算力(Hashrate):计算能力的度量及其与比特币的关系

算力(Hashrate,也写作 hash rate)是一种计算速度的度量,用来统计一台机器或整个工作量证明(proof-of-work)网络(例如比特币)每秒钟能完成多少次哈希计算。算力以每秒哈希次数(H/s)为单位计量,比特币矿机的算力通常以太哈希每秒(TH/s)来标注。每秒完成的哈希次数越多,找到一个区块的机会就越大。

什么是哈希?为什么比特币矿工每秒要进行数万亿次哈希计算?

哈希是哈希函数的固定长度输出结果,这种计算会将任意输入转换为同样大小的结果。相同的输入始终会产生相同的哈希值。哪怕只改变输入中的一个字符,也会生成一个看起来与原值毫无关联的新哈希值,因此没有人能够在不进行实际计算的情况下预测出哈希结果。

比特币使用的哈希函数叫做 SHA-256,它会生成一个 256 位的结果,写成 64 个十六进制字符。比特币矿工会对区块头(block header)运行两次 SHA-256 计算,区块头是候选区块的一个 80 字节摘要。区块头中包含对前一个区块的引用、该区块所有交易的指纹、时间戳,以及一个被称为随机数(nonce)的 32 位数字。

工作量证明(proof of work)是促使比特币矿工不断重复对区块头进行 SHA-256 计算的规则。只有当区块头的哈希值(作为数字读取)等于或低于一个被称为目标值(target)的阈值时,该区块才是有效的。找到一个有效哈希值需要尝试海量次数,而验证一次哈希值却只需一次计算。

矿工每尝试一次,就会更改随机数并重新计算区块头的哈希值。当所有可能的随机数值都尝试过后,矿工就会修改时间戳字段,或者修改一个被称为“额外随机数”(extra nonce)的第二计数器。额外随机数位于区块的第一笔交易中,因此修改它会改变区块头中交易指纹的值,从而为矿工提供一组全新的可尝试随机数。

算力统计的是每秒的哈希尝试次数。每一次哈希计算就是一次猜测,因此算力数值告诉你一台机器每秒能进行多少次猜测。“哈希算力”(hashing power)是算力的另一种说法。

ASIC(专用集成电路)是一种专为某一特定用途而设计的芯片,而非用于通用计算。比特币 ASIC 专为比特币的 SHA-256 哈希计算而打造。无论是速度还是能效,ASIC 都远远超越普通电脑中的中央处理器(CPU)和图形处理器(GPU),如今的比特币矿机硬件正是建立在 ASIC 基础之上。一台 ASIC 矿机每秒就能完成数万亿次猜测。

算力如何计量?从 H/s 到 ZH/s

算力以每秒哈希次数(H/s)为计量单位。按照标准的度量前缀,每向上一级单位就是前一级的 1,000 倍,因此 1 kH/s 等于每秒 1,000 次哈希计算,1 TH/s 等于每秒 1 万亿次哈希计算。

单位	名称	每秒哈希次数
H/s	每秒哈希	1
kH/s	每秒千哈希	1,000
MH/s	每秒兆哈希	100 万
GH/s	每秒吉哈希	10 亿
TH/s	每秒太哈希	1 万亿
PH/s	每秒拍哈希	1 千万亿
EH/s	每秒艾哈希	1 百亿亿
ZH/s	每秒泽哈希	1 万亿亿

截至 2026 年 10 月,当前主流的比特币 ASIC 矿机算力标注在数百 TH/s 的水平,而整个比特币网络的算力则达到了约 1 ZH/s 的量级。

TH 与 TH/s:数量与速率的区别

TH/s,即太哈希每秒,是一个速率单位。1 TH/s 意味着每秒进行 1 万亿次哈希计算。以 Bitmain 的 Antminer S21 XP 为例,截至 2026 年 10 月,其算力标注为 270 TH/s,也就是说它每秒大约完成 270 万亿次哈希计算。

而 TH 单独使用时,则表示一定数量的算力。TH 表达的是某人持有多少算力,而不是在描述速度,这也是为什么这里没有“/s”这个后缀。TH 和 TH/s 其实是从两个角度描述同一种算力规模,包括 GoMining 在内的产品文档都会同时使用这两种标注方式。

来自 GoMining 的数字比特币矿机(digital bitcoin miner)背后支撑着实体数据中心的真实算力,该算力以 TH 计量。在挖矿模式下,数字矿机的收益取决于其持有的 TH 数量,每天结算一次,以 BTC 形式发放。这些收益来自矿机所有者所选择的矿池。

数字矿机的能效以每 TH 瓦特数(W/TH)来衡量,数值越低越好。每日维护费涵盖电费和设备维护服务,会从 BTC 收益中扣除,因此 W/TH 越低,这笔费用中电费所占的部分就越小。

比特币算力能告诉你关于网络的哪些信息?

