FPGA для майнинга

Современные реалии заставляют многих майнеров искать новые способы добычи криптовалют и покупать новое аппаратное обеспечение. Доминирование в крупных майнинг-пулах АСИК привело к появлению угрозы централизации («атака 51 %»), что заставило создателей криптовалют задуматься о смене алгоритмов. Как известно, ASIC перепрограммировать невозможно, поэтому интерес к устройствам, которые можно адаптировать в соответствии с изменениями на рынке, возрос. Давно известные FPGA-устройства начинают использовать для майнинга. Это обуславливается гибкостью архитектуры, которую при должных знаниях можно самостоятельно запрограммировать.

Что такое ФПГА

Микросхемы FPGA (Field Programmable Gate Array) появились в 1982-85 гг. Сфера их применения достаточно широка. Они использовались и в военно-промышленном комплексе, и для научных целей, и в медицине, и при создании транспортных средств. Аббревиатура означает «программируемая пользователем вентильная матрица». Это разновидность программируемых интегральных схем с несколькими соединенными в единую цепь логическими блоками, настраиваемыми на выполнение базовой двоичной операции.

В отличие от чипа ASIC, ФПГА можно перепрограммировать, хоть для этого и потребуются глубокие знания. Таким образом, можно переходить с добычи одного типа криптовалюты на использование нового алгоритма, если первый по каким-то причинам стал невыгодным.

Архитектура FPGA выглядит следующим образом:

Блоки ввода и вывода данных, применяемые для связи с сигнальными линиями.

Программируемые логические блоки, содержащие таблицу LUT.

Внутренние связи, обеспечивающие управление.

Одна из проблем использования FPGA для майнинга – высокое потребление энергии, так как на логические блоки идет постоянная усиленная нагрузка. Чтобы решить этот вопрос, производители предложили пользователям платы с минимальным количеством компонентов, что и позволило добиться приемлемой температуры работы и не завышенного энергопотребления. В качестве системы охлаждения для таких плат достаточно и вентиляторов.

FPGA-miner: преимущества и недостатки

Среди главных положительных моментов, которые привлекают майнеров, стоит выделить следующие:

Небольшое энергопотребление в сравнении с АСИКами и видеокартами.

Опережение графических процессоров по скорости вычислений в 5–10 раз при аналогичных затратах энергии. Одно устройство способно по производительности обойти 20–40 карт CPU, потребляя электричества не больше, чем две из них.

Возможность собрать ФПГА-майнер собственными руками, а не заказывать у производителя. С покупкой не возникнет проблем – платы можно свободно приобрести без предзаказов и каких-либо сложностей, однако для этого все же потребуется определенный набор знаний. Кроме того, на форумах можно отыскать предложения от профессионалов, которые берутся собрать устройство за отдельную плату.

Сопоставимость по хешрейту с АСИК.

Адаптивность и гибкость машинной логики, благодаря которым можно перенастраивать оборудование на разные алгоритмы.

Небольшие размеры.

Помимо этого, такие устройства не устаревают, так как позволяют перейти на использование иного алгоритма добычи в соответствии с изменениями блокчейна.

Но существуют и весомые минусы, например:

Оборудование стоит достаточно дорого, особенно если сравнивать с видеокартами. АСИКи также оказываются более выгодным вложением средств, если рассматривать вопрос с точки зрения мощности. Для массового майнинга карты недоступны, так как их производство ограничено.

Нет возможности перепродажи, если FPGA-майнер больше не приносит доход. Видеокарты можно оставить для вторичного рынка, а от плат придется полностью отказаться. С другой стороны, достаточные познания в программировании на языках Verilog или VHDL помогут перенастроить чипы на добычу криптовалюты с применением другого алгоритма.

Майнеры на ФПГА производятся поштучно и нуждаются в сложной настройке на уровне, недоступном начинающим.

Для работы устройств обязательно подключение к компьютеру.

Оборудование отличает значительный уровень теплоотдачи. Многие производители старались кардинально решить эту проблему, но она по-прежнему существует. Платы, где сбалансирован температурный режим и электропитание, относятся к дорогому сегменту. Прочие будет проблематично применять для майнинга.

Именно в этих отрицательных моментах и кроется основная причина, почему ФПГА-платы не настолько популярны у майнеров, как могли бы, учитывая, что в отдельных случаях они превосходят по скорости и производительности и видеокарты, и АСИКи.


Актуален ли майнинг FPGA

Добыча криптовалют проходила определенные эпохи, связанные с используемым для процесса оборудованием. Сначала в центре внимания был центральный процессор, затем пользователи перешли на видеокарты. Некоторое время был популярен FPGA-майнинг, потом на рынке появились АСИК-майнеры, у которых оказались преимущества как по производительности, так и по энергоэффективности. В отдельных моментах ФПГА-платы уступали и видеокартам, потому что:

CPU аналогичной мощности стоят на 30 % дешевле.

Если процесс добычи осложняется, видеокарты можно продать на вторичном рынке, в то время как FPGA-майнер отличается единственным предназначением и не подходит для последующей продажи.

Для видеокарт применяются наиболее современные и производительные процессоры.

Таким образом, FPGA-устройства, пусть и сочетают гибкость выбора блокчейнов с повышенной вычислительной мощностью компьютера, в конечном счете выигрывают исключительно по энергопотреблению.

Сегодня производителями такого оборудования являются Altera (Intel), Xilinx, не работающие с розничными покупателями. Средняя стоимость чипов этих компаний превышает 6 000 долларов.

ФПГА-ускорители майнинга

Оборудование для добычи криптовалюты устаревает слишком быстро. Как следствие, производители не могут не откликаться на современные запросы пользователей. Так появляются устройства, способные увеличить хешрейт видеокарт и ASICов: FPGA для майнинга. Примером может служить FPGA M2 Acorn — небольшой девайс, который применяется как ускоритель майнинга с использованием видеокарт. Подключив его в разъем М.2 материнской платы, пользователь получает увеличение хешрейта, уровень которого зависит от типа используемых графических процессоров и алгоритмов:

-Ethhash на 10 %;

-LYRA2REV2 43–116 %;

-X16R на 74 %;

-Cryptonight V1 на 33 %.

Однако такое оборудование довольно дорогое, а кроме того, оно способно обслуживать не более четырех видеокарт, чего недостаточно для обеспечения фермы. При этом при подключении одного девайса потребление электроэнергии вырастает от 5 до 54 %.

FPGA, ASIC или CPU

В разработке ФПГА оказывается проще АСИК, и поэтому такое устройство возможно сделать в домашних условиях. Сборка начинается с массива логических блоков, встроенной оперативной памяти, PLL, буферов ввода и вывода и прочего. Для АСИКов характерно изготовление компонентов как части библиотеки и индивидуальная разработка.

Цикл производства у данных устройств значительно отличается. ФПГА-майнер получится создать максимум за пару недель, в то время как АСИК потребует нескольких месяцев, после чего придется его тестировать, обнаруженные ошибки не выйдет скорректировать.

FGPA могут быть эффективнее видеокарт и потребляют меньше электричества, их можно перенастраивать, однако они не подходят для начинающих и требуют больших усилий, если пользователь задался целью создать майнер самостоятельно. Несмотря на потенциал, они по-прежнему уступают ASIC. Попробовать свои силы в майнинге, не целясь сразу на крупную выручку можно, воспользовавшись CPU.