FPGA Mining: Cara Kerja Field Programmable Gate Arrays

Penambangan FPGA di dunia cryptocurrency adalah tren baru yang muncul untuk mengubah cara koin dan token berbasis blockchain ditambang karena sangat efisien dibandingkan dengan kinerja penambangan GPU dan CPU.

FPGA, atau Field Programmable Gate Array, adalah jenis sirkuit digital kosong yang terintegrasi dan unik yang digunakan dalam berbagai jenis teknologi dan menghasilkan tingkat hash yang lebih tinggi dengan jumlah daya dan listrik yang lebih rendah bila dibandingkan dengan perangkat keras unit pemrosesan grafis (GPU).

Anda dapat menemukan FPGA dalam sistem pemrosesan gambar dan video, misalnya. Ini juga digunakan untuk penghitungan algoritme kriptografi kelas atas dan dikenal karena memberi Anda lebih banyak kontrol atas perangkat keras FPGA.

Seperti namanya, Field Programmable Gate Arrays dapat diprogram di lapangan. Setelah pelanggan membeli FPGA, pelanggan dapat menyesuaikannya untuk memenuhi kebutuhan komputasi apa pun.

Perlu dicatat bahwa para ahli dari Field Programmable Gate Arrays merekomendasikan pemikiran FPGA sebagai blok Lego:

“Anda dapat menganggap FPGA sebagai blok Lego. Lego yang berdiri sendiri memungkinkan Anda membuat banyak hal berbeda menggunakan bagian yang sama dan dapat dikonfigurasi ulang. Satu bagian dapat digunakan untuk membuat atap rumah, dan bagian yang sama nantinya dapat dipasang untuk membuat sasis mobil. ” #BlockBaseMining

Sama seperti blok Lego, FGPA, yang chipnya dibuat pada tahun 1985, dapat digunakan untuk membangun hampir semua sirkuit digital dengan kemampuan beradaptasi dan keserbagunaan tinggi untuk mengubah algoritme dengan mudah. FPGA dapat menjalankan perangkat lunak yang berbeda dan pada dasarnya merupakan kit teknik LEGO dibandingkan dengan GPU yang merupakan kumpulan campuran alat acak dalam kotak peralatan.

Karena FPGA dapat disesuaikan, perangkat yang dapat diprogram ulang dengan biaya efektif, FPGA dapat beroperasi menggunakan algoritme yang berbeda tetapi menghadirkan pengalaman pengguna yang lebih sulit dan memerlukan perangkat lunak dan desain sirkuit digital untuk diatur dengan benar. Fungsi ini penting untuk penambangan koin mata uang kripto karena aset kripto yang berbeda menggunakan algoritme yang berbeda untuk penambangan. FPGA dapat dengan mudah disesuaikan untuk memenuhi semua kebutuhan penambangan yang berbeda karena rasio efisiensi kecepatan hashing dan konsumsi daya sangat menguntungkan untuk FPGA vs GPU (atau ASIC).

Mari tinjau industri penambangan kripto FPGA dan petakan keunggulan kecepatan dan fleksibilitas dari Field Programmable Gate Arrays.

Bagaimana Cara Kerja Penambangan FPGA?

Sebelum kita berbicara tentang cara kerja penambangan FPGA, kita perlu menjelaskan dasar-dasar penambangan kripto.

Bitcoin dan sebagian besar mata uang kripto lainnya terdiri dari blok-blok data. Blok-blok ini ditautkan satu sama lain – dalam sebuah rantai – dengan rangkaian angka dan huruf unik yang dikenal sebagai hash. Kriptografi memastikan bahwa hanya satu hash tertentu yang dapat digunakan untuk menautkan blok data saat ini di blockchain ke yang berikutnya.

Ketika komputer ‘menambang’ bitcoin dan mata uang kripto lainnya, komputer hanya menebak triliunan hash yang berbeda. Ini adalah proses coba-coba. Akhirnya, komputer menebak hash yang benar, dan blok baru ditambahkan ke rantai.

Misalkan Anda adalah guru di depan kelas. Anda memberi tahu 25 anak di kelas Anda untuk menebak angka antara 1 dan 1.000. Orang pertama yang menebak angka dengan benar mendapat $ 5. Anda terus berkeliling ruangan sampai akhirnya, seorang anak menebak jawaban yang benar.

