Khai thác FPGA: Mảng cổng lập trình trường hoạt động như thế nào

hướng dẫn khai thác fpga

Khai thác FPGA trong thế giới tiền điện tử là một xu hướng mới nổi được thiết lập để thay đổi cách khai thác tiền và mã thông báo dựa trên blockchain do rất hiệu quả so với hiệu suất khai thác GPU và CPU.

FPGA, hay Mảng cổng có thể lập trình trường, là một loại tích hợp duy nhất của mạch kỹ thuật số trống được sử dụng trong nhiều loại công nghệ khác nhau và tạo ra tốc độ băm cao hơn với lượng năng lượng và điện năng thấp hơn khi so sánh với phần cứng của bộ xử lý đồ họa (GPU).

Ví dụ, bạn có thể tìm thấy FPGA trong các hệ thống xử lý hình ảnh và video. Nó cũng được sử dụng cho các tính toán thuật toán mật mã cao cấp và được biết đến là giúp bạn kiểm soát nhiều hơn phần cứng FPGA.

Như tên cho thấy, Mảng cổng có thể lập trình trường có thể lập trình được trong trường. Sau khi khách hàng mua FPGA, khách hàng có thể tùy chỉnh nó để đáp ứng bất kỳ nhu cầu tính toán nào.

Điều đáng chú ý là các chuyên gia của Mảng cổng lập trình hiện trường khuyên bạn nên nghĩ về FPGA như các khối Lego:

“Bạn có thể coi FPGA như những khối Lego. Legos độc lập cho phép bạn xây dựng nhiều thứ khác nhau bằng cách sử dụng các mảnh giống nhau, có thể cấu hình lại. Một mảnh có thể được sử dụng để làm mái của một ngôi nhà, và mảnh tương tự sau này có thể được trang bị thêm để làm khung của một chiếc ô tô. ” #BlockBaseMining

Cũng giống như các khối Lego, FGPA, loại chip được tạo ra vào năm 1985, có thể được sử dụng để xây dựng hầu như bất kỳ mạch kỹ thuật số nào với khả năng thích ứng cao và tính linh hoạt để thay đổi các thuật toán một cách dễ dàng. FPGA có thể chạy các phần mềm khác nhau và về cơ bản là một bộ kỹ thuật LEGO so với GPU là một túi hỗn hợp các công cụ ngẫu nhiên trong một hộp công cụ.

Vì FPGA là thiết bị có thể lập trình lại tùy chỉnh, tiết kiệm chi phí, chúng có thể hoạt động bằng các thuật toán khác nhau nhưng mang lại trải nghiệm người dùng khó hơn và yêu cầu cả phần mềm và thiết kế mạch kỹ thuật số phải được thiết lập chính xác. Chức năng này rất quan trọng đối với việc khai thác tiền điện tử vì các loại tiền điện tử khác nhau sử dụng các thuật toán khác nhau để khai thác. FPGA có thể được điều chỉnh dễ dàng để đáp ứng tất cả các nhu cầu khai thác khác nhau vì tỷ lệ hiệu quả của tốc độ băm và mức tiêu thụ điện năng rất thuận lợi cho FPGA và GPU (hoặc ASIC).

Hãy cùng xem lại ngành khai thác tiền điện tử FPGA và vạch ra lợi thế về tốc độ và tính linh hoạt của Mảng cổng lập trình hiện trường.

Khai thác FPGA hoạt động như thế nào?

Trước khi nói về cách khai thác FPGA hoạt động, chúng ta cần giải thích những điều cơ bản về khai thác tiền điện tử.

Bitcoin và hầu hết các loại tiền điện tử khác được tạo thành từ các khối dữ liệu. Các khối này được liên kết với nhau – trong một chuỗi – bằng các chuỗi số và chữ cái duy nhất được gọi là mã băm. Mật mã đảm bảo rằng chỉ có một hàm băm cụ thể có thể được sử dụng để liên kết khối dữ liệu hiện tại trong chuỗi khối với khối dữ liệu tiếp theo.

