اگرچه مدتی است که وجود داشته اند، اما دستگاه های چندان رایجی نیستند. با این حال، FPGA ها دارای یک ویژگی هستند که آنها را در برنامه های مختلف منحصر به فرد می کند. FPGA ها دارای ظرفیت قابل برنامه ریزی مجدد هستند. این ویژگی آنها را از رقیب اصلی خود، دستگاه های ASIC متمایز می کند . ASIC ها سفارشی ساخته می شوند و پس از طراحی نمی توان آنها را دوباره برنامه ریزی کرد ، به طوری که; آنها فقط برای کارهای بسیار خاص قابل استفاده هستند.

در ابتدا، FPGA ها کند بودند، مقادیر زیادی انرژی مصرف می کردند و ظرفیت محاسباتی موازی کمی داشتند. با این حال، به لطف پیشرفت های انجام شده در فناوری سیلیکون و توسعه سیستم های قابل برنامه ریزی تغییر کرده اند و منجر به بهبود قابل توجهی از نظر سرعت و ظرفیت کار موازی شده و باعث شده FPGAها به انتخاب های عالی برای کاربردهای توان محاسباتی بالا تبدیل شوند.

اینتل ، یکی از بزرگترین طراحان تراشه و پردازنده در جهان و یکی از شرکت هایی است که بیشترین سرمایه گذاری را در توسعه FPGA انجام داده است. آنها، مانند Xilinx، منابع زیادی را برای بهبود این فناوری و استفاده از آن در صنعت به کاربردهای متعدد سرمایه گذاری می کنند. اما به چه دلیل؟ FPGA ها نشان دهنده چه مزایایی هستند؟  چگونه می توانند بر فناوری بلاک چین تأثیر بگذارند؟ در ادامه هر یک از این موارد را بررسی خواهیم کرد.

ویژگی های FPGA

دلایل و ویژگی‌های مختلفی برای سرمایه‌گذاری و توسعه FPGA وجود دارد، اما مرتبط‌ترین آنها عبارتند از:

معماری قابل برنامه ریزی

FPGA ها بر خلاف معماری های دیگر قابل برنامه ریزی هستند. این به آنها انعطاف پذیری زیادی در استفاده می دهد، زیرا برنامه نویسی آنها را می توان برای بهبود آنها یا رفع خرابی ها تغییر داد. این اجازه می دهد برای مثال; بهینه سازی یک FPGA برای مدیریت بهتر فرآیندهای پیچیده پس از انجام تجزیه و تحلیل و بهینه سازی برنامه نویسی اولیه آن صورت بگیرد. با این کار، نسخه جدید نرم افزار FPGA عملکرد را بهبود می بخشد یا مشکلات امنیتی شناسایی شده را حل می کند، در صورتی که با استفاده از معماری هایی مانند ASIC این کار غیر ممکن است.

برنامه نویسی FPGA معمولاً در زبان های برنامه نویسی سطح پایین به نام verilog یا VHDL انجام می شود. با این حال، بسیاری از شرکت ها سیستم های برنامه نویسی سطح بالاتری را ارائه می دهند که این کار را حتی آسان تر می کند.

در زیر یک مثال فرضی برای بررسی مزیت این معماری در بلاک چین داریم .

مثال ۱

Juan یک تجهیزات استخراج FPGA برای  اتریوم  با ظرفیت ۱ TH / s خریداری می کند. با این کار سود خوبی به دست می آورد. با این حال، توسعه دهنده تیم یک به روز رسانی نرم افزاری جدید را برای آن تیم FPGA منتشر کرده است. بهینه سازی ۱۵% در سرعت ماینینگ و ۴% کاهش مصرف برق را تضمین می کند. با اعمال به‌روزرسانی، ریگ شما اکنون می‌تواند با سرعت ۱.۱۵ TH/s ماین کند و هزینه‌های برق خود را برای سود بهتر کاهش داده‌اید.

سرعت توسعه سخت افزار

از آنجایی که FPGA ها از نظر منطقی ساده تر هستند، شرکت ها می توانند محصولات جدید را سریعتر به بازار عرضه کنند.  همزمان با تکامل FPGA ها و ارائه ویژگی های بهتر. این چیزی است که ASIC ها نمی توانند ارائه دهند، زیرا توسعه آنها به چرخه های تولید بسیار طولانی تر نیاز دارد.

برای شرکت های بلاک چین این عالی است. به عنوان مثال، اگر شرکتی یک دستگاه سخت افزاری FPGA را برای مدیریت شبکه لایتنینگ طراحی کند، توسعه و بهبود چنین دستگاهی آسان تر از ساختن دستگاه دیگری از ابتدا خواهد بود. با این کار، هزینه کلی هر طراحی و زمان عرضه دستگاه های جدید به بازار کاهش می یابد. موقعیتی سودمند برای شرکت های بلاک چین، به ویژه در دنیای فناوری که با سرعت در حال پیشرفت است.

سطح بهتر ادغام سخت افزار

FPGA های امروزی شامل پردازنده های روی تراشه، سیستم های ورودی و خروجی داده و بسیاری موارد دیگر است. عملکردهای بیشتر در FPGA به معنای دستگاه های کمتر روی برد مدار است که با کاهش تعداد خرابی های دستگاه، قابلیت اطمینان را افزایش می دهد. علاوه بر قابلیت اطمینان، عملکرد را نیز افزایش می دهد، زیرا این سیستم ها می توانند بیشتر در قالب یکپارچه ساخته شوند.

