FPGA Mining: Com funcionen les matrius de portes programables de camp

guia minera fpga

La mineria FPGA al món de les criptomonedes és una nova tendència emergent que canvia la forma en què s’extreuen les monedes i els tokens basats en blockchain perquè són molt eficients en comparació amb els rendiments de mineria de GPU i CPU..

FPGA, o una matriu de porta programable de camp, és un tipus integrat únic de circuit digital en blanc que s’utilitza en diversos tipus de tecnologia i produeix una taxa de hash més alta amb una quantitat inferior d’energia i electricitat en comparació amb el maquinari de la unitat de processament gràfic (GPU).

Podeu trobar FPGA en sistemes de processament d’imatges i vídeos, per exemple. També s’utilitza per fer càlculs d’algoritmes criptogràfics de gamma alta i és conegut per donar-vos més control del maquinari FPGA.

Com el seu nom indica, les matrius de portes programables al camp són programables al camp. Després que un client adquireixi el FPGA, el client el pot personalitzar per satisfer qualsevol necessitat computacional.

Val la pena assenyalar els experts de Field Programmable Gate Arrays que recomanen pensar en FPGA com a blocs de Lego:

“Podeu pensar en els FPGA com a blocs de Lego. Els legos independents us permeten construir moltes coses diferents utilitzant les mateixes peces reconfigurables. Es pot utilitzar una peça per fer el sostre d’una casa i posteriorment es pot adaptar la mateixa peça per fer el xassís d’un cotxe ”. #BlockBaseMining

Igual que els blocs de Lego, els FGPA, que es van crear els xips el 1985, es poden utilitzar per construir pràcticament qualsevol circuit digital amb alta adaptabilitat i versatilitat per canviar algoritmes fàcilment. Els FPGA poden executar diferents programes i són essencialment un kit d’enginyeria LEGO en comparació amb les GPU que són una bossa mixta d’eines aleatòries en una caixa d’eines..

Com que els FPGA són dispositius reprogramables personalitzables i rendibles, poden funcionar amb diferents algoritmes, però presenten una experiència d’usuari més dura i requereixen configurar correctament el disseny de circuits i programari digital. Aquesta funció és important per a l’extracció de monedes de criptomonedes, ja que diferents actius criptoutilitzen algorismes diferents per a l’explotació. Els FPGA es poden ajustar fàcilment per satisfer les diferents necessitats mineres, ja que la relació d’eficiència de la velocitat de resum i el consum d’energia és molt favorable per a les FPGA i les GPU (o ASIC).

Revisem la indústria minera de criptografia FPGA i detallem els avantatges de la velocitat i la flexibilitat de les matrius de portes programables de camp.

Com funciona la mineria FPGA?

Abans de parlar de com funciona la mineria FPGA, hem d’explicar els conceptes bàsics de la mineria criptogràfica.

Bitcoin i la majoria de les altres criptomonedes es componen de blocs de dades. Aquests blocs estan units entre si (en cadena) per cadenes úniques de números i lletres conegudes com a hash. La criptografia garanteix que només es pugui utilitzar un hash específic per enllaçar el bloc de dades actual de la cadena de blocs amb el següent.


Quan un ordinador “mina” bitcoins i altres criptomonedes, l’ordinador simplement endevina bilions de hash diferents. És un procés d’assaig i error. Finalment, l’ordinador endevina el hash adequat i el nou bloc s’afegeix a la cadena.

Suposem que sou el professor davant d’una aula. Digueu als 25 nens de la vostra classe que endevinin un número entre 1 i 1.000. La primera persona que endevina el nombre correcte obté 5 dòlars. Seguiu donant voltes per la sala fins que finalment un nen endevina la resposta correcta.

Ara, imagineu la mateixa situació, excepte que es tracta d’una persona que parla en un estadi massiu davant de 80.000 persones. L’orador demana a l’estadi que endevini un número entre 1 i 1 bilió. Tothom crida números aleatoris fins que finalment una persona endevina el número correcte. Això és més proper a com funciona la mineria de bitcoins.

Amb la mineria de bitcoins, els miners han de dedicar temps, energia i recursos a trobar el nombre adequat. Aquest és el “treball” que s’ha de realitzar per extraure bitcoin. Mentrestant, el nombre correcte amb què es troben els miners és la “prova” d’aquest treball. Qualsevol altre miner pot comprovar aquest número amb el número correcte que anota el parlant per verificar que el miner hagi realitzat la feina.

