FPGA é a sigla para Field Programmable Gate Array, ou em espanhol Field Programmable Gate Array. São minúsculos dispositivos semicondutores que podem ser programados para executar ações muito específicas de forma rápida e eficiente.

AEmbora existam há algum tempo, eles não são dispositivos muito comuns. No entanto, os FPGAs têm um recurso que os torna únicos em diferentes aplicativos. Os FPGAs têm a capacidade que pode ser reprogramada. Esse recurso os diferencia da concorrência principal, dispositivos ASIC. Para ASICs são personalizados e não podem ser reprogramados depois de projetados, pelo que; Eles só podem ser usados ​​para tarefas muito específicas.

Inicialmente, os FPGAs eram caracterizados por serem lentos, consumindo grandes quantidades de energia e tendo pouca capacidade de computação paralela. No entanto, isso mudou graças às melhorias feitas na tecnologia de silício e ao desenvolvimento de sistemas programáveis. Isso resultou em uma melhoria substancial em termos de velocidade e capacidade de trabalho paralela. Transformando FPGAs em candidatos perfeitos para aplicativos de energia de computação de alta demanda.

Intel, um dos maiores designers de chips e processadores do mundo, é uma das empresas que mais investiu no desenvolvimento de FPGAs. Eles, como a Xilinx, investem uma grande quantidade de recursos para melhorar essa tecnologia e trazê-la para vários usos no setor. Mas por que motivo? Quais vantagens os FPGAs representam? y Como eles podem impactar a tecnologia blockchain? Analisaremos cada um desses casos.

Cartão FPGA Spartan Xilinx

Recursos FPGA

Existem diferentes razões e características pelas quais os FPGAs são investidos e desenvolvidos, mas dentre eles os mais relevantes são:

Arquitetura programável

Os FPGAs, diferentemente de outras arquiteturas, são programáveis. Isso lhes oferece grande flexibilidade de uso, pois sua programação pode ser alterada para aprimorá-los ou solucionar falhas. Isso permitiria, por exemplo; otimizar um FPGA para gerenciar melhor processos complexos depois de realizar uma análise e otimização de sua programação inicial. Com isso, a nova versão do software FPGA melhoraria o desempenho ou resolveria os problemas de segurança detectados, situação impossível usando arquiteturas como o ASIC.

A programação FPGA é normalmente feita em linguagens de programação de baixo nível chamadas Verilog o VHDL. Ambos servem para "descrever" ao FPGA como ele deve lidar com seu hardware. No entanto, muitas empresas oferecem sistemas de programação de nível superior que tornam essa tarefa ainda mais fácil.

Abaixo você tem um exemplo hipotético, para verificar a vantagem dessa arquitetura no mundo blockchain.

1 exemplo

Juan compra um equipamento de mineração FPGA para Ethereum com capacidade de 1 TH / s. Com isso, Juan obtém bons lucros. No entanto, o desenvolvedor da equipe lançou uma nova atualização de software para essa equipe FPGA. Garante uma otimização de 15% na velocidade de mineração e uma redução de 4% no consumo de eletricidade. Ao aplicar a atualização, sua plataforma agora é capaz de minerar a 1,15 TH / s e você reduziu seus custos com eletricidade para obter melhores lucros.

Desenvolvimento acelerado de hardware

Como os FPGAs são logicamente mais simples, as empresas podem trazer novos produtos ao mercado mais rapidamente.  Ao mesmo tempo em que os FPGAs evoluem e oferecem melhores recursos. Isso é algo que os ASICs não podem oferecer, porque seu desenvolvimento requer ciclos de fabricação muito mais longos.

Para empresas de blockchain, isso é perfeito. Se, por exemplo, uma empresa cria um dispositivo de hardware FPGA para lidar com Lightning NetworkDesenvolver e melhorar esse dispositivo será mais fácil do que criar outro a partir do zero. Com isso, o custo geral por projeto e o tempo de comercialização de novos dispositivos diminuem. Uma situação vantajosa para empresas de blockchain, especialmente em um mundo tecnológico que está avançando aos trancos e barrancos.

Melhor nível de integração de hardware

Os FPGAs de hoje incluem processadores no chip, sistemas de entrada e saída de dados e muito mais. Mais funções no FPGA significam menos dispositivos na placa de circuito, o que aumenta a confiabilidade ao reduzir o número de falhas do dispositivo. Além da confiabilidade, também aumenta o desempenho, pois esses sistemas podem ser construídos de forma mais integrada à matriz.

