Exploitation de FPGA - description, caractéristiques, pertinence

S'agissant des étapes du développement de l'industrie minière, il convient de rappeler un phénomène tel que l'exploitation minière par FPGA. Il parle de lui et sera discuté dans ce document. Nous parlerons de ses caractéristiques principales, des différences par rapport aux autres méthodes et de la pertinence de cette approche. De plus, vous devrez discuter de la possibilité de créer un tel mineur de vos propres mains.

Qu'est-ce que l'exploitation minière sur FPGA et comment ça marche

L'abréviation FPGA de l'anglais signifie «Field Programmable Gate Array». En russe, cela signifie un ensemble de vannes programmable par l'utilisateur. Un tel dispositif est constitué de semi-conducteurs et peut être configuré à la fois par le fabricant et par l'utilisateur, en fonction de ses besoins.

Le FPGA (ou FPGA) est considéré comme l’une des variétés de FPGA (systèmes intégrés à logique programmable). Si nous parlons spécifiquement de leur application pourl'exploitation minière , ils utilisent alors les premier et deuxième termes.

S'il est plus simple d'exprimer, il s'agit d'un simple microcircuit avec un grand nombre de blocs logiques connectés dans un circuit. Vous pouvez configurer des blocs à tout moment et les configurer pour effectuer toute opération binaire de base, par exemple, et, ou, xor, nand, ni.

Aujourd'hui, la plupart des processeurs ont des blocs avec des fonctions programmées en usine et ne peuvent pas être modifiés. Cependant, certaines solutions peuvent être personnalisées indépendamment des tâches en cours.

L'architecture FPGA est composée de trois composants pouvant être programmés:

programmableBlocs logiques (PLB) - utilisés pour créer une logique de périphérique. Chaque bloc contient une table LUT, quatre entrées et un déclencheur.
Blocs d'entrée et de sortie (BVV) - sont utilisés pour connecter des contacts avec des lignes de signaux.
Communications internes - gérez les chemins de connexion des unités d’entrée et de sortie avec des blocs logiques programmables.

En ce qui concerne l'utilisation de ces cartes dans le secteur minier, le principal problème des passionnés était l'augmentation de la consommation d'énergie par rapport aux autres applications FPGA. Cela s'explique par la charge constante sur les blocs de calculs logiques, car l'extraction est une opération de calcul véritablement «vorace». La carte moyenne ne pourrait pas fournir un refroidissement et une alimentation électrique suffisants dans ce cas.

Dans le cadre de ces événements, les fabricants ont organisé la publication de cartes ne contenant que l’ensemble minimal requis de composants, sans ports inutiles, RAM ni autres informations inutiles. Cela a permis d'assurer une alimentation suffisante et des conditions de température acceptables. La stabilité du travail de cette manière a été améliorée et il suffisait d’utiliser les systèmes de refroidissement classiques des ventilateurs les plus simples. Et la faible consommation d’énergie a permis de rester en territoire positif même si la situation du marché n’est pas la meilleure, ce qui se produit souvent dans l’une ou l’autre des cryptomonnaies.

Un tel exemple est considéré comme un tableau spartiate. Elle a permis d'atteindreperformances de 860 megaheshey par seconde avec une consommation d'énergie de 39W et un coût de 1 000 $.

La société KFN, BFL, avait également de l'expérience dans le développement de solutions similaires. Leur salaire atteignait 830 mégahésheys, mais le coût n'était que de 600 dollars.

Le développement le plus avancé a été une carte construite sur des puces Altera. Sa capacité dépassait 25 gigagesh, mais le coût était de 15 000 dollars. Un tel appareil peut être considéré comme un détenteur absolu d’enregistrements et ses performances sont encore plus élevées que celles des meilleurs ASIK aujourd’hui. Cependant, leur coût est également nettement inférieur et leur rapport qualité /prix est nettement amélioré.

Pertinence de l'exploitation minière par FPGA

L'ère de l'exploitation minière sur les cartes FPGA n'a pas duré longtemps. L'une des principales raisons était le début de la productionde mineurs ASIK , qui ont remporté les deux gains d'efficacité énergétique et de productivité.