Amb la mineria de bitcoins, no demaneu a una aula que endevini un número entre 1 i 1.000. En lloc d’això, demaneu a milions de miners de tot el món que endevinin un nombre de 64 dígits. Arribar a aquesta resposta requereix molta potència informàtica. Aquests ordinadors endevinen constantment nombres que tenen 64 dígits. Finalment, s’arriba a la resposta correcta. El bloc s’afegeix a la cadena de blocs, el miner rep la recompensa del bloc i comencen els càlculs per al següent bloc.

Com s’exploten les criptomonedes dels FPGA

Hem explicat com funciona la mineria de criptografia. Però, com milloren les matrius de portes programables de camp? Com s’exploten de manera més eficient les criptomonedes?

Bé, els FPGA són una de les diverses opcions disponibles per als miners de criptografia. Avui en dia, els miners poden utilitzar CPU, GPU, FPGA o ASIC per explotar criptomonedes. Als primers dies del bitcoin, qualsevol persona amb una GPU de joc de gamma alta podia extraure bitcoin d’un ordinador normal. Avui necessiteu els ASIC més recents per pensar fins i tot en obtenir beneficis amb Bitcoin.

La mineria FPGA proporciona als usuaris una solució diferent de les alternatives anteriors. Pot ser més barat o més car, tot i que sens dubte és més flexible que les configuracions de mineria de GPU, CPU i ASIC. Se sap que les plataformes mineres FPGA tenen una eficiència energètica òptima i un hash més alt que les GPU.

Per configurar un sistema de mineria FPGA, haureu d’instal·lar xips especials en seqüències i matrius específics per augmentar la capacitat de l’ordinador d’endevinar els hashs..

Una de les millors coses de la mineria FPGA és que és l’opció més flexible; en lloc de comprar un ASIC de mineria de bitcoins que només mini bitcoins, per exemple, la configuració de FPGA es pot personalitzar per extraure qualsevol criptomoneda.

Molts miners novells comencen amb la mineria FPGA abans de passar a la mineria ASIC, per exemple. Un cop tingueu experiència i enteneu com funciona la mineria de criptografia, estareu ben equipat per gestionar una explotació minera ASIC rendible.

Els FPGA són molt personalitzables

Quan compreu un miner ASIC, aquest miner és molt bo en l’explotació d’una criptomoneda específica. Aquesta màquina està construïda per dedicar tots els recursos possibles a la mineria de bitcoins. És una eina única que està dissenyada des de la base per explotar bitcoin de la manera més eficient possible.

Els FPGA, però, són diferents. Consisteixen en diversos blocs de construcció que es poden ajuntar per explotar diverses criptomonedes.

Per a aquesta analogia, penseu en un ASIC com un tallagespa. El tallagespa és molt bo per realitzar una tasca específica: tallar una gespa. És la millor manera de tallar la gespa.

Els FPGA, per la seva banda, són com un conjunt d’eines que es poden organitzar per tallar la gespa de diverses maneres. Teniu un tornavís, un martell, un matxet i unes tisores, per exemple. També teniu una mànega per regar la gespa després de tallar-la, aspersors i fertilitzants. En lloc de tenir només un tallagespa, com un ASIC, teniu diverses eines que podeu utilitzar per tallar i fer créixer la gespa de diverses maneres amb diversos nivells d’eficiència. És un ampli assortiment d’eines que ofereix als miners moltes opcions diferents.

Quan configureu totes aquestes opcions perquè funcionin de forma òptima, el vostre FPGA obtindrà els màxims beneficis i la millor eficiència possible.

Avantatges de la mineria FPGA

Hi ha diversos avantatges crucials per a la mineria FPGA, inclosos:

Menys consum d’energia: Els FPGA estan dissenyats per consumir menys energia que altres circuits integrats. Menys consum d’energia significa més beneficis per als miners. Els miners criptogràfics ja s’han traslladat a països o regions on els preus de l’electricitat són baixos. Els miners de certes parts del Canadà i els Estats Units, per exemple, paguen menys de 0,05 dòlars per kWh per hidroelectricitat, cosa que fa que sigui molt més fàcil obtenir beneficis que algú que pagui, per exemple, 0,40 dòlars per kWh a Alemanya..

Personalització: Els FPGA es poden personalitzar per satisfer tots els tipus de necessitats. Podeu configurar FPGA per calcular diferents algoritmes per a diferents criptomonedes, per exemple. Podeu canviar a la criptomoneda que sigui més rendible avui en dia, per exemple, i després personalitzar els vostres FPGA per obtenir una criptomoneda diferent i més rendible en el futur. El millor de tot és que aquest commutador es pot produir amb un temps d’inactivitat limitat.

Ideal per a aficionats o granges de servidors: Podeu utilitzar FPGA per extraure de manera rendible criptomoneda a casa. També podeu utilitzar FPGA com a part d’una granja de servidors. Tant si sou un aficionat a la llar com un miner amb un gran magatzem, els FPGA poden funcionar per a vosaltres.

