FPGA Mining: Hur fältprogrammerbara gate arrays fungerar

fpga gruvguide

FPGA-gruvdrift i kryptovalutavärlden är en ny framväxande trend som ändrar sättet att blockkedjebaserade mynt och tokens bryts på grund av att de är mycket effektiva jämfört med GPU- och CPU-gruvprestanda.

FPGA, eller en Field Programmable Gate Array, är en unik integrerad typ av en tom digital krets som används i olika typer av teknik och producerar högre hashhastighet med lägre mängder kraft och elektricitet jämfört med grafikbehandlingsenhet (GPU).

Du kan till exempel hitta FPGA i bild- och videobearbetningssystem. Den används också för avancerade kryptografiska algoritmberäkningar och är känd för att ge dig mer kontroll över FPGA-hårdvaran.

Som namnet antyder är fältprogrammerbara portmatriser programmerbara i fältet. När en kund har köpt FPGA kan kunden anpassa den för att tillgodose alla beräkningsbehov.

Det är värt att notera att experter från Field Programmable Gate Arrays rekommenderar att man tänker på FPGA som Lego-block:

”Du kan tänka på FPGA som Lego-block. Fristående Legos låter dig bygga många olika saker med samma, omkonfigurerbara bitar. Ett stycke kan användas för att göra taket på ett hus, och samma stycke kan senare eftermonteras för att göra bilens chassi. ” #BlockBaseMining

Precis som Lego-block kan FGPA, som chipsen skapades 1985, användas för att bygga praktiskt taget vilken digital krets som helst med hög anpassningsförmåga och mångsidighet för att enkelt ändra algoritmer. FPGA: er kan köra olika program och är i grunden ett LEGO-teknikpaket jämfört med att GPU: er är en blandad påse med slumpmässiga verktyg i en verktygslåda.

Eftersom FPGA: er är anpassningsbara, kostnadseffektiva omprogrammerbara enheter kan de fungera med olika algoritmer, men de har en hårdare användarupplevelse och kräver att både programvara och digital kretsdesign är korrekt inställd. Denna funktion är viktig för kryptovalutamyntbrytning eftersom olika kryptoassets använder olika algoritmer för brytning. FPGA: er kan enkelt justeras för att möta alla olika gruvbehov, eftersom effektivitetsförhållandet mellan hashhastighet och energiförbrukning är mycket gynnsamt för FPGA: er jämfört med GPU: er (eller ASIC).

Låt oss granska FPGA-kryptogruvsindustrin och kartlägga fördelarna med hastighet och flexibilitet med fältprogrammerbara grindarrayer.

Hur fungerar FPGA Mining?

Innan vi pratar om hur FPGA-gruvdrift fungerar, måste vi förklara grunderna för kryptogruva.

Bitcoin och de flesta andra kryptovalutor består av datablock. Dessa block är länkade till varandra – i en kedja – av unika siffror och bokstäver som kallas hash. Kryptografi säkerställer att endast en specifik hash kan användas för att länka det aktuella datablocket i blockchain till nästa.

När en dator ”bryter” bitcoin och andra kryptovalutor, gissar datorn helt enkelt biljoner olika haschar. Det är en process av försök och fel. Så småningom gissar datorn rätt hash, och det nya blocket läggs till i kedjan.

Låt oss säga att du är läraren framför ett klassrum. Du säger till de 25 barnen i din klass att gissa ett nummer mellan 1 och 1000. Den första personen som gissar rätt nummer får $ 5. Du fortsätter runt i rummet tills äntligen, ett barn gissar rätt svar.

Föreställ dig nu samma situation, förutom att det är en person som talar på en massiv stadion framför 80 000 personer. Talaren ber stadion att gissa ett nummer mellan 1 och 1 biljon. Alla ropar slumpmässiga siffror tills så småningom gissar en person rätt nummer. Det är närmare hur bitcoinbrytning fungerar.

Med bitcoinbrytning måste gruvarbetare ägna tid, energi och resurser åt att hitta rätt nummer. Detta är ”arbetet” som måste utföras för att bryta bitcoin. Det korrekta antalet som gruvarbetarna i slutändan kommer fram till är under tiden ”beviset” på det arbetet. Varje annan gruvarbetare kan kontrollera det numret mot rätt nummer skrivet av högtalaren för att verifiera att gruvarbetaren gjorde jobbet.

Med bitcoinbrytning ber du inte ett klassrum att gissa ett nummer mellan 1 och 1000. I stället ber du miljontals gruvarbetare världen över att gissa ett nummer som är 64 siffror långt. Att komma till det här svaret kräver mycket datorkraft. Dessa datorer gissar ständigt siffror som har 64 siffror. Så småningom når man rätt svar. Blocket läggs till blockchain, gruvarbetaren får blockbelöningen och beräkningar för nästa block börjar.

