Exploitation minière FPGA: comment fonctionnent les matrices de portes programmables sur site

guide minier fpga

L’exploitation minière FPGA dans le monde de la crypto-monnaie est une nouvelle tendance émergente destinée à changer la façon dont les pièces et les jetons basés sur la blockchain sont extraits, car ils sont très efficaces par rapport aux performances d’extraction de GPU et de CPU..

FPGA, ou une matrice de portes programmables sur site, est un type intégré unique de circuit numérique vierge utilisé dans divers types de technologie et produit un taux de hachage plus élevé avec des quantités de puissance et d’électricité inférieures par rapport au matériel d’unité de traitement graphique (GPU)..

Vous pouvez trouver des FPGA dans les systèmes de traitement d’image et vidéo, par exemple. Il est également utilisé pour les calculs d’algorithmes cryptographiques haut de gamme et est connu pour vous donner plus de contrôle sur le matériel FPGA.

Comme leur nom l’indique, les matrices de portes programmables sur site sont programmables sur le terrain. Une fois qu’un client a acheté le FPGA, le client peut le personnaliser pour répondre à tout besoin de calcul.

Il convient de noter que les experts des réseaux de portes programmables sur le terrain recommandent de considérer les FPGA comme des blocs Lego:

«Vous pouvez considérer les FPGA comme des blocs Lego. Les legos autonomes vous permettent de construire de nombreuses choses différentes en utilisant les mêmes pièces reconfigurables. Une pièce peut être utilisée pour fabriquer le toit d’une maison, et la même pièce peut être ultérieurement réaménagée pour faire le châssis d’une voiture. » #BlockBaseMining

Tout comme les blocs Lego, les FGPA, dont les puces ont été créées en 1985, peuvent être utilisés pour construire pratiquement n’importe quel circuit numérique avec une grande adaptabilité et une grande polyvalence pour changer facilement d’algorithme. Les FPGA peuvent exécuter différents logiciels et sont essentiellement un kit d’ingénierie LEGO par rapport aux GPU étant un ensemble d’outils aléatoires dans une boîte à outils.

Parce que les FPGA sont des dispositifs reprogrammables personnalisables et rentables, ils peuvent fonctionner à l’aide de différents algorithmes, mais présentent une expérience utilisateur plus difficile et nécessitent à la fois un logiciel et une conception de circuits numériques pour être correctement configurés. Cette fonction est importante pour l’extraction de pièces de monnaie de crypto-monnaie, car différents crypto-actifs utilisent différents algorithmes pour l’extraction. Les FPGA peuvent être facilement ajustés pour répondre à tous les différents besoins miniers car le rapport d’efficacité de la vitesse de hachage et de la consommation d’énergie est très favorable pour les FPGA par rapport aux GPU (ou ASIC).

Passons en revue l’industrie minière de crypto FPGA et cartographions les avantages de vitesse et de flexibilité des matrices de portes programmables sur site.

Comment fonctionne l’exploitation minière FPGA?

Avant de parler du fonctionnement de l’exploitation minière FPGA, nous devons expliquer les bases de l’extraction cryptographique..

Le Bitcoin et la plupart des autres crypto-monnaies sont constitués de blocs de données. Ces blocs sont liés les uns aux autres – dans une chaîne – par des chaînes uniques de chiffres et de lettres appelées hachages. La cryptographie garantit qu’un seul hachage spécifique peut être utilisé pour lier le bloc de données actuel dans la blockchain au suivant.


Lorsqu’un ordinateur «extrait» du bitcoin et d’autres crypto-monnaies, l’ordinateur est en train de deviner des milliards de hachages différents. C’est un processus d’essais et d’erreurs. Finalement, l’ordinateur devine le bon hachage et le nouveau bloc est ajouté à la chaîne.

Supposons que vous soyez l’enseignant devant une salle de classe. Vous dites aux 25 enfants de votre classe de deviner un nombre entre 1 et 1 000. La première personne qui devine le bon nombre reçoit 5 $. Vous continuez à faire le tour de la pièce jusqu’à ce que finalement, un enfant devine la bonne réponse.

