Un FPGA (matriz de compuerta programable por el usuario) es un equipo de minería de criptomoneda que es muy similar a un ASIC, excepto por una característica clave.
- ASIC es un chip que está codificado para realizar un tipo de cálculo (por ejemplo, para la minería Equihash).
- Un FPGA es un chip que puede reprogramarse opcionalmente para realizar cualquier operación .
En el campo de la minería, puede reconfigurar FPGA desde la minería Cryptonight a la minería Lyra2z en segundos. Con procesadores y tarjetas de video, esto también se puede hacer, pero por ciertas razones, FPGA se ejecuta mucho más rápido.
Se sabe que ciertas placas FPGA funcionan 100 veces mejor que los procesadores gráficos con el mismo consumo de energía. Dependiendo del algoritmo, el FPGA puede retrasarse un poco o no quedarse completamente atrás de los ASIC.
El principio de funcionamiento de los chips FPGA.
Para la minería en el FPGA, el flujo de bits está escrito: el firmware del chip, que indica cómo el FPGA debería resolver el problema necesario para la extracción de una moneda en particular. Bitstream programado en Verilog o VHDL.
Un chip FPGA es un semiconductor. Se usa en los casos en que el dispositivo está diseñado para realizar operaciones lógicas, como y, o, nand y otros.
Es decir, es un microcircuito con bloques lógicos duplicados conectados en un circuito. Se pueden configurar a su propia discreción según las tareas.
El equipo basado en FPGA fue diseñado originalmente para enfriamiento por aire. Con ello, la temperatura de trabajo del chip alcanza los 100 grados. Al operar chips en tales condiciones, uno de los fabricantes líderes, la empresa Xilinx, otorga una garantía de tres meses. Pero con el enfriamiento por inmersión, la temperatura del chip no supera los 80 grados.
Debido a esto, toda la placa y todos los chips que están en ella funcionan en condiciones ideales para ellos. Esto aumenta significativamente la vida útil de los chips y aumenta automáticamente la tasa de hash.
Pros FPGA:
- una tarjeta FPGA es igual en rendimiento a 20-40 tarjetas de video, cuando se consume, como en 1-2 tarjetas de video;
- FPGA se mueve con flexibilidad de un algoritmo a otro, por lo que ningún software forzoso puede detener el trabajo de una granja minera ;
- Requiere costos de infraestructura varias veces menores (electricidad, refrigeración, etc.)
Contras FPGA:
- Los FPGA no están disponibles para la minería en masa, ya que se producen menos tarjetas que la cantidad de personas dispuestas a comprarlas;
- La programación de tarjetas requiere mucho tiempo para crear un flujo de bits desde cero en lenguajes no populares de Verilog o VHDL, lo que ha llevado a altos costos de desarrollo;
- FPGA es mucho más costoso que GPU y ASIC, por lo que es adecuado para grandes jugadores de minería en lugar de agricultores caseros.
Evolución de los equipos de minería – desde CPU, GPU, FPGA, ASIC
La historia de la minería de bitcoin comenzó con el uso de CPU (procesadores) en 2009. En el verano de 2010, la tasa de la primera criptomoneda aumentó a $ 0.08, luego la minería comenzó a generar ingresos, lo que provocó una mayor competencia entre los mineros.
Esto llevó a la transición de la minería a los rieles industriales, el uso de GPU (tarjetas de video) . Las tarjetas de video tenían una tasa de hashing diez veces más rápida a un costo menor. La clara ventaja de extraer monedas tanto en la CPU como en la GPU era la capacidad de cambiar de una a otra, dependiendo de la situación del mercado.
En 2011, algunos entusiastas comenzaron a buscar dispositivos de minería que consumían menos energía y encontraron FPGA. Las granjas con tarjetas FPGA eran muchas veces más productivas y eficientes energéticamente, pero costosas y difíciles de programar. En 2013, apareció el primer ASIC: afilado para la extracción de una moneda, potente y fácil de usar.