Hur FPGA minar kryptovaluta

Vi har förklarat hur crypto mining fungerar. Men hur förbättrar fältprogrammerbara grindarrangemang gruvdrift? Hur bryter de kryptovaluta mer effektivt?

Tja, FPGA är ett av flera alternativ som är tillgängliga för krypto gruvarbetare. Idag kan gruvarbetare använda processorer, GPU: er, FPGA: er eller ASIC: er för att bryta ut kryptovalutor. I början av bitcoin kunde vem som helst med en avancerad spel-GPU bryta bitcoin från en vanlig dator. Idag behöver du de senaste ASIC: erna för att ens tänka på att göra vinst med bitcoin.

FPGA-gruvdrift ger användarna en lösning som skiljer sig från alternativen ovan. Det kan vara billigare eller dyrare, även om det verkligen är mer flexibelt än GPU-, CPU- och ASIC-gruvuppsättningar. FPGA-gruvutrustningar är kända för att ha optimal effektivitet och högre hash per sekund än GPU: er.

För att ställa in ett FPGA-gruvsystem måste du installera specialchips i specifika sekvenser och matriser för att öka datorns förmåga att gissa hash.

En av de bästa sakerna med FPGA-gruvdrift är att det är det mest flexibla alternativet; istället för att köpa en bitcoin mining ASIC som endast bryter bitcoin, till exempel, kan din FPGA-installation anpassas för att bryta valutor.

Många nybörjare gruvarbetare börjar med FPGA-gruvdrift innan de till exempel går vidare till ASIC-gruvdrift. När du väl har erfarenhet och förstått hur crypto mining fungerar, är du väl utrustad för att driva en lönsam ASIC-gruvdrift.

FPGA: er är mycket anpassningsbara

När du köper en ASIC-gruvarbetare är den gruvarbetaren riktigt bra på att bryta en specifik kryptovaluta. Den maskinen är byggd för att ägna alla möjliga resurser åt att bryta bitcoin. Det är ett enda verktyg som är designat från grunden för att bryta bitcoin så effektivt som möjligt.

FPGA är dock olika. De består av flera byggstenar som kan sättas ihop för att bryta olika kryptovalutor.

För denna analogi, tänk på en ASIC som en gräsklippare. Gräsklipparen är riktigt bra på att utföra en specifik uppgift: klippa en gräsmatta. Det är det bästa sättet att klippa gräsmattan.

FPGA är under tiden som en verktygslåda med alternativ som kan ordnas för att klippa gräsmattan på olika sätt. Du har till exempel en skruvmejsel, en hammare, en machete och en sax. Du har också en slang för att bevattna gräsmattan efter klippning, sprinklers, gödselmedel I stället för att bara ha en gräsklippare – som en ASIC – har du flera verktyg som du kan använda för att klippa och odla gräsmattan på olika sätt med olika effektivitetsnivåer. Det är ett brett sortiment av verktyg som ger gruvarbetare många olika alternativ.

När du ställer in alla dessa alternativ för att fungera i optimal form kommer din FPGA att ge högsta vinst och bästa möjliga effektivitet.

Fördelar med FPGA Mining

Det finns flera viktiga fördelar med FPGA-gruvdrift, inklusive:

Mindre strömförbrukning: FPGA: er är konstruerade för att förbruka mindre ström än andra integrerade kretsar. Mindre energiförbrukning innebär mer vinst för gruvarbetare. Crypto gruvarbetare har redan flyttat till länder eller regioner där elpriserna är låga. Gruvarbetare i vissa delar av Kanada och USA, till exempel, betalar mindre än 0,05 dollar per kWh för vattenkraft, vilket gör det mycket lättare att tjäna pengar än någon som betalar, säg 0,40 dollar per kWh i Tyskland.

Anpassning: FPGA kan anpassas för att möta alla olika typer av behov. Du kan till exempel konfigurera FPGA: er för att beräkna olika algoritmer för olika kryptovalutor. Du kan till exempel byta till den kryptovaluta som är mest lönsam idag och sedan anpassa dina FPGA-enheter för att bryta en annan, mer lönsam kryptovaluta i framtiden. Bäst av allt, den här omkopplaren kan ske med begränsad stilleståndstid.

