FPGA Mining: آرایه های دروازه ای قابل برنامه ریزی چگونه کار می کنند

استخراج FPGA در دنیای ارزهای رمزنگاری شده یک روند جدید در حال ظهور است که برای تغییر روش استخراج سکه ها و نشانه های مبتنی بر بلاکچین به دلیل کارآیی در مقایسه با عملکرد استخراج GPU و CPU.

FPGA یا Array Programmable Gate Array ، یک نوع یکپارچه منحصر به فرد از یک مدار دیجیتال خالی است که در انواع مختلف فناوری مورد استفاده قرار می گیرد و هنگام مقایسه با سخت افزار واحد پردازش گرافیک (GPU) ، سرعت هش بالاتری را با مقادیر کمتری از انرژی و برق تولید می کند..

به عنوان مثال می توانید FPGA ها را در سیستم های پردازش تصویر و فیلم پیدا کنید. همچنین برای محاسبات پیشرفته الگوریتم رمزنگاری استفاده می شود و به دلیل کنترل بیشتر سخت افزار FPGA به شما مشهور است.

همانطور که از نامش پیداست ، آرایه های گیت قابل برنامه ریزی Field در این زمینه قابل برنامه ریزی هستند. پس از خرید مشتری از FPGA ، مشتری می تواند آن را برای رفع هرگونه نیاز محاسباتی سفارشی کند.

شایان ذکر است که متخصصان Field Programmable Gate Arrays توصیه می کنند FPGA ها را به عنوان بلوک های لگو در نظر بگیرند:

“شما می توانید FPGA ها را به عنوان بلوک های لگو در نظر بگیرید. Legos مستقل به شما امکان می دهد با استفاده از قطعات مشابه و قابل تنظیم ، چیزهای مختلفی بسازید. ممکن است از یک قطعه برای ساخت سقف خانه استفاده شود و بعداً می توان همین قطعه را برای ساخت شاسی ماشین مقاوم سازی کرد. ” #BlockBaseMining

درست مانند بلوک های لگو ، از FGPA ها که تراشه ها در سال 1985 ایجاد شده اند ، می توان تقریباً هر مدار دیجیتالی با قابلیت انعطاف پذیری بالا و قابلیت انعطاف پذیری بالا را ایجاد کرد تا الگوریتم ها را به راحتی تغییر دهد. FPGA ها می توانند نرم افزارهای مختلفی را اجرا کنند و اساساً یک کیت مهندسی LEGO هستند در مقایسه با پردازنده های گرافیکی که یک جعبه ابزار تصادفی در جعبه ابزار هستند.

از آنجا که FPGA ها قابل تنظیم هستند و از نظر برنامه ریزی مجدد مقرون به صرفه هستند ، می توانند با استفاده از الگوریتم های مختلف کار کنند اما تجربه کاربری سخت تری دارند و برای تنظیم صحیح نیاز به طراحی نرم افزار و مدار دیجیتال دارند. این عملکرد برای استخراج سکه رمز ارز مهم است زیرا مجموعه رمزهای مختلف از الگوریتم های مختلفی برای استخراج استفاده می کنند. FPGA ها می توانند به راحتی تنظیم شوند تا تمام نیازهای مختلف استخراج را برآورده کنند زیرا نسبت کارایی سرعت هش و مصرف برق برای FPGA در مقابل GPU (یا ASIC) بسیار مطلوب است.

بیایید صنعت استخراج رمزنگاری FPGA را مرور کنیم و مزایای سرعت و انعطاف پذیری آرایه های دروازه قابل برنامه ریزی درست را ترسیم کنیم.

استخراج FPGA چگونه کار می کند?

قبل از اینکه در مورد چگونگی استخراج FPGA صحبت کنیم ، باید اصول استخراج رمزنگاری را توضیح دهیم.

بیت کوین و اکثر ارزهای رمزپایه دیگر از مجموعه داده هایی تشکیل شده است. این بلوک ها به صورت رشته ای از اعداد و حروف معروف به هش به یکدیگر متصل می شوند – به صورت زنجیره ای. رمزنگاری اطمینان حاصل می کند که فقط یک هش خاص می تواند برای اتصال بلوک داده های موجود در زنجیره بلوک به مورد بعدی استفاده شود.