Khi máy tính khai thác bitcoin và các loại tiền điện tử khác, máy tính chỉ đơn giản là đoán hàng nghìn tỷ hàm băm khác nhau. Đó là một quá trình thử và sai. Cuối cùng, máy tính đoán đúng hàm băm và khối mới được thêm vào chuỗi.

Giả sử bạn là giáo viên giảng dạy trước lớp học. Bạn bảo 25 trẻ trong lớp đoán một số từ 1 đến 1.000. Người đầu tiên đoán đúng số sẽ nhận được $ 5. Bạn tiếp tục đi vòng quanh phòng cho đến cuối cùng, một trẻ đoán được câu trả lời đúng.

Bây giờ, hãy hình dung tình huống tương tự, ngoại trừ một người đang phát biểu trong một sân vận động lớn trước 80.000 người. Diễn giả yêu cầu sân vận động đoán một con số từ 1 đến 1 nghìn tỷ. Mọi người hét lên những con số ngẫu nhiên cho đến khi cuối cùng, một người đoán đúng số. Điều đó gần với cách hoạt động của hoạt động khai thác bitcoin.

Với khai thác bitcoin, các thợ đào phải dành thời gian, năng lượng và tài nguyên để tìm ra con số phù hợp. Đây là ‘công việc’ phải được thực hiện để khai thác bitcoin. Trong khi đó, con số chính xác mà các thợ đào cuối cùng đưa ra là “bằng chứng” cho công việc đó. Bất kỳ người khai thác nào khác đều có thể kiểm tra số đó so với số chính xác được người nói viết ra để xác minh rằng người khai thác đã làm việc.

Với khai thác bitcoin, bạn không yêu cầu một lớp học đoán một số từ 1 đến 1.000. Thay vào đó, bạn đang yêu cầu hàng triệu thợ đào trên toàn thế giới đoán một số có độ dài 64 chữ số. Để đạt được câu trả lời này cần rất nhiều sức mạnh tính toán. Các máy tính này liên tục đoán các số có 64 chữ số. Cuối cùng, một người đi đến câu trả lời chính xác. Khối được thêm vào blockchain, người khai thác nhận được phần thưởng khối và các phép tính cho khối tiếp theo bắt đầu.

Cách FPGA khai thác tiền điện tử

Chúng tôi đã giải thích cách hoạt động của hoạt động khai thác tiền điện tử. Nhưng làm cách nào để Mảng cổng có thể lập trình trường tăng cường khai thác? Làm cách nào để họ khai thác tiền điện tử hiệu quả hơn?

Chà, FPGA là một trong một số tùy chọn có sẵn cho các thợ đào tiền điện tử. Ngày nay, các thợ đào có thể sử dụng CPU, GPU, FPGA hoặc ASIC để khai thác tiền điện tử. Trong những ngày đầu của bitcoin, bất kỳ ai có GPU chơi game cao cấp đều có thể khai thác bitcoin từ một máy tính thông thường. Ngày nay, bạn cần ASIC mới nhất để thậm chí nghĩ đến việc kiếm lợi nhuận bằng bitcoin.

Khai thác FPGA cung cấp cho người dùng một giải pháp khác với các giải pháp thay thế ở trên. Nó có thể rẻ hơn hoặc đắt hơn, mặc dù nó chắc chắn linh hoạt hơn các thiết lập khai thác GPU, CPU và ASIC. Các giàn khai thác FPGA được biết là có hiệu suất năng lượng tối ưu và số băm trên giây cao hơn so với GPU.

Để thiết lập hệ thống khai thác FPGA, bạn sẽ cần cài đặt các chip đặc biệt theo các trình tự và mảng cụ thể để tăng khả năng đoán băm của máy tính.