Perfekt för hobbyister eller serverfarmar: Du kan använda FPGA för att lönsamt bryta ut kryptovaluta hemma. Du kan också använda FPGA som en del av en serverfarm. Oavsett om du är en hemmahobbyist eller en gruvarbetare med ett stort lagerutrymme, kanske FPGAs fungerar för dig.

Prisvärd: Du kan köpa low-end FPGAs som F1 Mini + för under $ 200. Om du är en hobbygruvare som är intresserad av att utforska kryptogruva för första gången, är FPGA-gruvdrift definitivt ett alternativ. FPGA-gruvdrift är inte nybörjarvänligt, men det kan verkligen vara överkomligt.

Lönsam: I mitten av 2019 kan FPGA-gruvdrift enkelt tjäna 12 dollar i vinst per dag.

FPGA Versus ASIC Versus GPU

De tre mest populära typerna av kryptogruva som finns idag inkluderar FPGA, ASIC och GPU-gruvdrift:

fpga-mining-diagram

GPU (Graphics Processing Unit) Gruvdrift

GPU-gruvdrift är som en verktygslåda som ger dig många olika alternativ. Du kan använda dessa verktyg för olika uppgifter, även om det inte är det mest effektiva alternativet för någon uppgift. Istället för att ha en gräsklippare för att klippa gräsmattan, till exempel, har du en machete. Det får jobbet gjort, men en gräsklippare skulle vara bättre.

GPU-gruvdrift är beroende av datorns grafikbehandlingsenhet (GPU). Det primära syftet med en GPU är att rendera grafik. Det producerar hash snabbare än en CPU, även om det fortfarande är mycket långsammare än FPGA och ASIC-gruvdrift, eftersom det primära syftet med en GPU är att bearbeta grafik och inte mina kryptovaluta.

Den största fördelen med GPU-gruvdrift är att den är anpassningsbar. Du kan ändra algoritmer. GPU: er är också lätta att få: alla med en speldator har redan en anständigt driven GPU. GPU-gruvarbetare kan också vara dubbla: du kan spela under dagen och sedan mina krypto på natten.

FPGA (Field Programmable Gate Array) Mining

FPGA, som GPU, kan ändra algoritmer, vilket gör dem anpassningsbara. Till skillnad från GPU-gruvdrift måste du dock bygga både den digitala kretsdesignen och programvaran. Det är inte användarvänligt och det kan ta veckor eller till och med månader att bygga ditt system. FPGAs brukade också vara svåra att köpa. Idag kan du dock hitta alla typer av FPGA-chipmodeller och -storlekar, allt från billiga (200 $) till dyra (6 000 $) alternativ, vilket gör FPGA-gruvdrift överkomligt.

ASIC (Application Specific Integrated Circuit) Mining

ASIC: er är utformade för att endast köra en specifik algoritm. Dessa gruvarbetare kör den algoritmen väldigt snabbt, men algoritmen kan inte ändras (eller åtminstone kommer ASIC inte att vara lika effektiv om du bryter en annan kryptovaluta). ASIC är dyra, även om de är lönsamma och enkla att använda.

Bästa FPGA: er som finns idag

Några av de mest populära FPGA: erna som finns idag inkluderar:

  • F1 Blackminer: 1350 dollar
  • F1 + Blackminer: 2199 $
  • Renoverad BTU9P: 1 999 dollar
  • Renoverad BCU1525: 1 999 dollar
  • F1 Mini +: 189 $

FPGA Mining: Best Coins and Algorithms to Mine

En av de bästa delarna med FPGA-gruvdrift är att du kan växla mellan mynt när ett mynt blir mer lönsamt. Istället för att sitta fast med ett specifikt mynt kan du välja det som ger dig mest pengar idag, denna vecka eller denna månad.

Några av de mest populära algoritmer och mynt som för närvarande används i FPGA-communityn inkluderar:

  • Algoritm: Keccak-ZP Mest lönsamma mynt: Zen Protocol
  • Algoritm: 0xToken Mest lönsamma mynt: 0xBitcoin
  • Algoritm: Lyra2z mest lönsamma mynt: Gentarium
  • Algoritm: Tribus mest lönsamma mynt: Denarius
  • Algoritm: Keccak mest lönsamma mynt: MaxCoin
  • Algoritm: Nexus mest lönsamma mynt: Nexus
  • Algoritm: CryptoNightV7 Mest lönsamma mynt: Monero

Växla mellan mynt och algoritmer för att maximera din FPGA-gruvlönsamhet.

Hur man ställer in FPGA: er

FPGA måste programmeras med en speciell typ av programmeringsspråk. De två mest populära språken är Verilog och VHDL. Dessa kallas “Hardware Description Languages” eller HDL.