Maintenant, imaginez la même situation, sauf qu’une personne s’exprime dans un immense stade devant 80 000 personnes. L’orateur demande au stade de deviner un nombre compris entre 1 et 1 billion. Tout le monde crie des nombres aléatoires jusqu’à ce que finalement, une personne devine le nombre correct. C’est plus proche du fonctionnement de l’extraction de bitcoins.

Avec l’extraction de bitcoins, les mineurs doivent consacrer du temps, de l’énergie et des ressources à trouver le bon numéro. C’est le «travail» qui doit être effectué pour extraire du bitcoin. Le chiffre exact que les mineurs ont finalement trouvé, quant à lui, est la «preuve» de ce travail. Tout autre mineur peut vérifier ce numéro par rapport au numéro correct écrit par l’orateur pour vérifier que le mineur a fait le travail..

Avec l’extraction de bitcoins, vous ne demandez pas à une classe de deviner un nombre entre 1 et 1000. Au lieu de cela, vous demandez à des millions de mineurs dans le monde de deviner un nombre de 64 chiffres. Arriver à cette réponse demande beaucoup de puissance de calcul. Ces ordinateurs sont constamment en train de deviner des nombres à 64 chiffres. Finalement, on arrive à la bonne réponse. Le bloc est ajouté à la blockchain, le mineur reçoit la récompense de bloc et les calculs pour le bloc suivant commencent.

Comment les FPGA exploitent la crypto-monnaie

Nous avons expliqué le fonctionnement du crypto mining. Mais comment les réseaux de portes programmables sur site améliorent-ils l’exploitation minière? Comment exploitent-ils la crypto-monnaie plus efficacement??

Eh bien, les FPGA sont l’une des nombreuses options disponibles pour les mineurs de crypto. Aujourd’hui, les mineurs peuvent utiliser des processeurs, des GPU, des FPGA ou des ASIC pour extraire des crypto-monnaies. Aux débuts du bitcoin, toute personne disposant d’un GPU de jeu haut de gamme pouvait extraire du bitcoin à partir d’un ordinateur ordinaire. Aujourd’hui, vous avez besoin des derniers ASIC pour même penser à réaliser un profit avec Bitcoin.

L’exploitation minière FPGA offre aux utilisateurs une solution différente des alternatives ci-dessus. Cela peut être moins cher ou plus cher, bien qu’il soit certainement plus flexible que les configurations de minage GPU, CPU et ASIC. Les plates-formes minières FPGA sont connues pour avoir une efficacité énergétique optimale et des hachages plus élevés par seconde que les GPU.

Pour configurer un système d’exploitation minière FPGA, vous devrez installer des puces spéciales dans des séquences et des tableaux spécifiques pour augmenter la capacité de votre ordinateur à deviner les hachages..

L’une des meilleures choses à propos du minage FPGA est qu’il s’agit de l’option la plus flexible; au lieu d’acheter un ASIC d’extraction de bitcoins qui extrait uniquement des bitcoins, par exemple, votre configuration FPGA peut être personnalisée pour extraire n’importe quelle crypto-monnaie.

De nombreux mineurs novices commencent par l’exploitation minière FPGA avant de passer à l’exploitation minière ASIC, par exemple. Une fois que vous aurez de l’expérience et que vous aurez compris le fonctionnement de l’extraction de crypto, vous serez bien équipé pour gérer une ferme minière ASIC rentable..

Les FPGA sont très personnalisables

Lorsque vous achetez un mineur ASIC, ce mineur est vraiment doué pour extraire une crypto-monnaie spécifique. Cette machine est conçue pour consacrer toutes les ressources possibles à l’extraction de bitcoin. Il s’agit d’un outil unique conçu dès le départ pour extraire le bitcoin le plus efficacement possible.

Les FPGA, cependant, sont différents. Ils se composent de plusieurs blocs de construction qui peuvent être assemblés pour extraire diverses crypto-monnaies.

Pour cette analogie, pensez à un ASIC comme une tondeuse à gazon. La tondeuse à gazon est vraiment efficace pour accomplir une tâche spécifique: tondre une pelouse. C’est la meilleure façon de tondre la pelouse.