وقتی رایانه بیت کوین و سایر ارزهای رمزپایه را «استخراج» می کند ، رایانه به راحتی تریلیون هاش مختلف را حدس می زند. این یک فرآیند آزمون و خطا است. در نهایت ، رایانه هش درست را حدس می زند و بلاک جدید به زنجیره اضافه می شود.

بگذارید بگوییم شما معلم جلوی کلاس هستید. شما به 25 كلاس در كلاس خود می گویید كه یك عدد بین 1 تا 1000 را حدس بزنند. اولین نفری که عدد صحیح را حدس می زند 5 دلار دریافت می کند. شما به دور اتاق می روید تا بالاخره یک کودک جواب درست را حدس می زند.

اکنون ، همین وضعیت را به تصویر بکشید ، به جز اینکه یک نفر در یک استادیوم عظیم در مقابل 80،000 نفر صحبت می کند. گوینده از استادیوم می خواهد که عددی بین 1 تا 1 تریلیون را حدس بزند. همه اعداد تصادفی را فریاد می زنند تا اینکه سرانجام ، یک نفر عدد صحیح را حدس می زند. این به نحوه کار استخراج بیت کوین نزدیکتر است.

با استخراج بیت کوین ، استخراج کنندگان باید وقت ، انرژی و منابع خود را برای یافتن تعداد مناسب اختصاص دهند. این “کاری” است که باید برای استخراج بیت کوین انجام شود. در همین حال ، رقم صحیحی که معدنچیان در نهایت به دست می آورند ، “اثبات” آن کار است. هر معدنچی دیگری می تواند این عدد را در مقابل عدد صحیح نوشته شده توسط گوینده بررسی کند تا بررسی کند ماینر کار را انجام داده است.

با استخراج بیت کوین ، شما از کلاس نمی خواهید عددی بین 1 تا 1000 را حدس بزند. در عوض ، شما از میلیون ها معدنچی در سراسر جهان می خواهید عددی را که 64 رقم دارد حدس بزنند. رسیدن به این پاسخ قدرت محاسباتی زیادی را می گیرد. این رایانه ها دائماً اعدادی را که 64 رقم دارند حدس می زنند. در نهایت ، یک نفر به جواب درست می رسد. بلاک به بلاکچین اضافه می شود ، ماینر پاداش بلاک را دریافت می کند و محاسبات بلاک بعدی شروع می شود.

چگونه ارزهای رمزنگاری شده FPGAs

ما توضیح دادیم که استخراج رمزنگاری چگونه کار می کند. اما چگونه آرایه های دروازه ای قابل برنامه ریزی Field استخراج را افزایش می دهند؟ چگونه ارز رمزنگاری شده را با کارآیی بیشتری استخراج می کنند?

خوب ، FPGA ها یکی از چندین گزینه موجود برای استخراج کنندگان رمزنگاری هستند. امروزه ماینرها می توانند از CPU ، GPU ، FPGA یا ASIC برای استخراج ارزهای رمزپایه استفاده کنند. در روزهای ابتدایی بیت کوین ، هرکسی که دارای GPU بازی سطح بالایی باشد ، می تواند بیت کوین را از طریق یک رایانه معمولی استخراج کند. امروز حتی به فکر سودآوری با بیت کوین هستید ، به جدیدترین ASIC ها احتیاج دارید.

استخراج FPGA راه حلی را برای کاربران فراهم می کند که با گزینه های بالا متفاوت است. این می تواند ارزان تر یا گران تر باشد ، اگرچه مطمئناً انعطاف پذیرتر از تنظیمات استخراج GPU ، CPU و ASIC است. دکل های استخراج FPGA دارای بهره وری بهینه انرژی و هش بالاتر در ثانیه نسبت به پردازنده های گرافیکی شناخته شده اند.