Sekarang, bayangkan situasi yang sama, kecuali satu orang berbicara di stadion besar di depan 80.000 orang. Pembicara meminta stadion untuk menebak angka antara 1 dan 1 triliun. Semua orang meneriakkan nomor acak hingga akhirnya, satu orang menebak nomor yang benar. Itu mendekati cara kerja penambangan bitcoin.

Dengan penambangan bitcoin, penambang harus mencurahkan waktu, energi, dan sumber daya untuk menemukan nomor yang tepat. Ini adalah ‘pekerjaan’ yang harus dilakukan untuk menambang bitcoin. Sementara itu, angka yang benar yang akhirnya didapatkan oleh para penambang adalah ‘bukti’ dari pekerjaan itu. Penambang lain dapat memeriksa nomor itu dengan nomor yang benar yang ditulis oleh pembicara untuk memverifikasi bahwa penambang melakukan pekerjaannya.

Dengan penambangan bitcoin, Anda tidak meminta ruang kelas untuk menebak angka antara 1 dan 1.000. Sebaliknya, Anda meminta jutaan penambang di seluruh dunia untuk menebak angka yang panjangnya 64 digit. Untuk sampai pada jawaban ini membutuhkan banyak daya komputasi. Komputer ini terus-menerus menebak angka yang memiliki 64 digit. Akhirnya, seseorang sampai pada jawaban yang benar. Blok tersebut ditambahkan ke blockchain, penambang menerima hadiah blok, dan penghitungan untuk blok berikutnya dimulai.

Bagaimana FPGA Menambang Cryptocurrency

Kami telah menjelaskan cara kerja penambangan kripto. Tapi bagaimana Field Programmable Gate Arrays meningkatkan penambangan? Bagaimana mereka menambang cryptocurrency dengan lebih efisien?

Nah, FPGA adalah salah satu dari beberapa opsi yang tersedia untuk penambang kripto. Saat ini, penambang dapat menggunakan CPU, GPU, FPGA, atau ASIC untuk menambang cryptocurrency. Pada masa-masa awal bitcoin, siapa pun yang memiliki GPU game kelas atas dapat menambang bitcoin dari komputer biasa. Hari ini, Anda memerlukan ASIC terbaru untuk berpikir tentang menghasilkan keuntungan dengan bitcoin.

Penambangan FPGA memberi pengguna solusi yang berbeda dari alternatif di atas. Ini bisa lebih murah atau lebih mahal, meskipun pasti lebih fleksibel daripada penyiapan penambangan GPU, CPU, dan ASIC. Rig penambangan FPGA dikenal memiliki efisiensi daya yang optimal dan hash per detik yang lebih tinggi daripada GPU.

Untuk menyiapkan sistem penambangan FPGA, Anda perlu memasang chip khusus dalam urutan dan susunan tertentu untuk meningkatkan kemampuan komputer Anda menebak hash.

Salah satu hal terbaik tentang penambangan FPGA adalah bahwa ini adalah opsi yang paling fleksibel; alih-alih membeli ASIC penambangan bitcoin yang hanya menambang bitcoin, misalnya, pengaturan FPGA Anda dapat disesuaikan untuk menambang mata uang kripto apa pun.

Banyak penambang pemula memulai dengan penambangan FPGA sebelum beralih ke penambangan ASIC, misalnya. Setelah Anda memiliki pengalaman dan memahami cara kerja penambangan kripto, Anda akan diperlengkapi dengan baik untuk menjalankan penambangan ASIC yang menguntungkan.

FPGA Sangat Dapat Disesuaikan

Saat Anda membeli penambang ASIC, penambang itu sangat ahli dalam menambang satu mata uang kripto tertentu. Mesin itu dibuat untuk mencurahkan setiap sumber daya yang memungkinkan untuk menambang bitcoin. Ini adalah alat tunggal yang dirancang dari awal untuk menambang bitcoin seefisien mungkin.

Namun, FPGA berbeda. Mereka terdiri dari beberapa blok bangunan yang dapat disatukan untuk menambang berbagai cryptocurrency.

Untuk analogi ini, pikirkan ASIC seperti mesin pemotong rumput. Mesin pemotong rumput sangat ahli dalam menyelesaikan tugas tertentu: memotong rumput. Itu cara terbaik untuk memotong rumput.