La economía minera ha cambiado. Los principales factores de cambio incluyen la criptomoneda del mercado bajista y la complejidad cada vez mayor de la minería. Por lo tanto, el poder de hash y la facilidad de uso del ASIC aparecido determinaron su popularidad.
El aumento en el número de ASIC llevó a otro problema: la centralización o el llamado riesgo de "ataque del 51%" de muchas monedas grandes, lo que obliga a los desarrolladores a cambiar los algoritmos de hash.
La gran desventaja de ASIC para los mineros es que, en caso de un cambio en el algoritmo de hash, la extracción en ellos será imposible, ya que el algoritmo computacional está cosido en la "piedra" y no se puede cambiar. Solo queda para comprar ASIC y esperar que la inversión rinda resultados antes de que cambie el algoritmo de extracción de la moneda o la complejidad de la extracción de esta moneda no llegue a los cielos.
La minería GPU sigue siendo una opción de trabajo, pero el alto consumo de energía de las tarjetas de video hace que la minería sea un ejercicio inútil en muchas regiones donde el costo de 1 kW / h de electricidad es superior a 7-12 centavos en la situación actual del mercado. Por supuesto, los fabricantes de equipos mineros están pensando si existe una alternativa al ASIC y la GPU. Solución encontrada – de vuelta a los chips FPGA.
Comparación de los mineros FPGA con ASIC y GPU
FPGA (Arreglo de puerta programable de campo en inglés) o Arreglo de puerta programable por el usuario es una de las variedades de FPGA (sistemas integrados de lógica programable), un circuito integrado que se puede reconfigurar para cualquier problema computacional complejo.
Los primeros FPGA para uso comercial se desarrollaron en 1985, se utilizaron en cálculos científicos, electrónica militar, telecomunicaciones, procesamiento de video, medicina, industria, etc. En estas áreas, los FPGA todavía se utilizan en la actualidad. En el campo de la criptomoneda minera, FPGA se puede configurar para extraer diferentes monedas en un segundo.
A diferencia de la CPU y la GPU, la tarjeta FPGA se puede reprogramar para la tarea resuelta en ella. Una de las características más importantes de FPGA para minería es la reducción del consumo de energía por unidad de potencia de cómputo.
Si los FPGA son tan versátiles, ¿por qué aún no han obligado a ASIC a salir del mercado? Este equipo no es ampliamente utilizado por varias razones.
Razón uno: FPGA no es fácil de configurar debido a la flexibilidad y la arquitectura de la tarjeta. Se pueden programar para cualquier cosa, pero esto requiere el conocimiento de lenguajes de bajo nivel impopulares: Verilog o VHDL. Y si la tarjeta de video se puede configurar utilizando el BIOS y el minero, entonces la tarjeta FPGA debe programarse desde cero, y esto requiere tiempo.
De este motivo surge el segundo: la aparición de Asiki en el mercado. ASIC no necesita ser configurado, es fácil de usar y esto es lo que la mayoría de los mineros necesitan. Para la creación de prototipos, los ASIC utilizan FPGA, pero su programación es tarea del fabricante, no del minero.
Sin embargo, con el creciente número de ASIC en grandes grupos de minería, apareció la amenaza denominada "ataque 51%" para varias monedas. Luego, los creadores de estas monedas comenzaron a cambiar los algoritmos en la lucha por la descentralización de la cadena de bloques, como se mencionó anteriormente.
Ahora los FPGA se están volviendo más interesantes para el minero promedio, debido a los riesgos asociados con el uso de ASIC. Debido a que ASIC Antminer S9 , que en el pico de la popularidad costó $ 5,000 en el mercado secundario, ahora se puede comprar por $ 200 con una fuente de alimentación.
FPGA vs ASIC
Lo primero a tener en cuenta es que desarrollar FPGA es mucho más fácil. A diferencia de los FPGA, el diseño ASIC comienza con una tabla completamente vacía. No significa que todos ajustarán el chip para la minería en casa. Pero con una base y leyendo la experiencia de otros (ver más abajo), la tarea es teóricamente factible.
