Năm 1984, Mảng cổng có thể lập trình trường (FPGA) đầu tiên được phát minh bởi Ross Freeman, người cùng với một kỹ sư khác, Bernard Vonderschmit, đồng sáng lập công ty Xilinx. Xilinx đã sản xuất cổng lập trình trường khả thi về mặt thương mại đầu tiên mảng vào năm 1985, XC2064. XC2064 là thiết bị 64 cổng cho phép tùy chỉnh thông qua lập trình mà không cần kiến trúc phần cứng độc đáo.

Các mạch tích hợp được gọi là FPGA có thể được cấu hình để thực hiện các chức năng cụ thể. Trong bối cảnh khai thác tiền điện tử, FPGA có thể được lập trình để thực hiện các vai trò quan trọng trong việc khai thác các khối tiền điện tử. Vì nó hiệu quả hơn và sử dụng ít năng lượng hơn so với khai thác CPU và GPU thông thường, khai thác FPGA ngày càng trở nên phổ biến trong những năm gần đây.

Mảng cổng có thể lập trình theo trường (FPGA)

FPGA (Field-Programmable Gate Array) là một loại thiết bị khai thác tiền điện tử có một số điểm tương đồng với ASIC, nhưng có một điểm khác biệt quan trọng. FPGA là một mạch tích hợp có thể được cấu hình và lập trình lại để thực hiện các tác vụ cụ thể, làm cho nó linh hoạt hơn so với ASIC, được thiết kế cho một chức năng duy nhất. Bao gồm các khối logic có thể định cấu hình và các kết nối có thể lập trình, FPGA có thể được điều chỉnh để thực hiện một chức năng cụ thể và được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm hàng không vũ trụ, ô tô và viễn thông.

FPGA có một hệ thống phân cấp các kết nối có thể cấu hình lại cho phép các khối được kết nối với nhau trong các cấu hình khác nhau. Các khối logic này có thể được lập trình để thực hiện các phép toán tổ hợp phức tạp hoặc hoạt động như các cổng logic đơn giản như AND và XOR. Ngoài ra, hầu hết các khối logic của FPGA bao gồm các thành phần bộ nhớ, từ các flip-flop cơ bản đến các khối bộ nhớ lớn hơn.

Khả năng lập trình lại các FPGA để thực hiện các chức năng logic khác nhau cho phép tính toán linh hoạt, có thể cấu hình lại tương tự như phần mềm. Khả năng thích ứng này làm cho FPGA trở thành một lựa chọn hấp dẫn để khai thác tiền điện tử, vì chúng có thể dễ dàng cấu hình lại để hoạt động với các thuật toán khai thác khác nhau. Mặc dù FPGA có thể không mang lại mức độ hiệu quả như ASIC cho các nhiệm vụ khai thác cụ thể, nhưng tính linh hoạt và khả năng lập trình lại của chúng khiến chúng trở thành một công cụ có giá trị cho những người khai thác cần thích ứng với việc thay đổi thuật toán hoặc khai thác đồng thời nhiều loại tiền điện tử.

FPGA trợ giúp như thế nào trong việc khai thác tiền điện tử?

FPGA đóng một vai trò quan trọng trong việc khai thác tiền điện tử, mang lại những lợi ích độc nhất so với các phần cứng khai thác khác như GPU và ASIC. Điểm mạnh chính của chúng nằm ở tính linh hoạt, hiệu quả năng lượng và khả năng tương thích với các thuật toán khai thác khác nhau, khiến chúng trở thành tài sản quý giá cho những người khai thác trong thế giới tiền điện tử không ngừng phát triển.

Phần cứng có thể thích ứng để thay đổi nhu cầu

Một trong những ưu điểm chính của FPGA là khả năng được lập trình lại cho các tác vụ khác nhau, cho phép các thợ mỏ điều chỉnh phần cứng của họ khi cần. Tính linh hoạt này đặc biệt có lợi trong thị trường tiền điện tử năng động, nơi các thuật toán khai thác và các yếu tố lợi nhuận có thể thay đổi nhanh chóng. Bằng cách sử dụng FPGA, những người khai thác có thể xoay vòng giữa các loại tiền điện tử và chiến lược khai thác khác nhau một cách dễ dàng hơn so với ASIC hoặc GPU.