比特币算力,也称为网络算力,是所有参与比特币挖矿的机器算力之和。截至 2026 年 10 月,Blockchain.com 的数据显示 7 日平均算力约为 1,010 EH/s,大约相当于 1 ZH/s。这一水平低于同一 Blockchain.com 数据系列在 2025 年 10 月创下的约 1,152 EH/s 的 7 日平均峰值。当有更多机器加入网络时,网络算力会上升;当机器关机退出时,算力则会下降。

网络算力下降的原因之一是限电(curtailment),即比特币矿工为了应对某种压力而主动关闭机器或降低用电量,例如在电网承受较大压力时。2026 年 1 月下旬,美国矿工在“芬恩”冬季风暴(Winter Storm Fern)期间主动关闭设备,以缓解电网压力。同一周内,Blockchain.com 的 7 日平均算力从约 1,045 EH/s 降至约 826 EH/s,降幅约为五分之一。到 2026 年 2 月中旬,该数据系列已回升至约 1,006 EH/s。

网络难度(Network difficulty)是一个用来表达找到有效区块哈希值有多困难的数字。比特币的目标是大约每 10 分钟产生一个区块,并每隔 2,016 个区块重新计算一次难度,按这个速度计算大约需要两周时间。当算力上升时,区块产生速度会快于每 10 分钟一个,直到下一次难度调整将难度提高;当算力下降时,则会出现相反的情况。例如,在 2026 年 10 月中旬的那次难度调整之前,产生 2,016 个区块花费了约 13.2 天,而不是两周,因此难度上升了约 5.9%。

没有人能够直接测量网络算力。数据提供商是根据当前的网络难度以及最近区块产生的速度来估算网络算力的,大多数提供商还会将结果在几天内进行平滑处理。由于每家提供商使用的方法各不相同,得出的数字也会有所差异:在 2026 年 10 月中旬的同一天,Blockchain.com 和 mempool.space 给出的单日估算值相差约 7%。

网络算力同时也是衡量比特币抗攻击能力的一个指标。如果某个攻击者掌握了超过网络一半的算力——这种情形被称为 51% 攻击——理论上就可以重写近期的区块、撤销自己的交易以实现同一笔 BTC 的双花,并阻止交易被确认。网络算力越高,攻击者要凑齐这样的多数算力所需投入的计算资源就越多。

只要用户运行的是全节点,并依照比特币的规则对每个区块进行验证,那么即便是发动 51% 攻击的攻击者,也无法花费属于他人的 BTC、凭空创造 BTC,或改变每个区块新增 BTC 的数量。而那些信任矿工、自身不验证区块的钱包,则面临更大的风险。

算力无法告诉你的事情

算力数值并不能反映每一次猜测在电费上的成本,这也是为什么产品规格表会把功耗数据和算力数据并列展示。截至 2026 年 10 月,制造商 Bitmain 为其 Antminer S21 XP 公布的规格显示:典型算力为 270 TH/s,在 25°C 进风温度条件下,整机交流电功耗为 3,645 瓦。Bitmain 给出的算力误差范围是正负 3%,功耗误差范围是正负 5%。

用一台机器的功耗除以其算力,就能得到它的能效,单位为每 TH/s 瓦特数(W/TH)。以 Antminer S21 XP 为例,3,645 瓦除以 270 TH/s 等于 13.5 W/TH。Bitmain 官方标注的 S21 XP 能效正是 13.5,由于 1 瓦等于每秒 1 焦耳,这个数字也等同于 13.5 J/TH。如果说 TH/s 是一台机器的“马力”,那么 W/TH 就是它的“油耗”,数值越低越好。

截至 2026 年 10 月,Bitmain 公布的较旧型号 Antminer S19 XP 算力为 141 TH/s,功耗为 3,031.5 瓦,换算下来能效为 21.5 W/TH。要完成相同的工作量,S19 XP 的耗电量比 S21 XP 高出约 59%。如果只用 TH/s 来比较这两款机器,就会忽略这一差距。在这个例子中,算力更高的机器恰好也是能效更高的机器,但更高的 TH/s 数值本身并不能说明一台机器就更优秀,因为完成每一份工作所需的电费成本,实际上取决于 W/TH。

比特币矿工的收益并不只取决于自身的算力。当网络算力增长时,同一台机器在全网算力中所占的份额就会变小,所能赢得的区块奖励份额也随之减少,而难度也会相应上升。每个区块的奖励由区块补贴(即新生成的 BTC)和该区块内交易所支付的手续费共同构成。

自 2024 年 4 月以来,比特币的区块补贴一直是 3.125 BTC。当区块链达到第 1,050,000 个区块时,补贴将减半至 1.5625 BTC,届时无论网络算力如何,每个区块支付给找到它的矿工的新增 BTC 数量都会减半。由于奖励以 BTC 形式发放,其美元价值会随 BTC 价格波动,而电费支出则取决于 W/TH 和电价。

算力告诉你的是一台机器能做多少次猜测,而不是每次猜测的成本或收益。明白这一点后,你就能看懂以 TH/s 和 W/TH 表示的产品规格表,也能看懂以 EH/s 表示的网络算力图表,并清楚哪些问题是算力这一单项指标无法单独回答的。