Một trong những điều tốt nhất về khai thác FPGA là nó là tùy chọn linh hoạt nhất; thay vì mua một ASIC khai thác bitcoin chỉ khai thác bitcoin, ví dụ: thiết lập FPGA của bạn có thể được tùy chỉnh để khai thác bất kỳ loại tiền điện tử nào.

Ví dụ, nhiều thợ đào mới bắt đầu với khai thác FPGA trước khi chuyển sang khai thác ASIC. Khi bạn đã có kinh nghiệm và hiểu cách hoạt động của hoạt động khai thác tiền điện tử, bạn sẽ được trang bị tốt để điều hành một trang trại khai thác ASIC có lợi nhuận.

FPGA rất có thể tùy chỉnh

Khi bạn mua một công cụ khai thác ASIC, người khai thác đó thực sự giỏi trong việc khai thác một loại tiền điện tử cụ thể. Cỗ máy đó được xây dựng để dành mọi nguồn lực có thể cho việc khai thác bitcoin. Đó là một công cụ duy nhất được thiết kế từ đầu để khai thác bitcoin hiệu quả nhất có thể.

FPGA, tuy nhiên, khác nhau. Chúng bao gồm nhiều khối xây dựng có thể được kết hợp với nhau để khai thác các loại tiền điện tử khác nhau.

Đối với sự tương tự này, hãy nghĩ về một ASIC giống như một chiếc máy cắt cỏ. Máy cắt cỏ thực sự rất giỏi khi hoàn thành một nhiệm vụ cụ thể: cắt cỏ. Đó là cách tốt nhất để cắt cỏ.

Trong khi đó, FPGA giống như một bộ công cụ gồm các tùy chọn có thể được sắp xếp để cắt cỏ theo nhiều cách khác nhau. Ví dụ, bạn có một cái tuốc nơ vít, một cái búa, một con dao rựa và một cái kéo. Bạn cũng có vòi để tưới cỏ sau khi cắt, vòi phun nước, phân bón Thay vì chỉ có máy cắt cỏ – như ASIC – bạn có nhiều công cụ có thể sử dụng để cắt và trồng cỏ theo nhiều cách khác nhau với nhiều mức hiệu quả khác nhau. Đó là một loạt các công cụ cung cấp cho người khai thác nhiều lựa chọn khác nhau.

Khi bạn thiết lập tất cả các tùy chọn này để hoạt động ở dạng tối ưu, FPGA của bạn sẽ mang lại lợi nhuận cao nhất và hiệu quả tốt nhất có thể.

Lợi ích của khai thác FPGA

Có một số lợi ích quan trọng đối với việc khai thác FPGA, bao gồm:

Tiêu thụ ít điện năng hơn: FPGA được thiết kế để tiêu thụ ít điện năng hơn các mạch tích hợp khác. Tiêu thụ điện năng ít hơn đồng nghĩa với lợi nhuận nhiều hơn cho các thợ đào. Các thợ đào tiền điện tử đã chuyển đến các quốc gia hoặc khu vực có giá điện thấp. Ví dụ, thợ mỏ ở một số vùng của Canada và Hoa Kỳ trả ít hơn 0,05 đô la cho mỗi kWh thủy điện, điều này giúp kiếm lợi nhuận dễ dàng hơn nhiều so với một người trả tiền, chẳng hạn như 0,40 đô la cho mỗi kWh ở Đức.

Tùy chỉnh: FPGA có thể được tùy chỉnh để đáp ứng tất cả các loại nhu cầu khác nhau. Ví dụ: bạn có thể định cấu hình FPGA để tính toán các thuật toán khác nhau cho các loại tiền điện tử khác nhau. Ví dụ: bạn có thể chuyển sang loại tiền điện tử có lợi nhuận cao nhất hiện nay, sau đó tùy chỉnh FPGA của mình để khai thác một loại tiền điện tử khác, có lợi hơn trong tương lai. Hơn hết, chuyển đổi này có thể xảy ra với thời gian ngừng hoạt động hạn chế.