برای راه اندازی سیستم استخراج FPGA ، باید تراشه های خاصی را در توالی ها و آرایه های خاص نصب کنید تا توانایی رایانه شما در حدس زدن هش ها افزایش یابد.

یکی از بهترین موارد در مورد استخراج FPGA این است که انعطاف پذیرترین گزینه است. بجای خرید ASIC استخراج بیت کوین که فقط بیت کوین را استخراج می کند ، به عنوان مثال تنظیمات FPGA شما می تواند برای استخراج ارزهای رمزپایه شده سفارشی شود.

به عنوان مثال ، بسیاری از استخراج کنندگان تازه کار قبل از رفتن به استخراج ASIC ، با استخراج FPGA شروع می کنند. هنگامی که تجربه کسب کردید و نحوه کار معدن رمزنگاری را درک کردید ، برای اداره یک مزرعه استخراج سودآور ASIC مجهز خواهید بود.

FPGA ها بسیار قابل تنظیم هستند

هنگام خرید یک ماینر ASIC ، آن ماینر واقعاً در استخراج یک ارز رمزپایه خاص تبحر دارد. این دستگاه ساخته شده است تا هر منبع ممکن را به استخراج بیت کوین اختصاص دهد. این یک ابزار منفرد است که از ابتدا برای استخراج بیت کوین تا حد ممکن کارآمد طراحی شده است.

FPGA ، با این حال ، متفاوت است. آنها از چندین بلوک ساختمانی تشکیل شده اند که می توانند برای استخراج ارزهای رمزپایه مختلف کنار هم قرار بگیرند.

برای این تشبیه ، به یک ASIC مانند ماشین چمن زن فکر کنید. ماشین چمن زنی واقعاً در انجام یک کار خاص مهارت دارد: چمن زنی. این بهترین روش برای چمن زدن است.

در همین حال ، FPGA مانند مجموعه ای از گزینه ها است که می توان به روش های مختلف چمن زنی را مرتب کرد. مثلاً یک پیچ گوشتی ، یک چکش ، ماشینی و قیچی دارید. همچنین شما باید یک شیلنگ برای آبیاری چمن پس از برش ، آب پاش ها ، کودها داشته باشید به جای اینکه فقط یک ماشین چمن زنی داشته باشید – مانند ASIC – شما ابزارهای مختلفی دارید که می توانید به روش های مختلف با سطوح مختلف کارایی برای برش و رشد چمنزار استفاده کنید. این مجموعه وسیعی از ابزارها است که گزینه های مختلفی را به استخراج کنندگان می دهد.

هنگامی که همه این گزینه ها را تنظیم می کنید تا به شکل بهینه کار کنند ، FPGA شما بالاترین سود و بهترین بازده ممکن را به شما ارائه می دهد.

مزایای استخراج FPGA

چندین مزیت مهم برای استخراج FPGA وجود دارد ، از جمله:

مصرف برق کمتر: FPGA برای مصرف برق کمتر از سایر مدارهای مجتمع طراحی شده اند. مصرف کمتر برق به معنی سود بیشتر معدن کاران است. استخراج کنندگان رمزنگاری قبلاً به کشورها یا مناطقی نقل مکان کرده اند که قیمت برق در آنها پایین است. به عنوان مثال ، معدن کاران در مناطق خاصی از کانادا و ایالات متحده کمتر از 0.05 دلار برای هر کیلووات ساعت هزینه برق آبی پرداخت می کنند ، که سودآوری را نسبت به شخصی که پرداخت می کند بسیار ساده تر می کند ، مثلا 0.40 دلار در هر کیلووات ساعت در آلمان.

سفارشی سازی: FPGA ها را می توان به صورت سفارشی تنظیم کرد تا انواع مختلف نیازها را برآورده کند. برای مثال می توانید FPGA ها را برای محاسبه الگوریتم های مختلف برای ارزهای رمزپایه مختلف پیکربندی کنید. می توانید به ارز رمزنگاری شده امروزی که بیشترین سود را دارد وارد شوید و سپس FPGA های خود را سفارشی کنید تا ارز رمزنگاری متفاوت و سودآورتری را در آینده استخراج کند. از همه بهتر ، این سوئیچ می تواند با زمان کم کاری رخ دهد.