La supérioritédes cartes vidéoréside dans les paramètres énumérés ci-dessous:

Le coût des périphériques ayant des indices de puissance égaux est 30% inférieur pour les cartes vidéo.
Les cartes vidéo sont plus faciles à vendre sur le marché secondaire si la complexité augmente également. Les cartes FPGA ont un seul but et ne peuvent pas être revendues.
La production de cartes vidéo implique l’utilisation de procédés plus modernes.

L'efficacité énergétique est le seul avantage significatif des cartes FPGA. Ce chiffre est nettement inférieur au GPU. Vous pouvez considérer le tableau le plus haut en ce moment de la sociétéAltera, dont la production a utilisé une technologie de traitement de 14 et 22 nanomètres. Leur efficacité énergétique est impressionnante, mais leur coût est trop élevé.

Les autres sociétés leaders qui produisent de telles puces sont Actel, Atmel, Lattice Semiconductor, Xilinx et autres.

Comment faire un mineur de FPGA de ses propres mains

De nombreux utilisateurs étaient intéressés par la possibilité de créer un mineur manuellement à la maison. Cette idée est devenue particulièrement populaire après l'apparition des premiers exemples réussis de dispositifs d'extraction de crypto-monnaie basés sur le FPGA. Dans les forums de crypto-monnaie, vous pouvez trouver des discussions sur ce sujet et même des suggestions d'experts qui proposent de vous aider à créer de tels dispositifs pour "cher". Il faut comprendre que le mineur FPGA ne peut être assemblé que s'il existe une bonne connaissance de la conception du circuit et de la programmation du microcontrôleur. Tout le monde ne peut pas récupérer ces mineurs, et la position actuelle du marché les rend non réclamés.

D'une manière ou d'une autre, dans la ressource Habr, on peut trouver un article dans lequel l'auteur décrit en détail sonexpériencede création d'un mineur pour crypto-monnaie , BlakeCoin . Il est à noter que le matériel est daté de 2018 année. Il découle du texte qu'il n'y a pas beaucoup de logiciels adaptés à ces tâches en accès ouvert et que l'auteur a dû adapter les codes source d'Internet à ses besoins. Démarrer l'exploitation sur le FPGA Intel Cyclone V n'était pas une tâche si facile, il ne restait plus que trois places sur le tableau. Lors du démarrage de l'appareil à 120 MHz, il était possible d'obtenirperformance de 360 MH par seconde. Augmenter la fréquence nécessiterait l'installation d'un système de refroidissement supplémentaire. Il convient de noter que le développeur n'a pas eu le temps de tester son mineur en raison d'un saut brutal dans la complexité de cette pièce.

De nombreuses questions soulèvent également l’exploration FPGA pouralgorithmes , qui supposent la présence d’une grande quantité de mémoire vive. En particulier, beaucoup s’intéressent à l’extractiond’Ethersur un FPGA. Pour le moment, vous ne pouvez pas acheter un tel appareil, mais les forums discutent de la possibilité de le créer vous-même. Cependant, les développeurs d'Ethereum ont déjà indiqué qu'il était prévu de transférer le réseau versPoS , ce qui signifie que l'exploitation de l'éther sur FPGA n'aura aucun sens. Et si nous parlons d'algorithmes plus complexes, par exemple de CryptoNight, dans ce cas, vous aurez également besoin de la mémoire cache du processeur.