När du programmerar en FPGA i en Hårdvarubeskrivning Språk, du gör det som kallas “RTL-programmering ”, eller” Registrera överföringsnivåprogrammering”. Detta innebär att programmeraren som programmerar FPGA på RTL-nivå kan styra varje enskilt objekt inuti FPGA för maximal anpassning och prestanda.

Det är här FPGA skiljer sig från processorer för allmänt ändamål som processorer och GPU: er. Processorer och grafikprocessorer kan programmeras med språk på högre nivå som C, C ++, Java och Python.

Eftersom språk på hög nivå är mycket lättare att lära sig och använda har många människor försökt skapa ett system som låter dig programmera FPGA med högnivåspråk. Ett universitetsprojekt som heter Handel-C försökte skapa ett sådant system i slutet av 1990-talet. Idag har systemet utvecklats till flera programvarupaket, inklusive Vivado HLS (High Level Synthesis) och ett språk som heter OpenCL.

Dessa höga FPGA-språk fungerar för vissa applikationer – som artificiell intelligens – även om de inte fungerar bra för kryptogruva.

För att bryta kryptovaluta konkurrenskraftigt måste din FPGA konfigureras på lägsta möjliga nivå, vilket är registeröverföringsnivån (RTL) med hjälp av hårdvarubeskrivningsspråk som Verilog och VHDL.

Idag är FPGA-gruvarbetare uppdelade mellan Verilog och VHDL. De två är strukturellt lika programmeringsspråk, även om deras syntax varierar dramatiskt. VHDL används vanligtvis i akademiska miljöer, medan Verilog används i den verkliga världen av programmerare och företag.

En av fördelarna med Verilog är att den har samma syntax som C-programmeringsspråket. Dessutom tar ett Verilog-program mindre än hälften av det textutrymme som ett liknande program i VHDL skulle ta upp. På grund av dessa fördelar är Verilog mer populärt bland verkliga FPGA-implementeringar.

FPGA Mining och Bitstreams

Du kommer att se termen “bitströmmar” ofta när man tittar på FPGA-gruvdrift. När ett program har skrivits för en FPGA måste FPA laddas med det programmet.

Detta program är i huvudsak bara en konfiguration av de olika logiska elementen inuti FPGA. Konfigurationen berättar för dessa logiska element vad man ska göra. Konfigurationsfilen kallas bitstream.

För att ladda programmet i FPGA måste du ha rätt bitström. Du måste också ha ett speciellt program på din dator som laddar bitströmmen i FPGA.

Det är viktigt att komma ihåg att FPGA: s konfiguration är flyktig: precis som RAM kommer FPGA: er att dumpa sina konfigurationer när strömförsörjningen försvinner. Därför har de flesta FPGA-kort ett flashminne som sitter alldeles intill FPGA. Det här flashminnet innehåller bitströmskonfigurationsfilen och kortet kan konfigureras för att automatiskt ladda bitströmfilen vid start.

Det finns också två olika typer av bitströmmar eller konfigurationsfiler, inklusive en standardbitström och en minneskonfigurationsfil:

Standard bitström: En standardbitström är en konfiguration som tappar innehållet när enheten tappar ström – precis som RAM tappar innehållet efter strömförlust.

Minneskonfigurationsfil: En minneskonfigurationsfil är utformad för att laddas, från PC: n, genom FPGA, i det angränsande flashminnet så att FPGA automatiskt kan konfigurera sig själv när den slås på.

Många gruvarbetare kommer att använda en minneskonfigurationsfil för maximal driftstid. Minneskonfigurationsfiler är särskilt användbara för dem som driver gruvdrift på distans. Om det finns strömavbrott på gruvbruket kan FPGA komma tillbaka online direkt.

Om det finns strömavbrott och du inte har en minneskonfigurationsfil måste du använda ett fjärrterminalprogram (som TeamViewer) för att manuellt programmera om FPGA.

Sista ordet

I slutändan fick FPGA-gruvdrift rubriker 2018 efter en Bitcointalk-forumtråd blev viral. Sedan dess har FPGA-gruvdrift varit ett populärt och kraftfullt sätt att bryta alla olika typer av kryptovalutor.

FPGA kan anpassas för att bryta alla olika typer av kryptovalutor. De är inte lika kraftfulla som ASIC, men de är mer anpassningsbara. Du kan anpassa en GPU-gruvarbetare med den höga effekten och effektiviteten hos en ASIC. Vi kommer att fortsätta att uppdatera denna FPGA-granskning med nya produkter, tillkännagivanden och framsteg i världen av fältprogrammerbara grindarrayer.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
map