ایده آل برای علاقه مندان یا مزارع سرور: برای استخراج سودآور ارز رمزنگاری شده در خانه می توانید از FPGA استفاده کنید. همچنین می توانید از FPGA به عنوان بخشی از مزرعه سرور استفاده کنید. خواه یک سرگرمی در خانه باشید یا یک معدنچی با فضای انبار بزرگ ، FPGA ها ممکن است برای شما مفید باشند.

مقرون به صرفه: شما می توانید FPGA های ارزان قیمت مانند F1 Mini + را با زیر 200 دلار خریداری کنید. اگر یک استخراج کننده سرگرمی هستید که برای اولین بار در کاوش رمزنگاری علاقه دارید ، استخراج FPGA مطمئناً یک گزینه است. استخراج FPGA برای مبتدیان مناسب نیست ، اما مطمئناً می تواند مقرون به صرفه باشد.

سودآور: در اواسط سال 2019 ، استخراج FPGA می تواند به راحتی 12 دلار سود در روز بدست آورد.

FPGA Versus ASIC Versus GPU

سه محبوب ترین نوع استخراج رمزنگاری موجود امروزه شامل استخراج FPGA ، ASIC و GPU است:

استخراج GPU (واحد پردازش گرافیک)

استخراج GPU مانند جعبه ابزاری است که گزینه های مختلف زیادی را در اختیار شما قرار می دهد. می توانید از این ابزارها برای کارهای مختلف استفاده کنید ، اگرچه کارآمدترین گزینه برای هر کاری نیست. مثلاً به جای اینکه ماشین چمن زنی داشته باشید تا ماشین چمن زنی را بچرخانید ، یک قمه دارید. کار تمام می شود ، اما ماشین چمن زنی بهتر است.

استخراج GPU به واحد پردازش گرافیک رایانه شما (GPU) متکی است. هدف اصلی GPU ارائه گرافیک است. این هش سریعتر از پردازنده مرکزی تولید می کند ، اگرچه هنوز بسیار کندتر از استخراج FPGA و ASIC است ، زیرا باز هم ، هدف اصلی GPU پردازش گرافیک و استخراج ارز رمزنگاری نشده است.

مزیت اصلی استخراج GPU این است که قابل انطباق است. می توانید الگوریتم ها را تغییر دهید. به دست آوردن پردازنده های گرافیکی نیز آسان است: هرکسی که دارای رایانه بازی باشد از قبل دارای یک پردازنده گرافیکی با قدرت مناسب است. ماینرهای GPU همچنین می توانند دو منظوره باشند: شما می توانید روز بازی کنید و سپس رمزنگاری شبانه.

استخراج FPGA (آرایه دروازه ای قابل برنامه ریزی)

FPGA ها ، مانند GPU ها می توانند الگوریتم ها را تغییر دهند و آنها را سازگار کنند. برخلاف استخراج GPU ، شما باید هم طرح مدار دیجیتال و هم نرم افزار را بسازید. کاربر پسند نیست و ساخت سیستم شما ممکن است هفته ها یا حتی ماه ها طول بکشد. خرید FPGA نیز در گذشته دشوار بود. امروز اما می توانید انواع مدل ها و اندازه های تراشه FPGA را پیدا کنید ، از گزینه های ارزان قیمت (200 دلار) تا گران قیمت (6000 دلار) ، استخراج FPGA را مقرون به صرفه کنید.

استخراج ASIC (برنامه ویژه مدار مجتمع)

ASIC ها فقط برای اجرای یک الگوریتم خاص طراحی شده اند. این ماینرها آن الگوریتم را خیلی سریع اجرا می کنند ، اما الگوریتم قابل تغییر نیست (یا حداقل اگر استخراج یک ارز رمزنگاری شده متفاوت را انجام دهید حداقل ASIC به همان اندازه کارآمد نخواهد بود). ASIC گران است ، اگرچه سودآور است و استفاده از آن آسان است.