FPGA, sementara itu, seperti seperangkat opsi yang dapat diatur untuk memotong rumput dengan berbagai cara. Anda punya obeng, palu, parang, dan gunting, misalnya. Anda juga memiliki selang untuk menyirami rumput setelah dipotong, alat penyiram, pupuk Daripada hanya memiliki mesin pemotong rumput – seperti ASIC – Anda memiliki beberapa alat yang dapat digunakan untuk memotong dan menumbuhkan rumput dengan berbagai cara dengan berbagai tingkat efisiensi. Ini adalah berbagai macam alat yang memberi penambang banyak opsi berbeda.

Saat Anda mengatur semua opsi ini untuk bekerja dalam bentuk yang optimal, FPGA Anda akan memberikan keuntungan tertinggi dan efisiensi terbaik.

Manfaat Penambangan FPGA

Ada beberapa manfaat penting untuk penambangan FPGA, termasuk:

Konsumsi Daya Lebih Sedikit: FPGA dirancang untuk mengonsumsi lebih sedikit daya daripada sirkuit terintegrasi lainnya. Konsumsi daya yang lebih sedikit berarti lebih banyak keuntungan bagi penambang. Penambang kripto telah pindah ke negara atau wilayah di mana harga listrik rendah. Penambang di bagian tertentu Kanada dan Amerika Serikat, misalnya, membayar kurang dari $ 0,05 per kWh untuk pembangkit listrik tenaga air, yang membuatnya jauh lebih mudah untuk mendapatkan keuntungan daripada seseorang yang membayar, katakanlah $ 0,40 per kWh di Jerman.

Kustomisasi: FPGA dapat disesuaikan untuk memenuhi semua jenis kebutuhan. Anda dapat mengonfigurasi FPGA untuk menghitung algoritme yang berbeda untuk mata uang kripto yang berbeda, misalnya. Anda dapat beralih ke cryptocurrency yang paling menguntungkan saat ini, misalnya, dan kemudian menyesuaikan FPGA Anda untuk menambang cryptocurrency lain yang lebih menguntungkan di masa depan. Yang terbaik dari semuanya, pengalihan ini dapat terjadi dengan waktu henti terbatas.

Ideal untuk Hobbyist atau Server Farms: Anda dapat menggunakan FPGA untuk menambang cryptocurrency secara menguntungkan di rumah. Anda juga dapat menggunakan FPGA sebagai bagian dari server farm. Baik Anda seorang penghobi di rumah atau penambang dengan ruang gudang yang besar, FPGA mungkin cocok untuk Anda.

Terjangkau: Anda dapat membeli FPGA kelas bawah seperti F1 Mini + dengan harga di bawah $ 200. Jika Anda seorang penambang hobi yang tertarik untuk menjelajahi penambangan kripto untuk pertama kalinya, maka penambangan FPGA tentunya merupakan pilihan. Penambangan FPGA tidak ramah bagi pemula, tetapi harganya pasti terjangkau.

Menguntungkan: Pada pertengahan 2019, penambangan FPGA dapat dengan mudah menghasilkan keuntungan $ 12 per hari.

FPGA versus ASIC versus GPU

Tiga jenis penambangan kripto paling populer yang tersedia saat ini termasuk penambangan FPGA, ASIC, dan GPU:

Penambangan GPU (Graphics Processing Unit)

Penambangan GPU seperti kotak alat yang memberi Anda banyak opsi berbeda. Anda dapat menggunakan alat ini untuk berbagai tugas, meskipun ini bukan opsi yang paling efisien untuk tugas apa pun. Misalnya, alih-alih memiliki mesin pemotong rumput untuk memotong rumput, Anda memiliki parang. Itu menyelesaikan pekerjaan, tetapi mesin pemotong rumput akan lebih baik.

Penambangan GPU bergantung pada unit pemrosesan grafis (GPU) komputer Anda. Tujuan utama GPU adalah membuat grafik. Ini menghasilkan hash lebih cepat daripada CPU, meskipun masih jauh lebih lambat daripada penambangan FPGA dan ASIC karena, sekali lagi, tujuan utama GPU adalah untuk memproses grafik dan bukan menambang cryptocurrency.