Este é um dos recursos mais marcantes dos FPGAs versus ASICs. ASICs são geralmente uma série de chips que funcionam em paralelo dentro de uma placa de circuito complicada. Neste cartão, há equipes de diferentes fabricantes e com diferentes ordens de qualidade. Falha em um desses circuitos significa falha de todo o ASIC. Mas nos sistemas FPGA isso é diferente. Como o processo de fabricação é mais integrado, a qualidade dos circuitos incluídos pode ser controlada muito melhor. Com isso, a qualidade dos dispositivos pode ser substancialmente melhorada e sua vida útil prolongada.

Diminuição dos custos operacionais totais

ASICs geralmente são mais baratos que uma solução FPGA. Mas manter um ASIC é muito mais caro. De fato, devido à imobilidade do hardware ASIC, eles rapidamente se tornam obsoletos. No entanto, os FPGAs melhoram essa situação de várias maneiras.

No exemplo a seguir, você pode ver o impacto que a tecnologia pode ter.

2 exemplo

Suponha que Daniel tenha uma fazenda para mineração com 1000 equipes ASIC dedicadas à mineração de Bitcoin. Por outro lado, Monica possui 1000 equipes de FPGA dedicadas à mineração de Bitcoin também. Depois de alguns meses, as fazendas de Daniel e Monica não são lucrativas devido ao aumento da dificuldade de mineração de Bitcoin e à chegada de um novo halving. Daniel, por sua vez, teve que descartar seu equipamento ASIC vendendo-o como equipamento usado. Um investimento e centenas de milhares de dólares que você precisa substituir agora para continuar a mineração.

Mas Monica, ainda usando o mesmo equipamento de 1000 FPGA para o meu. Ela os atualizou para minerar Monero, a fim de continuar lucrando com seus equipamentos antigos. Essa situação permite que você obtenha mais dinheiro para reinvestir em novos equipamentos FPGA para minerar Bitcoin  e, ao mesmo tempo, possui equipamentos para minerar Monero. Diversificando assim sua atividade de mineração e aproveitando melhor seus investimentos.

No caso de Daniel, seu investimento de centenas de milhares de dólares foi amplamente esquecido. Você precisa vender o equipamento, para poder reinvestir em novos e continuar a mineração. Mas Monica tem a oportunidade de continuar minerando e aproveitando os equipamentos antigos que compro. Com isso, seu investimento em equipamentos FPGA apresenta uma melhor relação investimento / lucro ao longo do tempo. E isso é algo muito importante ao investir em uma fazenda de mineração.

Com todos os recursos explicados acima, é fácil ver o grande impacto que essa tecnologia tem no mundo da blockchain. Fala-se em modernizar equipamentos com alto poder de computação para executar outras tarefas que também são importantes. Isso diversifica as oportunidades de desenvolvimento e abre portas para novos e interessantes projetos de blockchain. Porque sim, o blockchain é um mar de possibilidades e futuros, e a tecnologia FPGA tem muito a oferecer em tudo isso.

Quanto você sabe, cryptonuta?

Os FPGAs oferecem melhores condições de desenvolvimento que os ASICs?

VERDADEIRO!

FPGAs são circuitos que podem ser melhorados e adaptados com muito mais facilidade do que os circuitos ASIC, tornando seu desenvolvimento e evolução subseqüente mais baratos.

Mineiros reconhecidos em FPGA

Os FPGAs de mineração mais reconhecidos no mundo da mineração de criptomoeda são os seguintes:

Espartano - Xilinx

Spartan Bitcoin FPGA

A série espartano da Xilinx, eles são um dos FPGAs usados ​​na mineração, mais reconhecidos por sua versatilidade, potência e confiabilidade. Eles são um dos FPGAs mais usados ​​na mineração de criptomoedas, especialmente porque existem desenvolvimentos de software muito úteis para tirar o máximo proveito deles. Entre os pontos fortes dos modelos espartanos mais recentes, está a capacidade de criar vários conjuntos de kits FPGA para fazer um mineiro de trabalho paralelo (conhecido como plataforma). Sob essa configuração, o desempenho da mineração aumenta exponencialmente.

Stratix - Altera / Intel

FPGA / Intel Bitcoin alternativo

Esses são outros FPGAs amplamente utilizados na mineração. Sua principal característica é que eles geralmente são vendidos como kits de desenvolvimento para que você possa fazer qualquer coisa com eles. A Intel adquiriu a empresa Altera, mas continuou a desenvolver e aprimorar os modelos Stratix, além de criar modelos com menor consumo (mas menor desempenho).

O mais recente modelo Stratix, é Stratix10. Este modelo é capaz de usar as mais recentes tecnologias de memória, a fim de obter altos níveis de desempenho. Como os espartanos, esses modelos podem ser usados ​​em poços de mineração paralelos, dando a eles maior poder de mineração final.