ในปี 1984 Field-Programmable Gate Array (FPGA) ตัวแรกถูกคิดค้นโดย Ross Freeman ซึ่งร่วมกับ Bernard Vonderschmit วิศวกรอีกคนหนึ่งเป็นผู้ร่วมก่อตั้งบริษัท Xilinx Xilinx ผลิตเกทที่สามารถตั้งโปรแกรมฟิลด์ได้เชิงพาณิชย์ตัวแรก อาร์เรย์ในปี 1985 XC2064 XC2064 เป็นอุปกรณ์ 64 เกทที่อนุญาตให้ปรับแต่งผ่านการเขียนโปรแกรม โดยไม่จำเป็นต้องใช้สถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์ที่ไม่เหมือนใคร

วงจรรวมที่เรียกว่า FPGA อาจได้รับการกำหนดค่าให้ทำหน้าที่เฉพาะ ในบริบทของการขุด cryptocurrency นั้น FPGA สามารถตั้งโปรแกรมให้มีบทบาทสำคัญในการขุดบล็อกของ cryptocurrency เนื่องจากมีประสิทธิผลมากกว่าและใช้พลังงานน้อยกว่าการขุด CPU และ GPU ทั่วไป การขุด FPGA จึงได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อย ๆ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

อาร์เรย์เกทที่ตั้งโปรแกรมฟิลด์ได้ (FPGA)

FPGA (Field-Programmable Gate Array) เป็นอุปกรณ์ขุด cryptocurrency ประเภทหนึ่งที่มีความคล้ายคลึงกันบางอย่างกับ ASIC แต่มีความแตกต่างที่สำคัญประการหนึ่ง FPGA เป็นวงจรรวมที่สามารถกำหนดค่าและตั้งโปรแกรมใหม่เพื่อทำงานเฉพาะได้ ทำให้มีความหลากหลายมากกว่า ASIC ซึ่งออกแบบมาสำหรับฟังก์ชันเดียว ประกอบด้วยบล็อกลอจิกที่กำหนดค่าได้และการเชื่อมต่อระหว่างกันที่ตั้งโปรแกรมได้ FPGA สามารถปรับแต่งเพื่อดำเนินการตามฟังก์ชันเฉพาะและใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงการบินและอวกาศ ยานยนต์ และโทรคมนาคม

FPGA มีลำดับชั้นของการเชื่อมต่อระหว่างกันที่กำหนดค่าใหม่ได้ ซึ่งอนุญาตให้บล็อกเชื่อมต่อกันในการกำหนดค่าต่างๆ ลอจิกบล็อกเหล่านี้สามารถตั้งโปรแกรมให้ดำเนินการผสมที่ซับซ้อน หรือทำหน้าที่เป็นลอจิกเกตอย่างง่าย เช่น AND และ XOR นอกจากนี้ บล็อกลอจิก FPGA ส่วนใหญ่ยังมีองค์ประกอบหน่วยความจำ ตั้งแต่ฟลิปฟล็อปพื้นฐานไปจนถึงบล็อกหน่วยความจำขนาดใหญ่

ความสามารถในการตั้งโปรแกรม FPGA ใหม่เพื่อใช้ฟังก์ชันลอจิกต่างๆ ช่วยให้มีความยืดหยุ่น กำหนดค่าคอมพิวเตอร์ใหม่ได้คล้ายกับซอฟต์แวร์ ความสามารถในการปรับตัวนี้ทำให้ FPGA เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับการขุด cryptocurrency เนื่องจากสามารถกำหนดค่าใหม่ให้ทำงานกับอัลกอริธึมการขุดที่แตกต่างกันได้อย่างง่ายดาย แม้ว่า FPGA อาจไม่มีประสิทธิภาพในระดับเดียวกับ ASIC สำหรับงานขุดเฉพาะ แต่ความเก่งกาจและความสามารถในการตั้งโปรแกรมซ้ำทำให้เป็นเครื่องมือที่มีค่าสำหรับนักขุดที่ต้องการปรับให้เข้ากับอัลกอริทึมที่เปลี่ยนแปลงหรือขุดหลายสกุลเงินดิจิทัลพร้อมกัน

FPGA ช่วยในการขุด Cryptocurrency อย่างไร

FPGA มีบทบาทสำคัญในการขุด cryptocurrency โดยนำเสนอผลประโยชน์ที่ไม่เหมือนใครเมื่อเทียบกับฮาร์ดแวร์การขุดอื่น ๆ เช่น GPU และ ASIC จุดแข็งที่สำคัญของพวกเขาอยู่ที่ความยืดหยุ่น ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และความเข้ากันได้กับอัลกอริธึมการขุดที่หลากหลาย ทำให้เป็นสินทรัพย์ที่มีค่าสำหรับนักขุดในโลกของสกุลเงินดิจิตอลที่พัฒนาตลอดเวลา

ฮาร์ดแวร์ที่ปรับเปลี่ยนได้สำหรับความต้องการที่เปลี่ยนแปลง

ข้อดีหลักประการหนึ่งของ FPGA คือความสามารถในการตั้งโปรแกรมใหม่สำหรับงานต่างๆ ทำให้นักขุดสามารถปรับฮาร์ดแวร์ของตนได้ตามต้องการ ความยืดหยุ่นนี้เป็นประโยชน์อย่างยิ่งในตลาดสกุลเงินดิจิทัลแบบไดนามิก ซึ่งอัลกอริธึมการขุดและปัจจัยการทำกำไรสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างรวดเร็ว ด้วยการใช้ FPGA นักขุดสามารถสลับไปมาระหว่างสกุลเงินดิจิทัลและกลยุทธ์การขุดที่แตกต่างกันได้ง่ายกว่าการใช้ ASIC หรือ GPU