En el FPGA, comienza con una gran variedad de bloques lógicos, PLL, RAM incorporada, búferes de E / S, (des) serializadores, redes de distribución de energía, etc. El desarrollo del ASIC en sí mismo comienza desde un nivel inferior. Esto significa que los componentes deben comprarse o fabricarse como parte de una biblioteca, o diseñados individualmente para ASIC.
La próxima gran diferencia es el ciclo de desarrollo. Se pueden construir FPGA simples durante el día o un par de semanas para un proyecto moderadamente complejo. Este es exactamente el ciclo: desarrollo -> versión -> prueba -> corrección -> desarrollo …
Un solo ciclo de producción de ASIC puede tomar varias semanas (meses), después de lo cual necesita integrarlo y probarlo. Después de las pruebas, los errores no solucionan, es demasiado caro.
La tecnología ASIC proporciona mayor velocidad y menor consumo de energía en comparación con FPGA. Las diferencias de velocidad entre los dos métodos alcanzan fácilmente 10 veces o más.
- Ventajas de FPGA: puedes jugar tú mismo, adecuado para una afición, más barato para una unidad de bienes
- Ventajas de ASIK: más rápido, menor consumo, muchas ofertas en el mercado, trabajando fuera de la caja.
FPGA vs tarjetas de video (GPU)
Las GPU son mucho más poderosas que las CPU tanto en potencia como en hash / vatio, pero debido al inherente FGPA, el paralelismo puede ser aproximadamente 15 veces más eficiente.
En general, la salida de FPDA es tal que consume menos electricidad, se puede reconfigurar y diseñar de forma independiente si entiende microelectrónica. Pero tienen:
- alta emisión de calor
- Los dispositivos no son adecuados para principiantes,
- Para personalizar tus propias manos, realmente necesitas buscar materiales.
A pesar del precio más alto, ASIK será más rentable. Pero para resistir a tal desarrollo de monedas, puede probar el FPGA-minero.
¿Dónde puedo comprar FPGA en 2019?
Los principales fabricantes de FPGA, Xilinx y Altera (Intel), se encuentran en los EE. UU., Lo que dificulta la compra de una tarjeta. Dado que los productores de estas tarjetas son unidades, es imposible comprarlas directamente a un comprador minorista.
Los principales mineros de Europa y Asia también pueden solicitar tarjetas a través de la empresa estadounidense SQRL o Chipre COMINO, pero esto también presenta una serie de dificultades, por ejemplo, el despacho de aduanas.
Otra solución, CrystalCore basada en FPGA Xilinx UltraScale Plus, es ofrecida por ingenieros de la empresa bielorrusa AETTECH. El equipo es una celda con un líquido de inmersión, que contiene de tres a nueve chips FPGA y otros componentes electrónicos que sirven para el funcionamiento de estos chips.
El costo promedio de los chips FPGA varía de $ 3000-6000. El precio de la solución CrystalCore comienza en $ 19,200, incluidos todos los componentes.
Conclusión
Los FPGA son capaces de proporcionar flexibilidad y devolver la minería a personas comunes como usted y yo. Los chips FPGA te permitirán extraer casi cualquier algoritmo en cualquier momento.
A diferencia de los ASIC, que requieren que invierta varios miles de dólares en minería con un solo algoritmo, los FPGA pueden ser una solución de minería universal y completa (como la GPU en el pasado).
Siempre realice su propia investigación e invierta solo bajo su propio riesgo. Hemos hecho todo lo posible para contar todo lo que sabemos sobre este tema. Es posible que hayamos simplificado demasiado algunos aspectos, pero esperamos que este artículo haya sido una buena presentación de la minería con la ayuda de FPGA.
Me gustaría conocer sus pensamientos, que puede compartir en el bloque de comentarios a continuación.