بهترین FPGA های موجود امروز

برخی از محبوب ترین FPGA های موجود امروز شامل موارد زیر است:

• F1 Blackminer: 1350 دلار
• F1 + Blackminer: 2،199 دلار
• بازسازی شده BTU9P: 1،999 دلار
• مرمت شده BCU1525: 1،999 دلار
• F1 Mini +: 189 دلار

FPGA Mining: بهترین سکه ها و الگوریتم های استخراج

یکی از بهترین قسمت ها در مورد استخراج FPGA این است که می توانید با سودآوری بیشتر یک سکه بین سکه ها جابجا شوید. به جای گیر افتادن با یک سکه خاص ، می توانید سکه ای را انتخاب کنید که بیشترین درآمد شما را امروز ، این هفته یا این ماه بدست آورد.

برخی از محبوب ترین الگوریتم ها و سکه هایی که در حال حاضر در انجمن FPGA مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:

• الگوریتم: سودآورترین سکه Keccak-ZP: پروتکل ذن
• الگوریتم: سودآورترین سکه 0xToken: 0 بیت کوین
• الگوریتم: پردرآمدترین سکه Lyra2z: جنتاریوم
• الگوریتم: سود آورترین سکه Tribus: Denarius
• الگوریتم: پردرآمدترین سکه Keccak: MaxCoin
• الگوریتم: سودآورترین سکه Nexus: Nexus
• الگوریتم: سودآورترین سکه CryptoNightV7: Monero

برای به حداکثر رساندن سود استخراج FPGA خود ، بین سکه ها و الگوریتم ها جابجا شوید.

نحوه تنظیم FPGA ها

FPGA باید با استفاده از نوع خاصی از زبان برنامه نویسی برنامه ریزی شود. دو زبان محبوب ترین زبانها هستند Verilog و VHDL. اینها “زبانهای توصیف سخت افزار” یا HDL نامیده می شوند.

هنگامی که FPGA را در یک برنامه ریزی می کنید زبان توصیف سخت افزار, شما همان کاری را انجام می دهید که “RTL Programming “یا” Register Transfer Level Programming” این بدان معناست که برنامه نویسی که FPGA را در سطح RTL برنامه نویسی می کند قادر است به طور کامل همه موارد داخل FPGA را برای حداکثر شخصی سازی و عملکرد کنترل کند.

این همان جایی است که FPGA با پردازنده های همه منظوره مانند CPU و GPU متفاوت است. پردازنده ها و پردازنده های گرافیکی را می توان با استفاده از زبان های سطح بالاتر مانند C ، C ++ ، Java و Python برنامه ریزی کرد.

از آنجا که یادگیری و استفاده از زبانهای سطح بالا بسیار آسان تر است ، بسیاری از افراد سعی کرده اند سیستمی ایجاد کنند که به شما امکان می دهد با استفاده از زبانهای سطح بالا FPGA را برنامه ریزی کنید. یک پروژه دانشگاهی به نام Handel-C در اواخر دهه 1990 سعی در ایجاد سیستمی مانند این داشت. امروزه ، این سیستم به چندین بسته نرم افزاری تبدیل شده است ، از جمله Vivado HLS (سنتز سطح بالا) و زبانی بنام OpenCL.

این زبان های سطح بالا FPGA برای برخی از برنامه ها کار می کنند – مانند هوش مصنوعی – اگرچه برای استخراج رمزنگاری به خوبی کار نمی کنند.

برای استخراج ارز رمزنگاری شده ، FPGA شما باید در پایین ترین سطح ممکن ، یعنی سطح انتقال ثبت نام (RTL) ، با استفاده از زبانهای توصیف سخت افزار مانند Verilog و VHDL پیکربندی شود..

امروزه ماینرهای FPGA بین Verilog و VHDL تقسیم شده اند. این دو زبان از نظر ساختاری از نظر برنامه نویسی مشابه هستند ، گرچه نحو آنها تفاوت چشمگیری دارد. VHDL به طور معمول در تنظیمات دانشگاهی استفاده می شود ، در حالی که Verilog در دنیای واقعی توسط برنامه نویسان و شرکت ها استفاده می شود.