Assequible: Podeu comprar FPGA de gamma baixa com el F1 Mini + per menys de 200 dòlars. Si sou un miner aficionat interessat a explorar la mineria criptogràfica per primera vegada, la mineria FPGA és sens dubte una opció. La mineria FPGA no és apta per a principiants, però sens dubte pot ser assequible.

Rendible: a mitjans de 2019, la mineria FPGA pot obtenir fàcilment 12 $ de benefici al dia.

FPGA versus ASIC versus GPU

Els tres tipus de mineria de criptografia més populars disponibles actualment inclouen la mineria FPGA, ASIC i GPU:

fpga-mining-chart

GPU (Unitat de Processament de Gràfics) Minera

La mineria de GPU és com una caixa d’eines que us proporciona moltes opcions diferents. Podeu utilitzar aquestes eines per a diverses tasques, tot i que no és l’opció més eficient per a cap tasca. En lloc de tenir un tallagespa per tallar la gespa, per exemple, teniu un matxet. Es fa la feina, però seria millor un tallagespa.

La mineria de GPU es basa en la unitat de processament de gràfics (GPU) de l’ordinador. L’objectiu principal d’una GPU és representar gràfics. Produeix hash més ràpid que una CPU, tot i que encara és molt més lent que la mineria FPGA i ASIC perquè, de nou, el propòsit principal d’una GPU és processar gràfics i no minar criptomoneda..

El principal avantatge de la mineria de GPU és que és adaptable. Podeu canviar els algorismes. Les GPU també són fàcils d’obtenir: tothom que tingui un ordinador de joc ja té una GPU de potència decent. Els miners de GPU també poden ser de doble propòsit: es pot jugar durant el dia i, a continuació, minar la criptografia de nit.

Extracció de FPGA (Field Programmable Gate Array)

Els FPGA, com les GPU, poden canviar d’algoritmes i fer-los adaptables. Tanmateix, a diferència de la mineria GPU, haureu de crear tant el disseny de circuits digitals com el programari. No és fàcil d’utilitzar i pot trigar setmanes o fins i tot mesos a construir el vostre sistema. Els FPGA també solien ser difícils de comprar. Avui, però, podeu trobar tot tipus de models i mides de xips FPGA, que van des d’opcions barates (200 dòlars) fins a costoses (6.000 dòlars), cosa que fa que la mineria FPGA sigui assequible.

Mineria ASIC (Circuit integrat específic d’aplicació)

Els ASIC estan dissenyats per executar només un algorisme específic. Aquests miners executen aquest algoritme molt ràpidament, però l’algorisme no es pot canviar (o, almenys, l’ASIC no serà tan eficient si esteu extraient una criptomoneda diferent). Els ASIC són cars, tot i que són rendibles i fàcils d’utilitzar.

Els millors FPGA disponibles avui

Alguns dels FPGA més populars disponibles avui en dia inclouen:

  • F1 Blackminer: 1.350 dòlars
  • F1 + Blackminer: 2.199 dòlars
  • BTU9P reformat: 1.999 dòlars
  • BCU1525 reformat: 1.999 dòlars
  • F1 Mini +: 189 dòlars

FPGA Mining: millors monedes i algorismes per a la meva

Una de les millors parts de la mineria FPGA és que podeu canviar entre monedes a mesura que una moneda sigui més rendible. En lloc d’estar atrapat amb una moneda específica, podeu triar la que us guanyi més diners avui, aquesta setmana o aquest mes.

Alguns dels algorismes i monedes més populars que s’utilitzen actualment a la comunitat FPGA inclouen:

  • Algorisme: Keccak-ZP Moneda més rendible: Protocol Zen
  • Algorisme: 0xToken Moneda més rendible: 0xBitcoin
  • Algorisme: Lyra2z Moneda més rendible: Gentarium
  • Algorisme: Tribus Moneda més rendible: Denarius
  • Algorisme: Keccak Moneda més rendible: MaxCoin
  • Algorisme: Nexus Moneda més rendible: Nexus
  • Algorisme: CryptoNightV7 Moneda més rendible: Monero

Canvieu entre monedes i algorismes per maximitzar la rendibilitat de la mineria FPGA.

Com es configuren els FPGA

Els FPGA s’han de programar mitjançant un tipus de llenguatge de programació especial. Els dos idiomes més populars són Verilog i VHDL. Es denominen “Llenguatges de descripció de maquinari” o HDL.

Quan programa un FPGA a Llenguatge de descripció de maquinari, estàs fent el que es diu “Programació RTL ”o“ Programació de nivell de transferència de registre”. Això vol dir que el programador que programa el FPGA a nivell RTL és capaç de controlar completament tots els elements individuals dins del FPGA per obtenir la màxima personalització i rendiment..

