FPGA挖掘：现场可编程门阵列如何工作

加密货币世界中的FPGA挖掘是一个新兴趋势，它将改变基于区块链的硬币和令牌的挖掘方式，因为与GPU和CPU挖掘性能相比，它非常高效.

FPGA或现场可编程门阵列是一种独特的集成式空白数字电路，用于各种类型的技术中，与图形处理单元（GPU）硬件相比，可产生更高的哈希率，且耗电量更少.

例如，您可以在图像和视频处理系统中找到FPGA。它也用于高端加密算法计算，以让您更好地控制FPGA硬件而著称。.

顾名思义，现场可编程门阵列可在现场进行编程。客户购买FPGA后，客户可以对其进行自定义以满足任何计算需求.

值得注意的是，现场可编程门阵列的专家建议将FPGA视为Lego模块：

“您可以将FPGA视为Lego模块。独立的乐高积木允许您使用相同的可重新配置部件来构建许多不同的事物。一件可以用来做房屋的屋顶，而同一件可以在以后进行改装以制造汽车的底盘。” #BlockBaseMining

就像乐高积木一样，该芯片于1985年创建，FGPA可以用于构建几乎任何具有高适应性和多功能性的数字电路，从而可以轻松更改算法。 FPGA可以运行不同的软件，并且与GPU（在工具箱中混合使用随机工具）相比，它们实际上是LEGO工程套件。.

由于FPGA是可定制的，具有成本效益的可重编程器件，因此它们可以使用不同的算法进行操作，但确实带来了更艰难的用户体验，并且需要正确设置软件和数字电路设计。此功能对于加密货币硬币挖掘非常重要，因为不同的密码资产使用不同的算法进行挖掘。可以轻松调整FPGA来满足所有不同的挖掘需求，因为散列速度和功耗的效率比对于FPGA和GPU（或ASIC）而言非常有利.

让我们回顾一下FPGA加密采矿业，并绘制出现场可编程门阵列的速度和灵活性优势.

FPGA挖掘如何工作?

在讨论FPGA挖掘的工作原理之前，我们需要解释加密挖掘的基础知识.

比特币和大多数其他加密货币由数据块组成。这些块通过唯一的数字和字母串（称为哈希）相互链接（成链状）。密码学确保只能使用一个特定的哈希将区块链中的当前数据块链接到下一个.

当计算机“开采”比特币和其他加密货币时，计算机只是在猜测数万亿个不同的哈希值。这是一个反复试验的过程。最终，计算机猜测出正确的哈希值，并将新块添加到链中.

假设您是教室前面的老师。您告诉班上的25个孩子猜一个1到1,000之间的数字。第一个猜出正确数字的人将获得5美元。您一直在房间里转转直到最后，一个孩子猜出了正确的答案.

现在，想象一下相同的情况，只是一个人在一个有80,000人的大型体育场内讲话。演讲者要求体育场猜测1到1万亿之间的数字。每个人都喊出随机数，直到最终，一个人猜出了正确的数字。这更接近比特币挖矿的工作原理.

借助比特币采矿，矿工必须花费时间，精力和资源来寻找合适的数字。这是挖掘比特币必须执行的“工作”。同时，矿工最终想出的正确数字就是这项工作的“证明”。任何其他矿工都可以根据发言人写下的正确号码来检查该号码，以验证该矿工是否已完成工作.

使用比特币挖矿，您并不需要教室猜测一个介于1到1,000之间的数字。取而代之的是，您要让全球数以百万计的矿工猜测一个64位长的数字。达到此答案需要大量的计算能力。这些计算机一直在猜测具有64位数字的数字。最终，人们得出了正确的答案。区块被添加到区块链中，矿工获得区块奖励，下一个区块的计算开始.

FPGA如何挖掘加密货币

我们已经说明了加密挖矿的工作原理。但是现场可编程门阵列如何增强挖掘能力呢？他们如何更有效地挖掘加密货币?

好吧，FPGA是加密矿工可用的几种选择之一。如今，矿工可以使用CPU，GPU，FPGA或ASIC来挖掘加密货币。在比特币的早期，任何拥有高端游戏GPU的人都可以从普通计算机上挖掘比特币。今天，您需要最新的ASIC甚至可以考虑通过比特币获利.

FPGA挖掘为用户提供了不同于上述替代方案的解决方案。尽管肯定比GPU，CPU和ASIC挖掘设置更灵活，但它可能更便宜或更昂贵。众所周知，FPGA采矿设备具有比GPU更高的能效和每秒更高的哈希值.

要设置FPGA采矿系统，您需要按特定的顺序和阵列安装特殊的芯片，以提高计算机猜测哈希的能力.