Keuntungan utama penambangan GPU adalah kemampuannya untuk beradaptasi. Anda dapat mengubah algoritme. GPU juga mudah didapat: siapa pun yang memiliki komputer game sudah memiliki GPU yang bertenaga lumayan. Penambang GPU juga bisa memiliki dua tujuan: Anda bisa bermain game di siang hari, lalu menambang crypto di malam hari.

Penambangan FPGA (Field Programmable Gate Array)

FPGA, seperti GPU, dapat mengubah algoritme, membuatnya dapat disesuaikan. Tidak seperti penambangan GPU, Anda perlu membangun desain sirkuit digital dan perangkat lunak. Ini tidak ramah pengguna, dan mungkin perlu berminggu-minggu atau bahkan berbulan-bulan untuk membangun sistem Anda. FPGA juga dulu sulit dibeli. Namun, hari ini, Anda dapat menemukan semua jenis model dan ukuran chip FPGA, mulai dari opsi murah ($ 200) hingga mahal ($ 6.000), membuat penambangan FPGA terjangkau.

Penambangan ASIC (Application Specific Integrated Circuit)

ASIC dirancang untuk hanya menjalankan algoritme tertentu. Penambang ini menjalankan algoritme tersebut dengan sangat cepat, tetapi algoritme tidak dapat diubah (atau, setidaknya ASIC tidak akan seefisien jika Anda menambang mata uang kripto yang berbeda). ASIC mahal, meskipun menguntungkan dan mudah digunakan.

FPGA Terbaik Tersedia Saat Ini

Beberapa FPGA terpopuler yang tersedia saat ini meliputi:

• F1 Blackminer: $ 1,350
• F1 + Blackminer: $ 2.199
• BTU9P yang diperbaharui: $ 1.999
• BCU1525 yang diperbaharui: $ 1.999
• F1 Mini +: $ 189

Penambangan FPGA: Koin dan Algoritma Terbaik untuk Ditambang

Salah satu bagian terbaik tentang penambangan FPGA adalah Anda dapat beralih antar koin karena satu koin menjadi lebih menguntungkan. Alih-alih terjebak dengan satu koin tertentu, Anda dapat memilih salah satu yang menghasilkan uang paling banyak hari ini, minggu ini, atau bulan ini..

Beberapa algoritme dan koin paling populer yang saat ini digunakan dalam komunitas FPGA meliputi:

• Algoritma: Keccak-ZP Koin Paling Menguntungkan: Protokol Zen
• Algoritma: 0xToken Koin Paling Menguntungkan: 0xBitcoin
• Algoritma: Lyra2z Koin Paling Menguntungkan: Gentarium
• Algoritma: Tribus Koin Paling Menguntungkan: Denarius
• Algoritma: Keccak Coin Paling Menguntungkan: MaxCoin
• Algoritma: Nexus Coin Paling Menguntungkan: Nexus
• Algoritma: CryptoNightV7 Koin Paling Menguntungkan: Monero

Beralih di antara koin dan algoritme untuk memaksimalkan profitabilitas penambangan FPGA Anda.

Cara Menyiapkan FPGA

FPGA harus diprogram menggunakan jenis bahasa pemrograman khusus. Dua bahasa paling populer adalah Verilog dan VHDL. Ini disebut “Bahasa Deskripsi Perangkat Keras”, atau HDL.

Saat Anda memprogram FPGA di file Bahasa Deskripsi Perangkat Keras, Anda melakukan apa yang disebut “Pemrograman RTL “, atau” Daftar Pemrograman Tingkat Transfer“. Ini berarti bahwa pemrogram yang memprogram FPGA di tingkat RTL dapat sepenuhnya mengontrol setiap item di dalam FPGA untuk penyesuaian dan kinerja maksimum..

Di sinilah FPGA berbeda dari prosesor tujuan umum seperti CPU dan GPU. CPU dan GPU dapat diprogram menggunakan bahasa tingkat yang lebih tinggi seperti C, C ++, Java, dan Python.

Karena bahasa tingkat tinggi jauh lebih mudah dipelajari dan digunakan, banyak orang telah mencoba membuat sistem yang memungkinkan Anda memprogram FPGA menggunakan bahasa tingkat tinggi. Sebuah proyek universitas bernama Handel-C mencoba menciptakan sistem seperti ini pada akhir 1990-an. Saat ini, sistem tersebut telah berkembang menjadi beberapa paket perangkat lunak, termasuk Vivado HLS (Sintesis Tingkat Tinggi) dan sebuah bahasa disebut OpenCL.

