FPGA è l'acronimo di Field Programmable Gate Array, o in italiano Matrice di Porte Programmabili in Campo. Si tratta di minuscoli dispositivi a semiconduttori che possono essere programmati per eseguire azioni molto specifiche in modo rapido ed efficiente.

Nostante esistano da un po' tempo, non sono dispositivi molto comuni. Senza dubbio, gli FPGA dispongono di una caratteristica che li rende in diverse applicazioni. Gli FPGA hanno la capacità di potersi riprogrammare. Questa caratteristica gli differenzia dalla sua principale concorrenza, i dispositivi ASIC; giacchè gli ASIC si fabbricano su misura e non possono riprogrammarsi una volta che sono stati progettati. Possono quindi essere utilizzati sono per compiti specifici.

Inizialmente, gli FPGA erano caratterizzati dalla lentezza, dal consumo di grandi quantità d'energia e dalla scarsa capacità di elaborazione parallela. Tuttavia, questo è cambiato grazie ai miglioramenti nella tecnologia del silicio e allo sviluppo di sistemi programmabili, ciò ha comportato un sostanziale miglioramento in termini di velocità e capacità di lavoro parallelo; trasformando gli FPGA in candidati perfetti per applicazioni con elevata richiesta di potenza di calcolo.

Intel, una delle più grandi società di progettazione di chip e processori al mondo, è una delle società che ha investito di più nello sviluppo di FPGA. Loro, come Xilinx, investono una grande quantità di risorse per migliorare questa tecnologia e portarla a molteplici usi nel settore. Ma per quale motivo? Quali sono i vantaggi degli FPGA? E Come possono influire sulla tecnologia blockchain? Esamineremo ciascuno di questi casi.

Truciolato FPGA Spartan Xilinx

Caratteristiche FPGA

Ci sono diversi motivi e caratteristiche per cui si investe negli FPGA e per cui vengono viluppati, ma i più rilevanti sono:

Architettura programmabile

Gli FPGA, a differenza di altre architetture, sono programmabili. Questo consentirebbe ad esempio l'ottimizzazione di un FPGA per gestire al meglio processi complessi dopo aver eseguito un'analisi e l'ottimizzazione della sua programmazione iniziale. Con questo, la nuova versione del software FPGA permetterebbe di migliorare le prestazioni o risolvere i problemi di sicurezza rilevati, una situazione impossibile utilizzando architetture come ASIC.Ciò conferisce loro una grande flessibilità d'utilizzo, poiché la loro programmazione può essere modificata per migliorarli o risolvere guasti.

La programmazione FPGA viene normalmente eseguita in linguaggi di programmazione di basso livello chiamati Verilog o VHDL. Entrambi servono per "descrivere" all'FPGA il modo in cui dovrebbe gestire il suo hardware. Tuttavia, molte aziende offrono sistemi di pianificazione di livello superiore che rendono questa attività ancora più semplice.

Di seguito hai un esempio ipotetico, per verificare il vantaggio di questa architettura nel mondo blockchain.

Esempio 1

Juan acquista un mining rig FPGA a Ethereum applicando l'aggiornamento, il tuo rig è ora in grado di minare a XNUMX TH / se hai ridotto i costi elettrici per maggiori profitti con una capacità di XNUMX TH / s. Con questo Juan ottiene buoni profitti. Tuttavia, lo sviluppatore del team ha rilasciato un nuovo aggiornamento software rivolto a tale team FPGA. Garantisce un'ottimizzazione del XNUMX% della velocità di mining e una riduzione del XNUMX% del consumo di elettricità.

Sviluppo hardware accelerato

Poiché gli FPGA sono logicamente più semplici, le aziende sono in grado di portare nuovi prodotti sul mercato più rapidamente.Allo stesso tempo, gli FPGA si evolvono e offrono caratteristiche migliori.Questo è qualcosa che gli ASIC non possono offrire, perché il loro sviluppo richiede cicli di produzione molto più lunghi.

Questo è perfetto per le compagnie dedicate al blockchain. Se, per esempio, una compagnia programma un dispositivo hardware FPGA per gestire Lightning Network, sviluppano e migliorano tale dispositivo e sarà più semplice che farne un altro partendo da zero. Con questo il costo generale della programmazione e il tempo di rilascio sul mercato di nuovi dispositivi diminuiscono. Una situazione vantaggiosa per la compagnia blockchain, specialmente nel mondo tecnologico che avanza a passi da gigante.

Migliore livello di integrazione hardware

Gli FPGA odierni includono processori su chip, sistemi di input e output dei dati e molto altro ancora. Più funzionalità all'interno dell'FPGA significano meno dispositivi sulla scheda del circuito, aumentando l'affidabilità e riducendo il numero di guasti dei dispositivi. Oltre all'affidabilità, aumentano anche le prestazioni, poiché questi sistemi possono essere costruiti integrati nel die.