关于FPGA挖掘的最好的事情之一就是它是最灵活的选择。例如，您可以自定义FPGA设置以开采任何加密货币，而不必购买只开采比特币的比特币开采ASIC。.

例如，许多新手矿工从FPGA挖矿开始，然后才转向ASIC挖矿。拥有丰富经验并了解加密采矿的工作原理后，您将有足够的能力来运营一个盈利的ASIC采矿场.

FPGA高度可定制

当您购买ASIC矿机时，该矿机确实擅长于挖掘一种特定的加密货币。该机器旨在将所有可能的资源投入到开采比特币中。这是一个单一工具，旨在从头到尾尽可能高效地挖掘比特币.

但是，FPGA是不同的。它们由多个构建基块组成，可以组合使用以挖掘各种加密货币.

以此类推，将ASIC视为割草机。割草机确实擅长完成特定任务：修剪草坪。这是割草的最好方法.

同时，FPGA就像是一个选项工具箱，可以按照各种方式修剪草坪。例如，您有一把螺丝起子，一把锤子，一把弯刀和一把剪刀。您还可以使用一根软管在割草后为草坪浇水，洒水，施肥不仅仅是像ASIC那样拥有割草机，您还可以使用多种工具以各种方式以不同的效率水平切割和生长草坪。各种各样的工具为矿工提供了许多不同的选择.

当您将所有这些选项设置为以最佳形式工作时，您的FPGA将带来最高的利润和最佳的效率.

FPGA挖矿的好处

FPGA挖掘有几个关键优势，包括：

功耗更低： FPGA设计为比其他集成电路消耗更少的功率。更低的功耗意味着为矿工带来更多的利润。加密矿工已经搬迁到电价低的国家或地区。例如，加拿大和美国某些地区的矿工为水电支付的价格不到每千瓦时0.05美元，这比赚钱的人要容易得多，例如在德国，每千瓦时为0.40美元.

定制： 可以定制FPGA来满足所有不同类型的需求。例如，您可以配置FPGA以针对不同的加密货币计算不同的算法。例如，您可以切换到当今最赚钱的加密货币，然后自定义您的FPGA，以在将来挖掘出另一个更有利可图的加密货币。最好的是，这种切换可以在有限的停机时间内发生.

业余爱好者或服务器场的理想选择： 您可以使用FPGA在家里以有利可图的方式开采加密货币。您还可以将FPGA用作服务器场的一部分。无论您是在家中的业余爱好者还是拥有巨大仓库空间的矿工，FPGA都可以为您服务.

价格适中： 您可以以不到200美元的价格购买低端FPGA，例如F1 Mini +。如果您是一个爱好矿工，并且对首次探索加密挖掘感兴趣，那么FPGA挖掘无疑是一种选择。 FPGA挖矿不适合初学者，但一定可以负担得起.

盈利：在2019年中，FPGA挖矿每天可轻松赚取12美元的利润.

FPGA与ASIC与GPU

当今可用的三种最受欢迎​​的加密挖掘类型包括FPGA，ASIC和GPU挖掘：

GPU（图形处理单元）挖掘

GPU挖掘就像一个工具箱，可为您提供许多不同的选项。您可以将这些工具用于各种任务，尽管它并不是任何任务的最有效选择。例如，您不用砍草机割草，而是用砍刀。它完成了工作，但是割草机会更好.

GPU挖掘依赖于计算机的图形处理单元（GPU）。 GPU的主要目的是渲染图形。它产生的散列值比CPU快，尽管仍然比FPGA和ASIC挖取慢得多，因为GPU的主要目的是处理图形而不是挖出加密货币.

GPU挖掘的主要优势在于它具有适应性。您可以更改算法。 GPU也很容易获得：任何拥有游戏计算机的人都已经拥有功能强大的GPU。 GPU矿工也可以是双重用途的：您可以在白天进行游戏，然后在夜间进行加密.

FPGA（现场可编程门阵列）挖掘

FPGA像GPU一样，可以更改算法，使其适应性强。但是，与GPU挖掘不同，您需要同时构建数字电路设计和软件。它对用户不友好，可能需要数周甚至数月来构建您的系统。 FPGA过去也很难购买。但是，今天，您可以找到所有类型的FPGA芯片型号和尺寸，从便宜的（$ 200）到昂贵的（$ 6,000）选项，使FPGA采矿负担得起。.

ASIC（专用集成电路）挖掘

ASIC设计为仅运行特定算法。这些矿工运行该算法的速度非常快，但是算法无法更改（或者，如果您正在开采其他加密货币，那么至少ASIC的效率不高）。 ASIC虽然很赚钱且易于使用，但价格昂贵.