Lý tưởng cho những người theo sở thích hoặc trang trại máy chủ: Bạn có thể sử dụng FPGA để khai thác tiền điện tử tại nhà một cách sinh lợi. Bạn cũng có thể sử dụng FPGA như một phần của trang trại máy chủ. Cho dù bạn là người có sở thích làm việc tại nhà hay thợ mỏ với không gian nhà kho lớn, FPGA có thể phù hợp với bạn.

Giá cả phải chăng: Bạn có thể mua FPGA cấp thấp như F1 Mini + với giá dưới 200 đô la. Nếu bạn là một người có sở thích khai thác muốn khám phá khai thác tiền điện tử lần đầu tiên, thì khai thác FPGA chắc chắn là một lựa chọn. Khai thác FPGA không thân thiện với người mới bắt đầu, nhưng nó chắc chắn có thể có giá cả phải chăng.

Có lợi nhuận: Vào giữa năm 2019, khai thác FPGA có thể dễ dàng kiếm được 12 đô la lợi nhuận mỗi ngày.

FPGA so với ASIC so với GPU

Ba loại khai thác tiền điện tử phổ biến nhất hiện nay bao gồm khai thác FPGA, ASIC và GPU:

fpga-mining-chart

Khai thác GPU (Bộ xử lý đồ họa)

Khai thác GPU giống như một hộp công cụ cung cấp cho bạn rất nhiều tùy chọn khác nhau. Bạn có thể sử dụng các công cụ này cho các tác vụ khác nhau, mặc dù đó không phải là tùy chọn hiệu quả nhất cho bất kỳ tác vụ nào. Ví dụ, thay vì có một chiếc máy cắt cỏ để cắt cỏ, bạn có một con dao rựa. Nó hoàn thành công việc, nhưng một chiếc máy cắt cỏ sẽ tốt hơn.

Khai thác GPU dựa vào đơn vị xử lý đồ họa (GPU) của máy tính của bạn. Mục đích chính của GPU là để hiển thị đồ họa. Nó tạo ra số băm nhanh hơn CPU, mặc dù vẫn chậm hơn nhiều so với khai thác FPGA và ASIC bởi vì, một lần nữa, mục đích chính của GPU là xử lý đồ họa chứ không phải khai thác tiền điện tử.

Ưu điểm chính của khai thác GPU là nó có thể thích ứng. Bạn có thể thay đổi các thuật toán. GPU cũng rất dễ kiếm: bất kỳ ai có máy tính chơi game đều đã có GPU được hỗ trợ tốt. Các công cụ khai thác GPU cũng có thể có mục đích kép: bạn có thể chơi game vào ban ngày, sau đó khai thác tiền điện tử vào ban đêm.

Khai thác FPGA (Mảng cổng có thể lập trình hiện trường)

FPGA, giống như GPU, có thể thay đổi các thuật toán, giúp chúng có thể thích nghi. Tuy nhiên, không giống như khai thác bằng GPU, bạn sẽ cần xây dựng cả thiết kế mạch kỹ thuật số và phần mềm. Nó không thân thiện với người dùng và có thể mất vài tuần hoặc thậm chí vài tháng để xây dựng hệ thống của bạn. FPGA cũng từng rất khó mua. Tuy nhiên, ngày nay, bạn có thể tìm thấy tất cả các loại mô hình và kích thước chip FPGA, từ các tùy chọn rẻ (200 đô la) đến đắt (6.000 đô la), làm cho việc khai thác FPGA có giá cả phải chăng.

Khai thác ASIC (Mạch tích hợp ứng dụng cụ thể)

ASIC được thiết kế để chỉ chạy một thuật toán cụ thể. Những người khai thác này chạy thuật toán đó rất nhanh, nhưng không thể thay đổi thuật toán (hoặc ít nhất ASIC sẽ không hiệu quả nếu bạn đang khai thác một loại tiền điện tử khác). ASIC đắt tiền, mặc dù chúng có lợi nhuận và dễ sử dụng.