Aquí és on els FPGA es diferencien dels processadors d’ús general, com ara CPU i GPU. Les CPU i les GPU es poden programar mitjançant llenguatges de nivell superior com C, C ++, Java i Python.

Com que els llenguatges d’alt nivell són molt més fàcils d’aprendre i d’utilitzar, molta gent ha intentat crear un sistema que us permeti programar FPGA mitjançant llenguatges d’alt nivell. Un projecte universitari anomenat Handel-C va intentar crear un sistema com aquest a finals dels anys noranta. Avui en dia, aquest sistema ha evolucionat cap a diversos paquets de programari, inclòs Vivado HLS (Síntesi d’alt nivell) i un idioma anomenat OpenCL.

Aquests llenguatges FPGA d’alt nivell funcionen per a algunes aplicacions, com la intel·ligència artificial, tot i que no funcionen bé per a la mineria de criptografia.

Per explotar la criptomoneda de manera competitiva, el vostre FPGA s’ha de configurar al nivell més baix possible, que és el nivell de transferència de registre (RTL) mitjançant llenguatges de descripció de maquinari com Verilog i VHDL.

Avui en dia, els miners de FPGA estan dividits entre Verilog i VHDL. Els dos són llenguatges de programació estructuralment similars, tot i que la seva sintaxi varia dràsticament. VHDL s’utilitza normalment en entorns acadèmics, mentre que Verilog és utilitzat en el món real per programadors i empreses.

Un dels avantatges de Verilog és que té la mateixa sintaxi que el llenguatge de programació C. A més, un programa Verilog ocupa menys de la meitat de l’espai de text que ocuparia un programa similar de VHDL. Degut a aquests avantatges, Verilog és més popular entre les implementacions FPGA del món real.

FPGA Mining i BitStreams

Veureu que el terme “flux de bits” apareix amb freqüència quan mireu la mineria FPGA. Un cop s’ha escrit un programa per a un FPGA, s’ha de “carregar” l’FPA amb aquest programa.

Aquest programa és bàsicament només una configuració dels diversos elements lògics de l’FPGA. La configuració indica a aquests elements lògics què cal fer. El fitxer de configuració s’anomena flux de bits.

Per carregar el programa a l’FPGA, heu de tenir el flux de bits correcte. També heu de tenir un programa especial al vostre PC que carregui el flux de bits al FPGA.

És important recordar que la configuració de l’FPGA és volàtil: igual que la memòria RAM, els FPGA abandonaran les seves configuracions un cop es perdi la font d’alimentació. És per això que la majoria de les targetes FPGA tenen una memòria flash que es troba just al costat de la FPGA. Aquesta memòria flash conté el fitxer de configuració de flux de bits i la targeta es pot configurar per carregar automàticament el fitxer de flux de bits en iniciar-lo.

També hi ha dos tipus diferents de fluxos de bits o fitxers de configuració, inclosos un flux de bits estàndard i un fitxer de configuració de memòria:

Bitstream estàndard: Un flux de bits estàndard és una configuració que perdrà el seu contingut quan la unitat perdi energia, de la mateixa manera que la memòria RAM aboca el seu contingut després de la pèrdua d’alimentació.

Fitxer de configuració de memòria: Un fitxer de configuració de memòria està dissenyat per ser carregat, des del PC, a través de l’FPGA, a la memòria flash veïna, de manera que el FPGA es pugui configurar automàticament quan s’engegui.

Molts miners utilitzaran un fitxer de configuració de memòria per obtenir un temps d’activitat màxim. Els fitxers de configuració de memòria són particularment útils per a aquells que executen mineries de manera remota. Si hi ha un tall d’energia a la granja minera, l’FPGA pot tornar a connectar-se immediatament.

Si hi ha un tall d’alimentació i no teniu cap fitxer de configuració de memòria, haureu d’utilitzar un programa de terminal remot (com TeamViewer) per reprogramar manualment l’FPGA.

Paraula final

En última instància, la mineria FPGA va arribar als titulars el 2018 després d’un fil del fòrum Bitcointalk es va fer viral. Des de llavors, la mineria FPGA ha estat una manera popular i poderosa d’extreure tots els tipus de criptomonedes.

Els FPGA es poden personalitzar per explotar tots els tipus de criptomonedes. No són tan potents com els ASIC, però són més personalitzables. Obteniu la personalització d’un miner GPU amb l’alta potència i eficiència d’un ASIC. Continuarem actualitzant aquesta revisió de mineria FPGA amb nous productes, anuncis i avenços en el món de les matrius de portes programables de camp..

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