当今最好的FPGA

当今可用的一些最受欢迎的FPGA包括：

• F1 Blackminer： $ 1,350
• F1 + Blackminer： $ 2,199
• 翻新的BTU9P： $ 1,999
• 翻新的BCU1525： $ 1,999
• F1 Mini +： $ 189

FPGA挖掘：最好的硬币和算法

关于FPGA挖掘的最好的部分之一是，随着一种硬币变得更加有利可图，您可以在硬币之间进行切换。您可以选择今天，本周或本月赚钱最多的一种硬币，而不用一枚特定的硬币卡住.

FPGA社区当前使用的一些最流行的算法和硬币包括：

• 算法：Keccak-ZP最赚钱的硬币：Zen协议
• 算法：0xToken最赚钱的硬币：0xBitcoin
• 算法：Lyra2z最赚钱的硬币：Gentarium
• 算法：Tribus最赚钱的硬币：Denarius
• 算法：Keccak最赚钱的硬币：MaxCoin
• 算法：Nexus最赚钱的硬币：Nexus
• 算法：CryptoNightV7最赚钱的硬币：Monero

在硬币和算法之间切换，以最大化您的FPGA挖掘利润.

如何设置FPGA

必须使用特殊类型的编程语言对FPGA进行编程。两种最受欢迎​​的语言是 Verilog 和 甚高密度脂蛋白. 这些称为“硬件描述语言”或HDL.

当您在 硬件描述语言, 您正在执行所谓的“RTL编程”或“寄存器传输级别编程””。这意味着以RTL级别对FPGA进行编程的程序员能够完全控制FPGA内的每个项目，以实现最大程度的定制和性能。.

这就是FPGA与通用处理器（如CPU和GPU）不同的地方。可以使用C，C ++，Java和Python等高级语言对CPU和GPU进行编程.

由于高级语言更易于学习和使用，因此许多人试图创建一个系统，允许您使用高级语言对FPGA进行编程。在1990年代后期，一个名为Handel-C的大学项目试图创建这样的系统。如今，该系统已演变为多个软件包，其中包括 Vivado HLS（高级合成） 还有一种叫做 OpenCL的.

这些高级FPGA语言确实适用于某些应用程序（例如人工智能），尽管它们不适用于加密挖掘.

为了竞争性地开采加密货币，必须使用硬件描述语言（例如Verilog和VHDL）将FPGA配置为尽可能最低的级别，即寄存器传输级别（RTL）。.

如今，FPGA矿工已在Verilog和VHDL之间划分。两者在结构上相似，尽管它们的语法差异很大。 VHDL通常在学术环境中使用，而Verilog在现实世界中被程序员和公司使用.

Verilog的优点之一是它具有与C编程语言相同的语法。另外，Verilog程序占用的文本空间不到VHDL中类似程序占用的文本空间的一半。由于这些优点，Verilog在实际的FPGA实现中更受欢迎。.

FPGA挖掘和比特流

查看FPGA挖掘时，您会经常看到“比特流”一词。为FPGA编写程序后，必须将该程序“加载”到FPA.

该程序实质上只是FPGA内部各种逻辑元素的配置。该配置告诉这些逻辑元素该怎么做。配置文件称为比特流.

要将程序加载到FPGA，必须具有正确的位流。您还必须在PC上有一个特殊程序，该程序将比特流加载到FPGA中.

请务必记住，FPGA的配置易变：就像RAM一样，一旦断电，FPGA将转储其配置。这就是为什么大多数FPGA卡的闪存都紧挨着FPGA的原因。此闪存保存位流配置文件，并且可以将卡配置为在启动时自动加载位流文件.

还有两种不同类型的位流或配置文件，包括标准位流和内存配置文件：

标准比特流： 标准比特流是一种配置，当设备断电时，它将丢失其内容–就像断电后RAM会转储其内容一样.

内存配置文件： 存储器配置文件旨在通过PC从PC通过FPGA加载到相邻的闪存中，因此FPGA可以在上电时自动进行自我配置。.

许多矿工将使用内存配置文件来最大程度地延长正常运行时间。内存配置文件对于远程运行采矿场的用户特别有用。如果采矿场停电，则FPGA可以立即恢复在线状态.

如果断电并且没有内存配置文件，则必须使用远程终端程序（例如TeamViewer）来手动对FPGA进行重新编程.

最后的话

最终，在Bitcointalk论坛话题之后，FPGA挖矿在2018年成为头条新闻 病毒传播. 从那时起，FPGA挖掘一直是一种广泛而强大的方法来挖掘所有不同类型的加密货币.

可以定制FPGA来挖掘所有不同类型的加密货币。它们不像ASIC那样强大，但是它们更具可定制性。您可以获得具有ASIC的高功率和效率的GPU采矿机的可定制性。我们将继续通过现场可编程门阵列领域的新产品，公告和进展来更新此FPGA采矿评论。.