Tiết kiệm năng lượng cho các hoạt động tiết kiệm chi phí

FPGA cũng đánh bại CPU về hiệu quả sử dụng năng lượng, thường vượt trội so với CPU và trong một số trường hợp nhất định, bằng hoặc vượt trội so với GPU. Việc giảm mức sử dụng năng lượng trực tiếp dẫn đến giảm chi phí hoạt động cho các công ty khai thác, tăng lợi nhuận chung cho các hoạt động khai thác của họ. Mặc dù FPGA có thể không phải lúc nào cũng mang lại hiệu suất tính toán tốt nhất, nhưng khả năng tiết kiệm năng lượng của chúng khiến chúng trở thành một lựa chọn khả thi cho những người khai thác quan tâm đến chi phí.

Khả năng tương thích với các thuật toán khai thác khác nhau

Khả năng hoạt động của FPGA với một loạt các thuật toán khai thác là một lợi thế khác khiến chúng khác biệt với các phần cứng khai thác khác. Khả năng tương thích này cho phép các công ty khai thác đa dạng hóa danh mục đầu tư khai thác của họ, tối ưu hóa lợi nhuận và giảm rủi ro. FPGA cung cấp một giải pháp linh hoạt cho những người khai thác quan tâm đến việc khám phá các loại tiền điện tử khác nhau hoặc khai thác nhiều đồng tiền cùng một lúc.

Các thuật toán và tiền xu có thể được khai thác bằng FPGA

FPGA có khả năng khai thác nhiều thuật toán khác nhau. Dưới đây là một số thuật toán khai thác phổ biến có thể được khai thác bằng FPGA:

• X16R: Thuật toán băm được sử dụng bởi Ravencoin và các loại tiền điện tử khác được gọi là X16R. Nó nhằm hỗ trợ phân cấp và chống lại việc khai thác ASIC. 16 thao tác băm được sử dụng bởi X16R được chọn dựa trên hàm băm của khối trước đó.

• CryptoNight: Monero và các loại tiền điện tử khác sử dụng kỹ thuật băm giới hạn bộ nhớ được gọi là CryptoNight. Nó nhằm hỗ trợ phân cấp và chống lại việc khai thác ASIC. Với kiến trúc bộ nhớ cứng đặc biệt, CryptoNight chiếm rất nhiều bộ nhớ để thực hiện các hoạt động khai thác.

• Equihash: Zcash và các loại tiền điện tử khác sử dụng thuật toán băm ngốn bộ nhớ Equihash. Nó nhằm hỗ trợ phân cấp và chống lại việc khai thác ASIC. Do thiết kế cứng bộ nhớ đặc biệt, Equihash cần rất nhiều bộ nhớ để chạy các hoạt động khai thác của mình.

• Scrypt: Scrypt là một phương pháp băm cho các loại tiền điện tử như Litecoin và các loại khác đòi hỏi nhiều bộ nhớ. Nó nhằm hỗ trợ phân cấp và chống lại việc khai thác ASIC. Do kiến trúc cứng bộ nhớ đặc biệt của nó, Scrypt cần rất nhiều bộ nhớ để chạy các hoạt động khai thác.

FPGA tốt nhất để khai thác năm 2023

1. Digilent Nexys A7-100T: Bo mạch FPGA phù hợp cho người học và những người đam mê, có FPGA Xilinx Artix-7, mang lại sự cân bằng tốt giữa hiệu suất và khả năng chi trả.

2. ALINX AX7020: Bo mạch FPGA này dựa trên Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC, cung cấp sự kết hợp giữa lõi bộ xử lý ARM và logic có thể lập trình, khiến nó trở thành lựa chọn linh hoạt để khai thác mỏ và các ứng dụng khác.

3. Digilent Basys 3 Artix-7: Một bo mạch FPGA cấp đầu vào được thiết kế cho sinh viên và những người có sở thích, có FPGA Xilinx Artix-7, cung cấp tùy chọn hợp lý cho những người muốn thử nghiệm khai thác bằng FPGA.