Em 1984, o primeiro Field-Programmable Gate Array (FPGA) foi inventado por Ross Freeman, que junto com outro engenheiro, Bernard Vonderschmit, co-fundou a empresa Xilinx. A Xilinx produziu o primeiro portão programável em campo comercialmente viável matriz em 1985, o XC2064. O XC2064 era um dispositivo de 64 portas que permitia a personalização por meio de programação, sem a necessidade de uma arquitetura de hardware exclusiva.

Circuitos integrados chamados FPGAs podem ser configurados para realizar funções específicas. No contexto da mineração de criptomoedas, os FPGAs podem ser programados para desempenhar papéis importantes na mineração de blocos de criptomoedas. Por ser mais produtivo e usar menos energia do que a mineração convencional de CPU e GPU, a mineração de FPGA tornou-se cada vez mais popular nos últimos anos.

Matriz de portas programável em campo (FPGA)

FPGA (Field-Programmable Gate Array) é um tipo de equipamento de mineração de criptomoeda que compartilha algumas semelhanças com ASICs, mas com uma distinção crucial. Um FPGA é um circuito integrado que pode ser configurado e reprogramado para executar tarefas específicas, tornando-o mais versátil do que os ASICs, que são projetados para uma única função. Compostos por blocos lógicos configuráveis e interconexões programáveis, os FPGAs podem ser adaptados para executar uma função específica e são amplamente utilizados em vários setores, incluindo aeroespacial, automotivo e de telecomunicações.

Os FPGAs apresentam uma hierarquia de interconexões reconfiguráveis que permitem que os blocos sejam conectados uns aos outros em várias configurações. Esses blocos lógicos podem ser programados para executar operações combinacionais complexas ou atuar como portas lógicas simples, como AND e XOR. Além disso, a maioria dos blocos lógicos do FPGA inclui elementos de memória, variando de flip-flops básicos a blocos de memória maiores.

A capacidade de reprogramar FPGAs para implementar diferentes funções lógicas permite uma computação flexível e reconfigurável semelhante ao software. Essa adaptabilidade torna os FPGAs uma opção atraente para mineração de criptomoedas, pois podem ser facilmente reconfigurados para funcionar com diferentes algoritmos de mineração. Embora os FPGAs possam não oferecer o mesmo nível de eficiência que os ASICs para tarefas específicas de mineração, sua versatilidade e reprogramação os tornam uma ferramenta valiosa para mineradores que precisam se adaptar a algoritmos em constante mudança ou minerar várias criptomoedas simultaneamente.

Como os FPGAs ajudam na mineração de criptomoedas?

Os FPGAs desempenham um papel significativo na mineração de criptomoedas, oferecendo benefícios exclusivos em comparação com outros hardwares de mineração, como GPUs e ASICs. Seus principais pontos fortes residem em sua flexibilidade, eficiência energética e compatibilidade com vários algoritmos de mineração, tornando-os um ativo valioso para mineradores no mundo em constante evolução das criptomoedas.

Hardware adaptável para necessidades em mudança

Uma das principais vantagens dos FPGAs é a capacidade de serem reprogramados para várias tarefas, permitindo que os mineradores ajustem seu hardware conforme necessário. Essa flexibilidade é particularmente benéfica no mercado dinâmico de criptomoedas, onde os algoritmos de mineração e os fatores de lucratividade podem mudar rapidamente. Ao usar FPGAs, os mineradores podem alternar entre diferentes criptomoedas e estratégias de mineração com maior facilidade do que com ASICs ou GPUs.

Eficiência energética para operações econômicas

Os FPGAs também superam as CPUs em termos de eficiência energética, frequentemente superando as CPUs e, em certas situações, igualando ou superando as GPUs. A redução do uso de energia leva diretamente a menores despesas operacionais para os mineradores, aumentando a lucratividade geral de suas operações de mineração. Embora os FPGAs nem sempre ofereçam o melhor desempenho de computação, sua economia de energia os torna uma opção viável para mineradores preocupados com os custos.

Compatibilidade com vários algoritmos de mineração

A capacidade dos FPGAs de trabalhar com uma ampla variedade de algoritmos de mineração é outra vantagem que os diferencia de outros hardwares de mineração. Essa compatibilidade permite que os mineradores diversifiquem seus portfólios de mineração, otimizando a lucratividade e reduzindo os riscos. Os FPGAs fornecem uma solução versátil para mineradores interessados em explorar diferentes criptomoedas ou minerar várias moedas simultaneamente.

Algoritmos e moedas que podem ser mineradas com FPGA

Os FPGAs são capazes de minerar uma variedade de algoritmos. Aqui estão alguns algoritmos de mineração populares que podem ser minerados com FPGAs:

• X16R: O algoritmo de hash empregado pela Ravencoin e outras criptomoedas é chamado X16R. Destina-se a apoiar a descentralização e ser resistente à mineração ASIC. As 16 operações de hash usadas pelo X16R são selecionadas com base no hash do bloco anterior.

• CryptoNight: Monero e outras criptomoedas empregam a técnica de hash ligada à memória conhecida como CryptoNight. Destina-se a apoiar a descentralização e ser resistente à mineração ASIC. Com sua distinta arquitetura de memória rígida, o CryptoNight usa muita memória para realizar operações de mineração.

• Equihash: Zcash e outras criptomoedas empregam o algoritmo de hash Equihash, que consome muita memória. Destina-se a apoiar a descentralização e ser resistente à mineração ASIC. Devido ao seu design distinto de memória rígida, o Equihash precisa de muita memória para executar suas operações de mineração.

• Scrypt: Scrypt é um método de hash para criptomoedas como Litecoin e outras que requerem muita memória. Destina-se a apoiar a descentralização e ser resistente à mineração ASIC. Devido à sua distinta arquitetura de memória rígida, o Scrypt usa muita memória para executar operações de mineração.

Melhores FPGAs para mineração em 2023

1. O Digilent Nexys A7-100T: Uma placa FPGA adequada para alunos e entusiastas, apresentando um Xilinx Artix-7 FPGA, oferecendo um bom equilíbrio entre desempenho e acessibilidade.

2. ALINX AX7020: Esta placa FPGA é baseada no Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC, fornecendo uma mistura de núcleos de processador ARM e lógica programável, tornando-a uma escolha versátil para mineração e outras aplicações.

3. Digilent Basys 3 Artix-7: Uma placa FPGA de nível básico projetada para estudantes e amadores, apresentando um Xilinx Artix-7 FPGA, oferecendo uma opção acessível para quem deseja experimentar a mineração usando FPGAs.