Rudarstvo FPGA - opis, značajke, relevantnost

Govoreći o fazama razvoja rudarske industrije, svakako treba podsjetiti na fenomen FPGA rudarstva. Radi se o njemu i raspravljat će se u ovom materijalu. Govorit ćemo o njegovim glavnim značajkama, razlikama od drugih metoda i relevantnosti ovog pristupa. Osim toga, morat ćete razgovarati o mogućnosti stvaranja takvog rudara vlastitim rukama.

Što je rudarstvo na FPGA i kako radi

Skraćenica FPGA s engleskog znači polje programabilni niz matrice. Na ruskom, to znači da se raspored ventila može programirati od strane korisnika. Takav uređaj se sastoji od poluvodiča i može ga konfigurirati i proizvođač i korisnik, ovisno o njegovim potrebama.

FPGA (ili FPGA) smatra se jednom od sorti FPGA (programabilni logički integrirani sustavi). Ako govorimo konkretno o njihovoj primjeni zarudarstvo , onda koriste i prvi i drugi izraz.

Ako je jednostavnije izraziti, onda je to jednostavan čip s velikim brojem logičkih blokova koji su spojeni u jedan krug. Možete konfigurirati blokove u bilo koje vrijeme i konfigurirati ih za izvršavanje bilo koje osnovne binarne operacije, na primjer, i, ili, xor, nand, niti.

Većina procesora danas ima blokove s funkcijama koje su programirane u tvornici i koje se ne mogu mijenjati. Međutim, postoje i rješenja koja se mogu samostalno prilagoditi ovisno o trenutnim zadacima.

FPGA arhitektura sastoji se od tri komponente koje se mogu programirati:

Programabilnologički blokovi (PLB) - koriste se za kreiranje logike uređaja. Svaki blok sadrži LUT tablicu, četiri ulaza i okidač.
Ulazni i izlazni blokovi (BVV) - služe za spajanje kontakata sa signalnim vodovima.
Interna komunikacija - upravljanje putevima povezivanja ulaznih i izlaznih jedinica s programabilnim logičkim blokovima.

Što se tiče korištenja ovih ploča u rudarstvu, najveći problem s kojim se suočavaju entuzijasti bio je povećana potrošnja energije u usporedbi s drugim FPGA aplikacijama. To se objašnjava stalnim opterećenjem blokova logičkih izračuna, budući da je rudarstvo doista “proždrljiva” računalna operacija. Prosječna kartica u ovom slučaju nije mogla osigurati dovoljno hlađenje i napajanje.

U vezi s tim događajima, proizvođači su organizirali izdavanje ploča koje su sadržavale samo minimalni zahtijevani skup komponenti bez nepotrebnih priključaka, RAM-a i drugih nepotrebnih detalja u ovom slučaju. To je omogućilo da se osigura dostatno napajanje i prihvatljivi temperaturni uvjeti. Na taj način poboljšana je stabilnost rada i bilo je dovoljno koristiti konvencionalne sustave hlađenja od najjednostavnijih ventilatora. I niska potrošnja energije omogućila je da ostane u pozitivnom području, čak i ako situacija na tržištu nije najbolja, što se često javlja u jednoj ili drugoj kripto valuti.

Jedan takav primjer smatra se spartanskom pločom. Dopustila je da dohvatiperformanse od 860 megaheshey u sekundi uz potrošnju energije od 39W i cijenu od 1.000 dolara.

Tvrtka KFN BFL također je imala iskustva u razvoju sličnih rješenja. Njihova plaća dostigla je 830 megahesheysheys, ali cijena je bila samo 600 dolara.

Najnapredniji razvoj bio je ploča izgrađena na čipovima Altera. Njegov je kapacitet premašio 25 gigagesh, ali cijena je bila 15.000 dolara. Takav se uređaj može smatrati apsolutnim rekorderom i njegova učinkovitost je čak i viša od današnjih vrhunskih ASIK-ova. Međutim, njihov je trošak također znatno niži, a oni očito dobivaju u smislu omjera cijene i učinka.