Les FPGA, quant à eux, sont comme une boîte à outils d’options qui pourraient être organisées pour tondre la pelouse de différentes manières. Vous avez un tournevis, un marteau, une machette et des ciseaux, par exemple. Vous avez également un tuyau pour arroser la pelouse après la coupe, des arroseurs, des engrais Au lieu d’avoir simplement une tondeuse à gazon – comme un ASIC – vous avez plusieurs outils que vous pouvez utiliser pour couper et faire pousser la pelouse de différentes manières avec différents niveaux d’efficacité. C’est un large assortiment d’outils qui offre aux mineurs de nombreuses options différentes.

Lorsque vous configurez toutes ces options pour qu’elles fonctionnent de manière optimale, votre FPGA fournira les bénéfices les plus élevés et la meilleure efficacité possible..

Avantages de l’exploitation minière FPGA

L’exploitation minière FPGA présente plusieurs avantages cruciaux, notamment:

Moins de consommation d’énergie: Les FPGA sont conçus pour consommer moins d’énergie que les autres circuits intégrés. Moins de consommation d’énergie signifie plus de profit pour les mineurs. Les crypto-mineurs se sont déjà installés dans des pays ou des régions où les prix de l’électricité sont bas. Les mineurs de certaines régions du Canada et des États-Unis, par exemple, paient moins de 0,05 $ le kWh pour l’hydroélectricité, ce qui rend beaucoup plus facile de réaliser un profit que quelqu’un qui paie, disons 0,40 $ le kWh en Allemagne..

Personnalisation: Les FPGA peuvent être personnalisés pour répondre à tous les types de besoins. Vous pouvez configurer des FPGA pour calculer différents algorithmes pour différentes crypto-monnaies, par exemple. Vous pouvez par exemple passer à la crypto-monnaie la plus rentable aujourd’hui, puis personnaliser vos FPGA pour exploiter une crypto-monnaie différente et plus rentable à l’avenir. Mieux encore, ce changement peut se produire avec des temps d’arrêt limités.

Idéal pour les amateurs ou les fermes de serveurs: Vous pouvez utiliser les FPGA pour exploiter de manière rentable la crypto-monnaie chez vous. Vous pouvez également utiliser des FPGA dans le cadre d’une batterie de serveurs. Que vous soyez un amateur à la maison ou un mineur avec un immense espace d’entrepôt, les FPGA peuvent fonctionner pour vous.

Abordable: Vous pouvez acheter des FPGA bas de gamme comme le F1 Mini + pour moins de 200 $. Si vous êtes un mineur amateur intéressé à explorer le minage de crypto pour la première fois, alors le minage FPGA est certainement une option. L’exploitation minière FPGA n’est pas adaptée aux débutants, mais elle peut certainement être abordable.

Rentable: à la mi-2019, l’exploitation minière FPGA peut facilement gagner 12 $ de profit par jour.

FPGA contre ASIC contre GPU

Les trois types d’extraction de crypto les plus populaires disponibles aujourd’hui incluent l’extraction FPGA, ASIC et GPU:

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Extraction de GPU (Graphics Processing Unit)

Le minage de GPU est comme une boîte à outils qui vous offre de nombreuses options différentes. Vous pouvez utiliser ces outils pour diverses tâches, bien que ce ne soit pas l’option la plus efficace pour n’importe quelle tâche. Au lieu d’avoir une tondeuse à gazon pour tondre la pelouse, par exemple, vous avez une machette. Cela fait le travail, mais une tondeuse à gazon serait mieux.

L’exploration GPU repose sur l’unité de traitement graphique (GPU) de votre ordinateur. Le but principal d’un GPU est de rendre des graphiques. Il produit des hachages plus rapidement qu’un processeur, bien qu’il soit encore beaucoup plus lent que le minage FPGA et ASIC car, encore une fois, le but principal d’un GPU est de traiter les graphiques et non d’exploiter la crypto-monnaie..