FPGA tốt nhất hiện có

Một số FPGA phổ biến nhất hiện nay bao gồm:

  • F1 Blackminer: $ 1,350
  • F1 + Blackminer: $ 2,199
  • BTU9P được tân trang lại: $ 1,999
  • BCU1525 được tân trang lại: $ 1,999
  • F1 Mini +: $ 189

Khai thác FPGA: Tiền và thuật toán tốt nhất để khai thác

Một trong những phần tốt nhất về khai thác FPGA là bạn có thể chuyển đổi giữa các đồng tiền khi một đồng tiền trở nên sinh lời nhiều hơn. Thay vì bị mắc kẹt với một đồng tiền cụ thể, bạn có thể chọn đồng tiền kiếm được nhiều tiền nhất hôm nay, tuần này hoặc tháng này.

Một số thuật toán và tiền xu phổ biến nhất hiện đang được sử dụng trong cộng đồng FPGA bao gồm:

  • Thuật toán: Keccak-ZP Coin có lợi nhất: Giao thức Zen
  • Thuật toán: 0xToken Coin có lợi nhất: 0xBitcoin
  • Thuật toán: Lyra2z Coin có lợi nhất: Gentarium
  • Thuật toán: Tribus Coin có lợi nhất: Denarius
  • Thuật toán: Keccak Coin có lợi nhất: MaxCoin
  • Thuật toán: Nexus Coin có lợi nhất: Nexus
  • Thuật toán: CryptoNightV7 Coin có lợi nhất: Monero

Chuyển đổi giữa tiền xu và thuật toán để tối đa hóa lợi nhuận khai thác FPGA của bạn.

Cách thiết lập FPGA

FPGA phải được lập trình bằng một loại ngôn ngữ lập trình đặc biệt. Hai ngôn ngữ phổ biến nhất là Verilog VHDL. Chúng được gọi là “Ngôn ngữ mô tả phần cứng” hoặc HDL.

Khi bạn lập trình FPGA trong Ngôn ngữ mô tả phần cứng, bạn đang làm cái được gọi là “Lập trình RTL “hoặc” Đăng ký lập trình mức truyền”. Điều này có nghĩa là lập trình viên đang lập trình FPGA ở cấp RTL có thể kiểm soát hoàn toàn mọi mục riêng lẻ bên trong FPGA để có hiệu suất và tùy chỉnh tối đa.

Đây là nơi FPGA khác với các bộ xử lý đa năng như CPU ​​và GPU. CPU và GPU có thể được lập trình bằng các ngôn ngữ cấp cao hơn như C, C ++, Java và Python.

Bởi vì các ngôn ngữ cấp cao dễ học và dễ sử dụng hơn nhiều, nhiều người đã cố gắng tạo ra một hệ thống cho phép bạn lập trình FPGA bằng các ngôn ngữ cấp cao. Một dự án đại học có tên Handel-C đã cố gắng tạo ra một hệ thống như thế này vào cuối những năm 1990. Ngày nay, hệ thống đó đã phát triển thành một số gói phần mềm, bao gồm Vivado HLS (Tổng hợp cấp cao) và một ngôn ngữ được gọi là MởCL.

Các ngôn ngữ FPGA cấp cao này hoạt động với một số ứng dụng – như trí tuệ nhân tạo – mặc dù chúng không hoạt động tốt cho khai thác tiền điện tử.

Để khai thác tiền điện tử một cách cạnh tranh, FPGA của bạn phải được định cấu hình ở mức thấp nhất có thể, đó là mức chuyển đăng ký (RTL) bằng cách sử dụng các ngôn ngữ mô tả phần cứng như Verilog và VHDL.

Ngày nay, các thợ đào FPGA được phân chia giữa Verilog và VHDL. Cả hai là ngôn ngữ lập trình giống nhau về cấu trúc, mặc dù cú pháp của chúng khác nhau đáng kể. VHDL thường được sử dụng trong môi trường học thuật, trong khi Verilog được sử dụng trong thế giới thực bởi các lập trình viên và công ty.