Relevantnost FPGA rudarstva

Doba rudarstva na FPGA pločama nije dugo trajalo. Jedan od glavnih razloga bio je početak proizvodnjeASIK-rudara , koji su pobijedili u smislu energetske učinkovitosti i produktivnosti.

Nadmoćgrafičkih karticaje u dolje navedenim parametrima:

Trošak uređaja s jednakim indeksima snage je 30% niži za grafičke kartice.
Video kartice lakše se prodaju na sekundarnom tržištu, ako se i složenost poveća. FPGA kartice imaju samo jednu svrhu i ne mogu se ponovno prodati.
Proizvodnja grafičkih kartica uključuje korištenje modernijih procesa.

Energetska učinkovitost je jedina značajna prednost ploča FPGA. Ova brojka je znatno niža od GPU-a. Možete uzeti u obzir najviše top u ovom trenutku odbora iz tvrtkeAltera, čija je proizvodnja korištena 14 i 22 nanometarska procesna tehnologija. Imaju impresivnu energetsku učinkovitost, ali je njihov trošak previsok.

Druge vodeće tvrtke koje proizvode takve čipove su Actel, Atmel, Lattice poluvodič, Xilinx i drugi.

Kako napraviti rudara FPGA vlastitim rukama

Mnogi korisnici bili su zainteresirani za mogućnost ručne izrade rudara kod kuće. Ova ideja je postala posebno popularna nakon pojave prvih uspješnih primjera uređaja za vađenje kriptovalute na temelju FPGA. U forumima za kripto valutu možete pronaći diskusije o ovoj temi, pa čak i prijedloge stručnjaka koji nude pomoć u stvaranju takvih uređaja za “skupo”. Treba shvatiti da FPGA rudar može biti sastavljen samo ako postoji dobro poznavanje dizajna sklopa i programiranja mikrokontrolera. Takvi rudari ne mogu biti sakupljeni od strane svih, a današnji položaj na tržištu ih čini neostvarenim.

Na ovaj ili onaj način, na resursu “Habr” možete naći članak u kojem je autor detaljno opisao svojeiskustvostvaranja rudara za kripto valutuBlakeCoin . Važno je napomenuti da je materijal datiran 2018. godine. Iz teksta proizlazi da nema toliko prikladnog softvera za takve zadatke u otvorenom pristupu i autor je morao prilagoditi izvorne kodove s Interneta njegovim potrebama. Pokretanje rudarstva na FPGA Intel Cyclone V nije bio tako jednostavan zadatak, bilo je dovoljno mjesta za samo tri haše na ploči. Kada je uređaj pokrenut na 120 MHz, bilo je moguće postićiperformanse od 360 MHs u sekundi. Povećanje frekvencije zahtijevalo bi ugradnju dodatnog sustava hlađenja. Treba napomenuti da programer nije imao vremena testirati svog rudara zbog oštrog skoka u složenosti ovog novčića.

Mnoga pitanja također potiču FPGA rudarstvo zaalgoritme , koji pretpostavljaju prisutnost velike količine RAM-a. Konkretno, mnogi su zainteresirani za rudarstvoEterana FPGA. U ovom trenutku ne možete kupiti takav uređaj, ali na forumima se raspravlja o mogućnosti da ga sami kreirate. Međutim, programeri Ethereuma već su naveli da se mreža planira prenijeti naPoS , što znači da rudarstvo etera na FPGA neće imati smisla. A ako govorimo o složenijim algoritmima, na primjer o CryptoNightu, onda u ovom slučaju trebate i predmemorijsku memoriju procesora.