Bahasa FPGA tingkat tinggi ini berfungsi untuk beberapa aplikasi – seperti kecerdasan buatan – meskipun tidak berfungsi dengan baik untuk penambangan kripto.

Untuk menambang cryptocurrency secara kompetitif, FPGA Anda harus dikonfigurasi pada level serendah mungkin, yaitu level transfer register (RTL) menggunakan bahasa deskripsi perangkat keras seperti Verilog dan VHDL.

Saat ini, penambang FPGA dibagi menjadi Verilog dan VHDL. Keduanya adalah bahasa pemrograman yang secara struktural mirip, meskipun sintaksnya bervariasi secara dramatis. VHDL biasanya digunakan dalam lingkungan akademis, sedangkan Verilog digunakan di dunia nyata oleh programmer dan perusahaan.

Salah satu kelebihan Verilog adalah memiliki sintaks yang sama dengan bahasa pemrograman C. Plus, program Verilog memakan kurang dari setengah ruang teks yang akan digunakan oleh program serupa di VHDL. Karena kelebihan ini, Verilog lebih populer di antara implementasi FPGA dunia nyata.

Penambangan FPGA dan Bitstreams

Anda akan melihat istilah ‘bitstream’ sering muncul saat melihat penambangan FPGA. Setelah program ditulis untuk FPGA, FPA harus ‘dimuat’ dengan program itu.

Program ini pada dasarnya hanyalah konfigurasi dari berbagai elemen logika di dalam FPGA. Konfigurasi tersebut memberi tahu elemen logika ini apa yang harus dilakukan. File konfigurasi disebut bitstream.

Untuk memuat program ke dalam FPGA, Anda harus memiliki bitstream yang benar. Anda juga harus memiliki program khusus pada PC Anda yang memuat bitstream ke dalam FPGA.

Penting untuk diingat bahwa konfigurasi FPGA mudah berubah: seperti RAM, FPGA akan membuang konfigurasinya setelah catu daya hilang. Itulah mengapa sebagian besar kartu FPGA memiliki memori flash yang berada tepat di sebelah FPGA. Memori flash ini menampung file konfigurasi bitstream, dan kartu tersebut dapat dikonfigurasi untuk memuat file bitstream secara otomatis saat startup.

Ada juga dua jenis bitstream atau file konfigurasi, termasuk bitstream standar dan file konfigurasi memori:

Bitstream Standar: Bitstream standar adalah konfigurasi yang akan kehilangan isinya saat unit kehilangan daya – seperti RAM membuang kontennya setelah kehilangan daya.

File Konfigurasi Memori: File konfigurasi memori dirancang untuk dimuat, dari PC, melalui FPGA, ke memori flash tetangga sehingga FPGA dapat secara otomatis mengkonfigurasi dirinya sendiri saat menyalakan.

Banyak penambang akan menggunakan file konfigurasi memori untuk uptime maksimum. File konfigurasi memori sangat berguna untuk mereka yang menjalankan mining farm dari jarak jauh. Jika ada pemadaman listrik di pertambangan, FPGA dapat segera online kembali.

Jika ada pemadaman listrik dan Anda tidak memiliki file konfigurasi memori, Anda harus menggunakan program terminal jarak jauh (seperti TeamViewer) untuk memprogram ulang FPGA secara manual..

Kata Terakhir

Pada akhirnya, penambangan FPGA menjadi berita utama pada tahun 2018 setelah utas forum Bitcointalk menjadi viral. Sejak saat itu, penambangan FPGA telah menjadi cara yang populer dan ampuh untuk menambang semua jenis mata uang kripto yang berbeda.

FPGA dapat disesuaikan untuk menambang semua jenis cryptocurrency. Mereka tidak sekuat ASIC, tetapi lebih dapat disesuaikan. Anda mendapatkan kemampuan kustomisasi penambang GPU dengan daya tinggi dan efisiensi ASIC. Kami akan terus memperbarui tinjauan penambangan FPGA ini dengan produk, pengumuman, dan kemajuan baru di dunia Array Gerbang yang Dapat Diprogram Lapangan.