Một trong những ưu điểm của Verilog là nó có cú pháp giống với ngôn ngữ lập trình C. Thêm vào đó, một chương trình Verilog chiếm ít hơn một nửa không gian văn bản mà một chương trình tương tự trong VHDL sẽ chiếm. Do những ưu điểm này, Verilog phổ biến hơn trong số các triển khai FPGA trong thế giới thực.

Khai thác FPGA và dòng bit

Bạn sẽ thấy thuật ngữ ‘dòng bit’ xuất hiện thường xuyên khi xem xét khai thác FPGA. Sau khi một chương trình đã được viết cho FPGA, FPA phải được “tải” với chương trình đó.

Chương trình này về cơ bản chỉ là một cấu hình của các phần tử logic khác nhau bên trong FPGA. Cấu hình cho các phần tử logic này biết phải làm gì. Tệp cấu hình được gọi là dòng bit.

Để tải chương trình vào FPGA, bạn phải có dòng bit chính xác. Bạn cũng phải có một chương trình đặc biệt trên PC của mình để tải dòng bit vào FPGA.

Điều quan trọng cần nhớ là cấu hình của FPGA rất dễ bay hơi: giống như RAM, FPGA sẽ kết xuất cấu hình của chúng khi nguồn điện bị mất. Đó là lý do tại sao hầu hết các thẻ FPGA đều có bộ nhớ flash nằm ngay bên cạnh FPGA. Bộ nhớ flash này chứa tệp cấu hình dòng bit và thẻ có thể được định cấu hình để tự động tải tệp dòng bit khi khởi động.

Ngoài ra còn có hai loại luồng bit hoặc tệp cấu hình khác nhau, bao gồm luồng bit tiêu chuẩn và tệp cấu hình bộ nhớ:

Dòng bit tiêu chuẩn: Dòng bit tiêu chuẩn là cấu hình sẽ mất nội dung của nó khi thiết bị mất nguồn – giống như RAM đổ nội dung của nó sau khi mất điện.

Tệp cấu hình bộ nhớ: Tệp cấu hình bộ nhớ được thiết kế để tải, từ PC, thông qua FPGA, vào bộ nhớ flash lân cận để FPGA có thể tự động định cấu hình khi bật nguồn.

Nhiều thợ đào sẽ sử dụng tệp cấu hình bộ nhớ để có thời gian hoạt động tối đa. Các tệp cấu hình bộ nhớ đặc biệt hữu ích cho những người đang chạy các trang trại khai thác từ xa. Nếu bị mất điện tại trang trại khai thác, thì FPGA có thể trực tuyến trở lại ngay lập tức.

Nếu cúp điện và bạn không có tệp cấu hình bộ nhớ thì bạn sẽ phải sử dụng chương trình đầu cuối từ xa (như TeamViewer) để lập trình lại FPGA theo cách thủ công.

Từ cuối cùng

Cuối cùng, khai thác FPGA đã trở thành tiêu đề trong năm 2018 sau một chuỗi diễn đàn Bitcointalk lan truyền. Kể từ đó, khai thác FPGA đã là một cách phổ biến và mạnh mẽ để khai thác tất cả các loại tiền điện tử khác nhau.

FPGA có thể được tùy chỉnh để khai thác tất cả các loại tiền điện tử khác nhau. Chúng không mạnh bằng ASIC, nhưng chúng có thể tùy chỉnh nhiều hơn. Bạn có được khả năng tùy chỉnh của một công cụ khai thác GPU với sức mạnh và hiệu quả cao của ASIC. Chúng tôi sẽ tiếp tục cập nhật đánh giá khai thác FPGA này với các sản phẩm, thông báo và tiến bộ mới trong thế giới Mảng cổng có thể lập trình hiện trường.

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