为以太坊 PoS 验证者节点。网络要求验证者至少质押 32 枚 ETH 才能运行验证者节点。作为验证交易的回报，验证者以区块奖励、倾斜激励和 MEV 的形式获得奖励。根据质押者的数量和网络活动的水平，收益率可能在7% 到 13%之间。对于没有 32 枚 ETH 或不想承担运行验证节点风险的矿工，也可以通过 ETH 2.0 质押服务商参与质押。
GPU 的未来用例：零知识证明（ZKP）
零知识证明 (ZKP) 允许用户以加密方式证明他们知道一个秘密，而无需将秘密透露给对方。ZKP 是区块链扩展和提高隐私性必不可少的解决方案。随着 ETH 2.0 专注于以 Rollup 为中心的路线图，zk-rollups 作为越来越受欢迎的第 2 层扩展解决方案，其中 Starknet 和 zkSync 等项目处于领先地位。除 Rollup 之外使用 ZKP 的其他项目包括 Mina、Filecoin 和 Zcash。
Paradigm 最近写了一篇关于ZKP 的硬件加速的文章。文章讨论了随着 ZKP 的普及和复杂性的增加，该技术达到预期规模需要专门的硬件支持，这将创建一个类似于比特币挖矿的市场：
“随着用户寻求更具表现力、高性能和私密性的计算，使用 ZKP 的复杂性将会增加。这将导致生成证明的速度变慢，需要使用专门的硬件才能及时生成证明。
与比特币矿工类似，硬件运营商的工作需要得到回报。市场上将出现一个完整的 ZK 挖矿和证明行业，首先是爱好者在他们的 CPU 中生成证明，然后是 GPU，然后是 FPGA。与比特币相比，我们预计 ASIC 可能需要很长时间才能被采用。”
当比特币首次推出时，任何拥有标准 CPU/GPU 的人都可以挖掘比特币。最终，专业矿工开发了更高效的硬件 (ASIC)，这使得 CPU/GPU 挖矿不再盈利。ZK 挖矿很可能遵循类似的路径，从标准 GPU 矿工开始，然后开发更高效的矿机（ASIC 或 FPGA）。ZKP 仍处于起步阶段，但 Paradigm 预测 ZK 矿工/证明者市场在将来可能会增长到相当于 PoW 采矿市场的规模。
总结
在以太坊成功合并主网后，PoW 代币的 GPU 挖矿市场可能会急速萎缩。随着矿工意识到开采其他 PoW 代币只会让少数能够获得廉价能源的矿工保持盈利，那么大部分 GPU 矿机将在二级市场上转售。愿意投入时间和资金的矿工将能够过渡到高性能的数据中心运营商或 Web3 算力协议的节点提供商——这两个市场都在快速增长。
a16z 的交易合伙人 Elena Burger 提醒我们，大多数新技术的进步都需要硬件支撑。“科技领域的所有主要行业——从云计算到计算机图形学、人工智能和机器学习——都已经遇到发展瓶颈，需要更快计算速度和更高效率的硬件。” 虽然以太坊合并似乎是 GPU 挖矿的终结，但它也可能会开启另一个时代，因为流离失所的矿工会在 Web3 中寻找新的机会。
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