Le principal avantage du minage GPU est qu’il est adaptable. Vous pouvez modifier les algorithmes. Les GPU sont également faciles à obtenir: toute personne possédant un ordinateur de jeu possède déjà un GPU décemment alimenté. Les mineurs de GPU peuvent également avoir un double objectif: vous pouvez jouer pendant la journée, puis exploiter la crypto la nuit.

Exploitation minière FPGA (Field Programmable Gate Array)

Les FPGA, comme les GPU, peuvent modifier les algorithmes, les rendant adaptables. Contrairement à l’extraction de GPU, cependant, vous devrez créer à la fois la conception du circuit numérique et le logiciel. Ce n’est pas convivial et la création de votre système peut prendre des semaines, voire des mois. Les FPGA étaient également difficiles à acheter. Aujourd’hui, cependant, vous pouvez trouver tous les types de modèles et tailles de puces FPGA, allant des options bon marché (200 $) aux options chères (6000 $), ce qui rend l’exploitation minière FPGA abordable..

Exploitation minière ASIC (Application Specific Integrated Circuit)

Les ASIC sont conçus pour exécuter uniquement un algorithme spécifique. Ces mineurs exécutent cet algorithme très rapidement, mais l’algorithme ne peut pas être modifié (ou, du moins, l’ASIC ne sera pas aussi efficace si vous exploitez une crypto-monnaie différente). Les ASIC sont chers, bien qu’ils soient rentables et faciles à utiliser.

Meilleurs FPGA disponibles aujourd’hui

Certains des FPGA les plus populaires disponibles aujourd’hui comprennent:

  • F1 Blackminer: 1 350 $
  • F1 + Mineur noir: 2 199 $
  • BTU9P remis à neuf: 1 999 $
  • BCU1525 reconditionné: 1 999 $
  • F1 Mini +: 189 $

Exploitation minière FPGA: meilleures pièces et algorithmes à exploiter

L’une des meilleures parties de l’exploitation minière FPGA est que vous pouvez basculer entre les pièces lorsqu’une pièce devient plus rentable. Au lieu d’être coincé avec une pièce spécifique, vous pouvez choisir celle qui vous rapporte le plus d’argent aujourd’hui, cette semaine ou ce mois-ci..

Certains des algorithmes et pièces de monnaie les plus populaires actuellement utilisés dans la communauté FPGA comprennent:

  • Algorithme: Keccak-ZP Pièce la plus rentable: Protocole Zen
  • Algorithme: 0xToken Pièce la plus rentable: 0xBitcoin
  • Algorithme: Pièce la plus rentable de Lyra2z: Gentarium
  • Algorithme: Pièce la plus rentable de Tribus: Denarius
  • Algorithme: Keccak la pièce la plus rentable: MaxCoin
  • Algorithme: la pièce la plus rentable de Nexus: Nexus
  • Algorithme: CryptoNightV7 Pièce la plus rentable: Monero

Basculez entre les pièces et les algorithmes pour maximiser votre rentabilité minière FPGA.

Comment configurer les FPGA

Les FPGA doivent être programmés à l’aide d’un type spécial de langage de programmation. Les deux langues les plus populaires sont Verilog et VHDL. Celles-ci sont appelées «langages de description du matériel» ou HDL.

Lorsque vous programmez un FPGA dans un Langage de description du matériel, vous faites ce que l’on appelle “Programmation RTL »ou« Enregistrer la programmation du niveau de transfert». Cela signifie que le programmeur qui programme le FPGA au niveau RTL est capable de contrôler entièrement chaque élément individuel à l’intérieur du FPGA pour une personnalisation et des performances maximales..

C’est là que les FPGA diffèrent des processeurs à usage général comme les CPU et les GPU. Les processeurs et les GPU peuvent être programmés à l’aide de langages de plus haut niveau tels que C, C ++, Java et Python.

Parce que les langages de haut niveau sont beaucoup plus faciles à apprendre et à utiliser, de nombreuses personnes ont essayé de créer un système qui vous permet de programmer des FPGA en utilisant des langages de haut niveau. Un projet universitaire appelé Handel-C a tenté de créer un système comme celui-ci à la fin des années 1990. Aujourd’hui, ce système a évolué en plusieurs progiciels, y compris Vivado HLS (synthèse de haut niveau) et une langue appelée OpenCL.