یکی از مزایای Verilog این است که نحو مشابه زبان برنامه نویسی C است. به علاوه ، یک برنامه Verilog کمتر از نیمی از فضای متن را که یک برنامه مشابه در VHDL اشغال می کند ، اشغال می کند. به دلیل این مزایا ، Verilog در بین پیاده سازی های FPGA در دنیای واقعی محبوبیت بیشتری دارد.

FPGA Mining و Bitstreams

خواهید دید که هنگام مشاهده استخراج FPGA ، اصطلاح «جریانهای bit» به طور مکرر ظاهر می شود. هنگامی که برنامه ای برای FPGA نوشته شد ، FPA باید با آن برنامه بارگیری شود.

این برنامه اساساً فقط پیکربندی عناصر مختلف منطقی درون FPGA است. پیکربندی به این عناصر منطقی می گوید که چه کاری باید انجام شود. پرونده پیکربندی را بیت جریان می نامند.

برای بارگذاری برنامه در FPGA ، باید جریان صحیحی را داشته باشید. شما همچنین باید یک برنامه ویژه بر روی رایانه شخصی خود داشته باشید که جریان اصلی را در FPGA بارگیری کند.

لازم به یادآوری است که پیکربندی FPGA فرار است: درست مانند RAM ، FPGA با از بین رفتن منبع تغذیه ، تنظیمات خود را تخلیه می کند. به همین دلیل اکثر کارتهای FPGA دارای یک حافظه فلش هستند که درست در کنار FPGA قرار دارد. این حافظه فلش فایل پیکربندی Bitstream را در خود نگه می دارد و کارت می تواند برای بارگیری خودکار پرونده Bitstream هنگام راه اندازی پیکربندی شود..

همچنین دو نوع مختلف بیت جریان یا فایل پیکربندی وجود دارد ، از جمله بیت جریان استاندارد و فایل پیکربندی حافظه:

جریان بیت استاندارد: Bitstream استاندارد پیکربندی است که با از دست دادن واحد ، محتویات خود را از دست می دهد – درست مانند RAM که محتوای آن را پس از اتلاف برق تخلیه می کند.

پرونده پیکربندی حافظه: یک فایل پیکربندی حافظه برای بارگیری از کامپیوتر ، از طریق FPGA ، در حافظه فلش همسایه طراحی شده است ، بنابراین FPGA می تواند هنگام روشن شدن به طور خودکار پیکربندی شود.

بسیاری از استخراج کنندگان از یک فایل پیکربندی حافظه برای حداکثر زمان استفاده استفاده می کنند. پرونده های پیکربندی حافظه به ویژه برای کسانی که مزارع استخراج معدن را از راه دور اداره می کنند بسیار مفید است. اگر در مزرعه معدن قطعی برق وجود داشته باشد ، FPGA می تواند بلافاصله آنلاین بازگردد.

اگر قطعی برق وجود داشته باشد و پرونده پیکربندی حافظه نداشته باشید ، برای برنامه ریزی مجدد دستی FPGA باید از یک برنامه ترمینال از راه دور (مانند TeamViewer) استفاده کنید.

حرف آخر

سرانجام ، استخراج FPGA در سال 2018 پس از مباحث انجمن Bitcointalk خبرساز شد ویروسی شد. از آن زمان ، استخراج FPGA روشی محبوب و قدرتمند برای استخراج انواع مختلف ارزهای رمزپایه بوده است.

FPGA ها را می توان برای استخراج انواع مختلف ارزهای رمزپایه شده سفارشی کرد. آنها به اندازه ASIC قدرتمند نیستند ، اما قابل تنظیم تر هستند. شما با قدرت و کارایی بالا از ASIC می توانید از یک GPU miner قابل تنظیم باشید. ما همچنان به روزرسانی خواهیم کرد این بررسی استخراج FPGA با محصولات جدید ، اطلاعیه ها و پیشرفت ها در جهان آرایه های دروازه قابل برنامه ریزی Field.