Avantages et inconvénients

Avantages	Inconvénients
1. Faible consommation d'énergie.L'un des principaux avantages de l'exploitation minière sur les FPGA est sa faible consommation d'énergie. Ces valeurs sont inférieures à celles des mineurs ASIC et nettement inférieures à celles des cartes vidéo. Dans le même temps, la consommation d’énergie des utilisateurs de cryptomonnaie est toujours supérieure à celle du FPGA, qui est utilisé pour d’autres tâches. 2. La possibilité d'assembler un mineur de ses propres mains.Avec les connaissances appropriées, un tel mineur peut être créé indépendamment des conseils disponibles sur le marché en vente libre. Vous pouvez discuter de ce processus sur des forums de crypto-monnaie ou sur des ressources concernantgénie électrique. Parfois, vous pouvez même trouver des offres de professionnels qui proposent la création de tels appareils pour de l'argent.	1. Coût élevé de l'équipement.Si on compare le prix des mineurs FPGA avec des cartes vidéo de même capacité, il s'avère que l'acquisition de ces dernières est beaucoup plus rentable. Ashiki, en fin de compte, ont également un prix inférieur par unité de puissance. 2. Absence de possibilité de revendre du matériel.Un autre inconvénient de l’acquisition de ces dispositifs est leur «aptitude à la mise au rebut». Si la carte vidéo cesse d'être rentable dans le secteur minier en raison de la complexité croissante de celle-ci, elle peut être vendue aux joueurs. Si cela se produit avec la carte FPGA, il sera plus difficile de trouver un acheteur. D'autre part, le FPGA peut être reconfiguré pour l'extraction d'une autre crypto-monnaie, si le cryptage sélectionné devient non rentable pour votre carte. 3. Transfert de chaleur élevé des mineurs basé sur FPGA.Bien que ce problème ait été résolu par certains fabricants, il ne perd pas pour autant sa pertinence. Les cartes capables de maintenir une température normale et de fournir une bonne alimentation sont trop chères et ne représentent pas un investissement rentable. En même temps, l'utilisation des cartes qui ne résistent pas à cette tâche est problématique et leur utilisation n'est pas recommandée. C’est en raison de la prise en compte du ratio prix /performance que cette activité minière a perdu de sa pertinence et cède la place à ASIK.

Avantages

Inconvénients

1. Faible consommation d'énergie.L'un des principaux avantages de l'exploitation minière sur les FPGA est sa faible consommation d'énergie. Ces valeurs sont inférieures à celles des mineurs ASIC et nettement inférieures à celles des cartes vidéo. Dans le même temps, la consommation d’énergie des utilisateurs de cryptomonnaie est toujours supérieure à celle du FPGA, qui est utilisé pour d’autres tâches.
2. La possibilité d'assembler un mineur de ses propres mains.Avec les connaissances appropriées, un tel mineur peut être créé indépendamment des conseils disponibles sur le marché en vente libre. Vous pouvez discuter de ce processus sur des forums de crypto-monnaie ou sur des ressources concernantgénie électrique. Parfois, vous pouvez même trouver des offres de professionnels qui proposent la création de tels appareils pour de l'argent.

1. Coût élevé de l'équipement.Si on compare le prix des mineurs FPGA avec des cartes vidéo de même capacité, il s'avère que l'acquisition de ces dernières est beaucoup plus rentable. Ashiki, en fin de compte, ont également un prix inférieur par unité de puissance.
2. Absence de possibilité de revendre du matériel.Un autre inconvénient de l’acquisition de ces dispositifs est leur «aptitude à la mise au rebut». Si la carte vidéo cesse d'être rentable dans le secteur minier en raison de la complexité croissante de celle-ci, elle peut être vendue aux joueurs. Si cela se produit avec la carte FPGA, il sera plus difficile de trouver un acheteur. D'autre part, le FPGA peut être reconfiguré pour l'extraction d'une autre crypto-monnaie, si le cryptage sélectionné devient non rentable pour votre carte.
3. Transfert de chaleur élevé des mineurs basé sur FPGA.Bien que ce problème ait été résolu par certains fabricants, il ne perd pas pour autant sa pertinence. Les cartes capables de maintenir une température normale et de fournir une bonne alimentation sont trop chères et ne représentent pas un investissement rentable. En même temps, l'utilisation des cartes qui ne résistent pas à cette tâche est problématique et leur utilisation n'est pas recommandée. C’est en raison de la prise en compte du ratio prix /performance que cette activité minière a perdu de sa pertinence et cède la place à ASIK.

Conclusion

Il faut dire que l'exploitation minière à l'aide de la CPVMC’est une étape intéressante du développement de l’industrie minière, qui a eu un impact significatif sur son avenir. Bien entendu, aujourd'hui, l'utilisation de ces cartes n'est plus pertinente en raison de l'émergence des mineurs d'ASIC. Le coût d'un GPU offrant des performances comparables est également inférieur. Cependant, l'utilisation de la FPGA peut toujours attirer des passionnés ou des personnes qui souhaitent simplement assembler un mineur de leurs propres mains.