Ces langages FPGA de haut niveau fonctionnent pour certaines applications – comme l’intelligence artificielle – bien qu’ils ne fonctionnent pas bien pour le crypto mining.

Pour exploiter la crypto-monnaie de manière compétitive, votre FPGA doit être configuré au niveau le plus bas possible, qui est le niveau de transfert de registre (RTL) en utilisant des langages de description matérielle tels que Verilog et VHDL..

Aujourd’hui, les mineurs FPGA sont répartis entre Verilog et VHDL. Les deux sont des langages de programmation structurellement similaires, bien que leur syntaxe varie considérablement. VHDL est généralement utilisé dans les milieux universitaires, tandis que Verilog est utilisé dans le monde réel par les programmeurs et les entreprises.

L’un des avantages de Verilog est qu’il a la même syntaxe que le langage de programmation C. De plus, un programme Verilog occupe moins de la moitié de l’espace de texte qu’un programme similaire en VHDL prendrait. En raison de ces avantages, Verilog est plus populaire parmi les implémentations FPGA du monde réel.

Exploitation minière FPGA et flux binaires

Vous verrez le terme «bitstreams» apparaître fréquemment lorsque vous regardez l’exploitation minière FPGA. Une fois qu’un programme a été écrit pour un FPGA, le FPA doit être «chargé» avec ce programme.

Ce programme est essentiellement juste une configuration des différents éléments logiques à l’intérieur du FPGA. La configuration indique à ces éléments logiques ce qu’il faut faire. Le fichier de configuration est appelé un bitstream.

Pour charger le programme dans le FPGA, vous devez avoir le flux binaire correct. Vous devez également avoir un programme spécial sur votre PC qui charge le train de bits dans le FPGA.

Il est important de se rappeler que la configuration du FPGA est volatile: tout comme la RAM, les FPGA videront leurs configurations une fois l’alimentation perdue. C’est pourquoi la plupart des cartes FPGA ont une mémoire flash qui se trouve juste à côté du FPGA. Cette mémoire flash contient le fichier de configuration de flux binaire et la carte peut être configurée pour charger automatiquement le fichier de flux binaire au démarrage.

Il existe également deux types différents de flux de bits ou de fichiers de configuration, y compris un flux de bits standard et un fichier de configuration de la mémoire:

Bitstream standard: Un train de bits standard est une configuration qui perd son contenu lorsque l’unité perd de l’alimentation – tout comme la RAM vide son contenu après une coupure de courant.

Fichier de configuration de la mémoire: Un fichier de configuration de la mémoire est conçu pour être chargé, depuis le PC, via le FPGA, dans la mémoire flash voisine afin que le FPGA puisse se configurer automatiquement lors de la mise sous tension..

De nombreux mineurs utiliseront un fichier de configuration de la mémoire pour une disponibilité maximale. Les fichiers de configuration de la mémoire sont particulièrement utiles pour ceux qui exécutent des fermes minières à distance. En cas de panne de courant à la ferme minière, le FPGA peut se remettre en ligne immédiatement.

En cas de panne de courant et que vous n’avez pas de fichier de configuration de la mémoire, vous devrez utiliser un programme de terminal distant (comme TeamViewer) pour reprogrammer manuellement le FPGA.

Dernier mot

En fin de compte, l’exploitation minière FPGA a fait la une des journaux en 2018 après un fil de discussion Bitcointalk devenu viral. Depuis lors, l’exploitation minière FPGA est un moyen populaire et puissant d’exploiter tous les types de crypto-monnaies..

Les FPGA peuvent être personnalisés pour exploiter tous les types de crypto-monnaies. Ils ne sont pas aussi puissants que les ASIC, mais ils sont plus personnalisables. Vous bénéficiez de la personnalisation d’un mineur GPU avec la puissance et l’efficacité élevées d’un ASIC. Nous continuerons de mettre à jour cette revue de l’exploitation minière FPGA avec de nouveaux produits, des annonces et des avancées dans le monde des matrices de portes programmables sur site..

Mike Owergreen Administrator
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