阿波羅飛船計算機挖礦能力如何？挖個幣需1380億億年

控制阿波羅飛船登月的阿波羅導航計算機（以下簡稱「AGC」），是美國航空航天局阿波羅載人登月項目取得的眾多技術突破之一。在那個計算機大小與冰箱相當，甚至塞滿一間房子的年代，AGC重量僅為約70磅（31.75千克）。它還是首批採用集成電路的計算機之一。

一個計算機歷史學家獲得了一台AGC，並使之恢復運行。該團隊的成員之一肯·謝里夫（Ken Shirriff）決定看看它在比特幣挖礦方面的表現。

挖礦是維護比特幣區塊鏈過程的關鍵部分。只有解決一個難題，用戶才能獲得在區塊鏈中添加一個區塊的權利：找到一個SHA-256哈希值具有最少0的區塊。當前已知完成這一任務的唯一方式是強大的算力：礦工創建一個帶有隨機數的區塊，計算其哈希值。如果哈希值的前導0個數不夠多，礦工會改變隨機數，然後再次嘗試計算其哈希值。

合格的區塊要求的0的個數會自動調整，使網路能平均每10分鐘生成一個新區塊。目前，一個區塊的哈希值需要至少約18個0（16進位）才能被網路接受——相當於嘗試約1022次才能發現一個有效的區塊。

目前，大多數比特幣挖礦活動都是由專用硬體完成的，它們每秒能計算數萬億個哈希值。相比之下，謝里夫為AGC編寫的挖礦軟體就慢多了：每計算一個哈希值需要約10秒。

謝里夫寫道，「阿波羅導航計算機運行太慢了，要成功挖到一枚比特幣，它需要相當於宇宙年齡約10億倍的時間。」宇宙年齡被廣泛認為是138億年，這意味著AGC挖出一個比特幣的時間約為1380億億年。

這一差異反映了過去50年計算機硬體的飛速發展。在摩爾定律「推動」下，現代晶元集成有多得多的晶體管，時鐘頻率也要高得多。定製的挖礦ASIC（專用集成電路）能夠並行計算大量哈希值。

不過謝里夫也遇到了其他問題：AGC的特異之處也使得它不適合用來挖比特幣。例如，AGC中一個字的長度為15位，現代計算機中一個字的長度通常為32位或64位。SHA-256演算法進行大量的32位計算，因此謝里夫必須將每個32位的整數劃分為3個部分——一個部分為4位、兩個部分為14位——對各個部分單獨計算。

AGC還不支持移位和循環指令——現代計算機的標配、被大量應用在SHA-256演算法中，謝里夫不得不通過子常式完成這些操作。

AGC有限的內存也影響了其挖礦能力，「與1960年代的大多數計算機一樣，AGC也使用了磁芯存儲器，在每個微型磁化鐵氧體中存儲1位數據。由於磁芯存儲器尺寸相對較大，AGC的存儲容量僅為2K字（約為4K位元組）。AGC的定址方案給編程帶來了更高的複雜性，除非使用一種不方便的存儲體切換機制，用戶通常只能使用256字的內存容量。問題是SHA-256演算法利用8個（32位）哈希值，1個64字的消息表和8個字的中間值，它們就會佔去240個AGC字的內存，只給其他指令留下16個字的內存，其中包括中間值、子程序返回地址、循環計數器、指針等。通過重用這16個字的內存容量，我將演算法塞在一個存儲體中，但我用了很長時間調試軟體。」

這並非謝里夫第一次在「老爺」計算機上部署挖礦演算法。數年前，他曾成功在一台1960年代生產的IBM 1401計算機上部署挖礦演算法。這台計算機挖礦的速度比AGC還要慢，80秒才能計算一個哈希值。謝里夫還在一台1970年代生產的施樂Alto計算機上部署了挖礦軟體——每秒能計算1.5個哈希值。

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