این یکی از قابل توجه ترین ویژگی های FPGA در مقابل ASIC است. ASIC ها معمولاً مجموعه ای از تراشه ها هستند که به صورت موازی در یک برد مدار پیچیده کار می کنند. در این کارت تیم هایی از تولید کنندگان مختلف و با سفارشات کیفیت متفاوت وجود دارد. خرابی یکی از آن مدارها به معنای خرابی کل ASIC است. اما در سیستم های FPGA این متفاوت است. از آنجایی که فرآیند تولید یکپارچه تر است، کیفیت مدارهای ارائه شده را می توان بسیار بهتر کنترل کرد. با این کار می توان کیفیت دستگاه ها را به میزان قابل توجهی ارتقا داد و عمر مفید آنها را افزایش داد.

کاهش کل هزینه های عملیاتی

ASIC ها معمولا ارزان تر از راه حل های FPGA هستند. اما نگهداری ASIC بسیار گرانتر است. در واقع، به دلیل عدم تحرک سخت افزار ASIC، این ها به سرعت منسوخ می شوند. با این حال، FPGA ها این وضعیت را از بسیاری جهات بهبود می بخشند.

در مثال زیر می توانید تاثیری که تکنولوژی می تواند داشته باشد را مشاهده کنید.

مثال ۲

فرض کنید دانیل یک مزرعه برای استخراج ارز دیجیتال دارد.  با ۱۰۰۰ تیم ASIC اختصاص داده شده به استخراج بیت کوین . از طرف دیگر، مونیکا دارای ۱۰۰۰ ریگ FPGA است که به استخراج بیت کوین نیز اختصاص دارد. پس از گذشت چند ماه، مزارع دنیل و مونیکا به دلیل افزایش سختی استخراج بیت کوین و ورود یک مزرعه جدید، سودی ندارند. نصف شدن . دانیل به نوبه خود مجبور شد تجهیزات ASIC خود را با فروش آنها به عنوان تجهیزات دست دوم دور بیندازد.

اما مونیکا هنوز از همان تجهیزات ۱۰۰۰ FPGA برای استخراج استفاده می کند. او آنها را به ماین Monero ارتقا داده است تا همچنان از تجهیزات قدیمی خود سود ببرد. این وضعیت به شما امکان می دهد پول بیشتری برای سرمایه گذاری مجدد در تجهیزات جدید FPGA برای استخراج  بیت کوین  و در عین حال تجهیزاتی برای استخراج مونرو داشته باشید. بنابراین باعث تنوع بخشیدن به فعالیت های ماینینگ و بهره گیری بهتر از سرمایه گذاری های آن می شود.

در مورد دانیل، سرمایه صدها هزار دلاری او تا حد زیادی از بین رفته است. شما باید تجهیزات را بفروشید تا بتوانید دوباره در تجهیزات جدید سرمایه گذاری کنید و به استخراج ادامه دهید. اما مونیکا این فرصت را دارد که به ماینینگ ادامه دهد و از تجهیزات قدیمی ای که من می خرم استفاده کند. با این کار، سرمایه گذاری شما در تجهیزات FPGA در طول زمان نسبت سرمایه گذاری / سود بهتری دارد. و این چیزی است که هنگام سرمایه گذاری در یک مزرعه معدنی بسیار مهم است.

با تمام ویژگی‌هایی که در بالا توضیح داده شد، به راحتی می‌توان تاثیر بزرگی که این فناوری بر دنیای بلاک‌چین می‌گذارد، مشاهده کرد. صحبت از مقاوم سازی تجهیزات با قدرت محاسباتی بالا برای انجام کارهای دیگری که مهم هستند نیز وجود دارد. این امر فرصت های توسعه را متنوع می کند و درها را به روی پروژه های جدید و جالب بلاک چین باز می کند. زیرا بله، بلاک چین دریایی از احتمالات و آینده است و فناوری FPGA در همه این موارد چیزهای زیادی برای ارائه دارد.

FPGAها مدارهایی هستند که می‌توان آنها را بسیار راحت‌تر از مدارهای ASIC بهبود داد و تطبیق داد و توسعه و تکامل بعدی آنها را ارزان‌تر می‌کند.

ماینرهای شناخته شده FPGA

شناخته شده ترین FPGA های استخراج در دنیای استخراج ارزهای دیجیتال به شرح زیر است:

اسپارتان – Xilinx

سری Spartan از Xilinx، یکی از FPGA های مورد استفاده برای استخراج هستند که بیشتر به دلیل تطبیق پذیری، قدرت و قابلیت اطمینان آنها شناخته شده است. آنها یکی از پرکاربردترین FPGA ها برای استخراج ارزهای دیجیتال هستند، به خصوص که توسعه نرم افزارهای بسیار مفیدی برای استفاده حداکثری از آنها وجود دارد. از جمله نقاط قوت جدیدترین مدل‌های اسپارتان، توانایی ایجاد مجموعه‌های کیت FPGA متعدد برای انجام عملیات استخراج موازی (معروف به ریگ) است. تحت این پیکربندی، عملکرد استخراج به طور تصاعدی افزایش می یابد.

Stratix – Altera / Intel

اینها دیگر FPGAهای پرکاربرد در ماینینگ هستند. ویژگی اصلی آنها این است که معمولاً به عنوان کیت توسعه فروخته می شوند بنابراین می توانید هر کاری را با آنها انجام دهید. اینتل شرکت Altera را خریداری کرد، اما به توسعه و بهبود مدل‌های Stratix ادامه داد و مدل‌هایی با مصرف کمتر (اما عملکرد پایین‌تر) ایجاد کرد.

آخرین مدل Stratix، Stratix10 است . این مدل قابلیت استفاده از جدیدترین فناوری های حافظه را برای دستیابی به عملکرد بالا را دارد. مانند اسپارت ها، این مدل ها را می توان در استخرهای استخراج موازی استفاده کرد و قدرت نهایی ماینینگ را افزایش داد.