ประสิทธิภาพการใช้พลังงานเพื่อการดำเนินงานที่คุ้มค่า

นอกจากนี้ FPGA ยังเอาชนะ CPU ในด้านประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ซึ่งมักจะมีประสิทธิภาพดีกว่า CPU และในบางสถานการณ์ การจับคู่หรือประสิทธิภาพที่เหนือกว่า GPU การลดการใช้พลังงานนำไปสู่การลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานโดยตรงสำหรับนักขุด และเพิ่มความสามารถในการทำกำไรโดยรวมของการดำเนินการขุดของพวกเขา แม้ว่า FPGA อาจไม่ได้ให้ประสิทธิภาพการประมวลผลที่ดีที่สุดเสมอไป แต่การประหยัดพลังงานทำให้เป็นตัวเลือกที่ใช้งานได้สำหรับนักขุดที่คำนึงถึงต้นทุน

ความเข้ากันได้กับอัลกอริทึมการขุดต่างๆ

ความสามารถของ FPGA ในการทำงานร่วมกับอัลกอริธึมการขุดที่หลากหลายนั้นเป็นข้อได้เปรียบอีกประการหนึ่งที่ทำให้พวกเขาแตกต่างจากฮาร์ดแวร์การขุดอื่นๆ ความเข้ากันได้นี้ทำให้นักขุดสามารถกระจายพอร์ตการขุดของพวกเขา เพิ่มผลกำไรสูงสุดและลดความเสี่ยง FPGA นำเสนอโซลูชันที่หลากหลายสำหรับนักขุดที่สนใจในการสำรวจสกุลเงินดิจิทัลต่างๆ หรือขุดหลายเหรียญพร้อมกัน

อัลกอริทึมและเหรียญที่สามารถขุดได้ด้วย FPGA

FPGA มีความสามารถในการขุดอัลกอริธึมที่หลากหลาย ต่อไปนี้เป็นอัลกอริธึมการขุดยอดนิยมที่สามารถขุดได้ด้วย FPGA:

• X16R: อัลก อริธึมแฮชที่ใช้โดย Ravencoin และสกุลเงินดิจิทัลอื่น ๆ เรียกว่า X16R มีวัตถุประสงค์เพื่อสนับสนุนการกระจายอำนาจและทนต่อการขุด ASIC การดำเนินการแฮช 16 รายการที่ใช้โดย X16R จะถูกเลือกตามแฮชของบล็อกก่อนหน้า

• CryptoNight: Monero และ cryptocurrencies อื่น ๆ ใช้เทคนิคการแฮชที่ผูกกับหน่วยความจำที่เรียกว่า CryptoNight มีวัตถุประสงค์เพื่อสนับสนุนการกระจายอำนาจและทนต่อการขุด ASIC ด้วยสถาปัตยกรรมฮาร์ดหน่วยความจำที่โดดเด่น CryptoNight ใช้หน่วยความจำจำนวนมากเพื่อดำเนินการขุด

• Equihash: Zcash และ cryptocurrencies อื่น ๆ ใช้อัลกอริธึมการแฮชที่ใช้หน่วยความจำมาก Equihash มีวัตถุประสงค์เพื่อสนับสนุนการกระจายอำนาจและทนต่อการขุด ASIC เนื่องจากการออกแบบฮาร์ดหน่วยความจำที่โดดเด่น Equihash จึงต้องการหน่วยความจำจำนวนมากเพื่อดำเนินการขุด

• Scrypt: Scrypt เป็นวิธีการแฮชสำหรับ cryptocurrencies เช่น Litecoin และอื่น ๆ ที่ต้องใช้หน่วยความจำจำนวนมาก มีวัตถุประสงค์เพื่อสนับสนุนการกระจายอำนาจและทนต่อการขุด ASIC เนื่องจากสถาปัตยกรรมฮาร์ดหน่วยความจำที่โดดเด่น Scrypt จึงใช้หน่วยความจำจำนวนมากเพื่อดำเนินการขุด

FPGA ที่ดีที่สุดสำหรับการขุดในปี 2023

1. Digilent Nexys A7-100T: บอร์ด FPGA ที่เหมาะสำหรับผู้เรียนและผู้ที่ชื่นชอบ โดยมี Xilinx Artix-7 FPGA ที่ให้ความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและราคาที่จ่ายได้

2. ALINX AX7020: บอร์ด FPGA นี้ใช้ Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC ซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างแกนประมวลผล ARM และตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้ ทำให้เป็นตัวเลือกที่หลากหลายสำหรับการขุดและแอปพลิเคชันอื่นๆ

3. Digilent Basys 3 Artix-7: บอร์ด FPGA ระดับเริ่มต้นที่ออกแบบสำหรับนักเรียนและผู้ชื่นชอบงานอดิเรก โดยมี Xilinx Artix-7 FPGA ซึ่งเสนอตัวเลือกราคาไม่แพงสำหรับผู้ที่ต้องการทดลองขุดโดยใช้ FPGA