Prednosti i nedostaci

Prednosti	Nedostaci
1. Mala potrošnja energije. Jedna od glavnih prednosti rudarstva na FPGA je niska potrošnja energije. Ove su vrijednosti niže od onih kod ASIC rudara, a znatno su niže od onih kod grafičkih kartica. Istovremeno, potrošnja energije kriptovaluta još je veća od one FPGA, koja se koristi za druge zadatke. 2. Sposobnost skupljanja rudara vlastitim rukama.Uz odgovarajuće znanje, takav rudar može se stvoriti neovisno od ploča koje su dostupne na tržištu za slobodnu prodaju. O tom procesu možete razgovarati na kripto valutnim forumima ili o resursima oko njegaelektrotehnika. Ponekad čak možete pronaći i ponude od profesionalaca koji nude stvaranje takvih uređaja za novac.	1. Visoki troškovi opreme.Ako usporedimo cijenu za rudare FPGA s grafičkim karticama istog kapaciteta, ispada da je stjecanje potonjeg mnogo profitabilnije. Ashiki, naposljetku, također ima nižu cijenu po jedinici snage. 2. Nedostatak mogućnosti preprodaje opreme. Još jedan nedostatak stjecanja tih uređaja je njihova "raspoloživost". Ako video kartica prestane biti profitabilna u rudarstvu zbog povećanja složenosti, onda se može prodati igračima. Ako se to dogodi s FPGA karticom, onda će pronalaženje kupca biti teže. S druge strane, FPGA se može rekonfigurirati za izvlačenje druge kripto valute ako trenutno odabrana kripta postane neprofitabilna za vašu karticu. 3. Visok prijenos topline rudara na temelju FPGA.Unatoč činjenici da su neki problem riješili neki proizvođači, još uvijek ne gubi na važnosti. Ploče koje su održavale normalnu temperaturu i osiguravale dobro napajanje su preskupi i nisu profitabilna investicija. U isto vrijeme, ploče koje se ne nose s ovim problemom će biti problematične u uporabi i ne preporučuje se njihova uporaba. Upravo zbog razmatranja omjera cijene i učinka, rudarstvo je izgubilo svoju važnost i ustupilo mjesto ASIK-u.

Prednosti

Nedostaci

1. Mala potrošnja energije. Jedna od glavnih prednosti rudarstva na FPGA je niska potrošnja energije. Ove su vrijednosti niže od onih kod ASIC rudara, a znatno su niže od onih kod grafičkih kartica. Istovremeno, potrošnja energije kriptovaluta još je veća od one FPGA, koja se koristi za druge zadatke.
2. Sposobnost skupljanja rudara vlastitim rukama.Uz odgovarajuće znanje, takav rudar može se stvoriti neovisno od ploča koje su dostupne na tržištu za slobodnu prodaju. O tom procesu možete razgovarati na kripto valutnim forumima ili o resursima oko njegaelektrotehnika. Ponekad čak možete pronaći i ponude od profesionalaca koji nude stvaranje takvih uređaja za novac.

1. Visoki troškovi opreme.Ako usporedimo cijenu za rudare FPGA s grafičkim karticama istog kapaciteta, ispada da je stjecanje potonjeg mnogo profitabilnije. Ashiki, naposljetku, također ima nižu cijenu po jedinici snage.
2. Nedostatak mogućnosti preprodaje opreme. Još jedan nedostatak stjecanja tih uređaja je njihova "raspoloživost". Ako video kartica prestane biti profitabilna u rudarstvu zbog povećanja složenosti, onda se može prodati igračima. Ako se to dogodi s FPGA karticom, onda će pronalaženje kupca biti teže. S druge strane, FPGA se može rekonfigurirati za izvlačenje druge kripto valute ako trenutno odabrana kripta postane neprofitabilna za vašu karticu.
3. Visok prijenos topline rudara na temelju FPGA.Unatoč činjenici da su neki problem riješili neki proizvođači, još uvijek ne gubi na važnosti. Ploče koje su održavale normalnu temperaturu i osiguravale dobro napajanje su preskupi i nisu profitabilna investicija. U isto vrijeme, ploče koje se ne nose s ovim problemom će biti problematične u uporabi i ne preporučuje se njihova uporaba. Upravo zbog razmatranja omjera cijene i učinka, rudarstvo je izgubilo svoju važnost i ustupilo mjesto ASIK-u.

Zaključak

Potrebno je reći da rudarstvo uz pomoć CPVM-a- Ovo je zanimljiva faza u razvoju rudarske industrije, koja je imala značajan utjecaj na njezinu budućnost. Naravno, danas uporaba ovih ploča više nije relevantna zbog pojave ASIC rudara. Trošak GPU-a s usporedivim performansama također je niži. Međutim, korištenje FPGA još uvijek može privući entuzijaste ili ljude koji samo žele sastaviti rudara vlastitim rukama.