Siccome il processo di produzione è più integrato, la qualità dei circuiti inclusi può essere controllata molto meglio. In questo modo, la qualità dei dispositivi può essere sostanzialmente migliorata e la loro utilità è allungata. Questa è una delle caratteristiche più sorprendenti degli FPGA rispetto agli ASIC. Gli ASIC sono generalmente una serie di chip che funzionano in parallelo all'interno di un complicato circuito stampato. In questa scheda sono presenti apparecchiature di diversi produttori e con diversi ordini di qualità. Il guasto di uno di questi circuiti significa il guasto dell'intero ASIC. Ma nei sistemi FPGA questo è diverso.

Diminuzione dei costi operativi totali

Gli ASIC sono generalmente più economici di una soluzione FPGA. Ma mantenere un ASIC è molto più costoso. Infatti, a causa dell'immobilità dell'hardware ASIC, questi diventano rapidamente obsoleti; tuttavia, gli FPGA migliorano questa situazione in molti modi.

Nell'esempio seguente, sarai in grado di vedere l'impatto che la tecnologia può avere.

Esempio 2

Supponiamo che Daniel abbia una fattoria di mining con 1000 apparecchiature ASIC dedicate al mining di Bitcoin. D'altra parte, Monica ha 1000 rig FPGA dedicati anche al mining di Bitcoin. Dopo pochi mesi, le fattorie di Daniel e Monica non sono redditizie a causa della maggiore difficoltà del mining di Bitcoin e dell'arrivo di uno nuovo. halving. Daniel, da parte sua, ha dovuto sbarazzarsi della sua attrezzatura ASIC vendendola come attrezzatura di seconda mano. Un intero investimento di centinaia di migliaia di dollari che ora devi sostituire se vuoi continuare a estrarre.

Ma Monica, sta ancora usando gli stessi 1000 rig FPGA per il mining. Li ha aggiornati per estrarre Monero per continuare a trarre profitto dalla sua vecchia attrezzatura. Questa situazione ti consente di ottenere più soldi da reinvestire in nuove apparecchiature FPGA da estrarre Bitcoin e allo stesso tempo avere attrezzature per estrarre Monero. Diversificando così la propria attività estrattiva e valorizzando al massimo i propri investimenti.

Nel caso di Daniel, il suo investimento di centinaia di migliaia di dollari è stato in gran parte dimenticato. Deve vendere l'attrezzatura, per poter reinvestire in nuove e continuare a estrarre. Ma Monica ha l'opportunità di continuare a estrarre e a sfruttare le vecchie attrezzature che possiede. Con questo, il suo investimento in apparecchiature FPGA ha un miglior rapporto investimento/ rendimento nel tempo; questo è qualcosa di molto importante quando si investe in una mining farm.

Con tutte le caratteristiche spiegate sopra, è facile rendersi conto del grande impatto che questa tecnologia ha sul mondo blockchain. Si parla di retrofit di apparecchiature con elevata potenza di calcolo per eseguire altre attività anch'esse importanti. In questo modo si diversificano le opportunità di sviluppo e si aprono le porte a nuovi e interessanti progetti sulla blockchain perché la blockchain ha un mare di possibilità e di futuri e la tecnologia FPGA ha molto da offrire in tutto ciò.

Quanto sai, Cryptonuta?

Gli FPGA offrono condizioni di sviluppo migliori rispetto agli ASIC?

Certo!

Gli FPGA sono circuiti che possono essere migliorati e adattati molto più facilmente dei circuiti ASIC, rendendo il loro sviluppo e la successiva evoluzione meno costosi.

Minatori riconosciuti FPGA

Gli FPGA di mining più riconosciuti nel mondo del mining di criptovaluta sono i seguenti:

Spartan - Xilinx

FPGA Spartan Bitcoin

Serie spartano di Xilinx, sono uno degli FPGA utilizzati per il mining più riconosciuti per la loro versatilità, potenza e affidabilità. Sono uno degli FPGA più utilizzati per il mining di criptovalute, soprattutto perché ci sono sviluppi software molto utili per ottenere il massimo da essi. Tra i punti di forza degli ultimi modelli Spartan c'è la possibilità di creare un set di diversi kit FPGA per realizzare un minatore di lavoro parallelo (noto come rig). In questa configurazione, le prestazioni di mining aumentano in modo esponenziale.

Stratix - Altera / Intel

Alterna / Intel Bitcoin FPGA

Questi sono altri FPGA ampiamente utilizzati nel mining. La loro caratteristica principale è che di solito sono venduti come kit di sviluppo, quindi puoi fare qualsiasi cosa con loro. Intel ha acquisito la società Altera, ma ha continuato a sviluppare e migliorare i modelli Stratix, creando modelli a potenza inferiore (ma con prestazioni inferiori).

L'ultimo modello Stratix è StratixXNUMX.Questo modello è in grado di utilizzare le più recenti tecnologie di memoria, al fine di ottenere alti livelli di prestazioni. Come lo Spartan, questi modelli possono essere utilizzati in pool di mining paralleli, offrendo loro una maggiore potenza di mining finale.