1984 wurde das erste Field-Programmable Gate Array (FPGA) von Ross Freeman erfunden, der zusammen mit einem anderen Ingenieur, Bernard Vonderschmit, das Unternehmen Xilinx mitbegründete. Xilinx produzierte das erste kommerziell nutzbare feldprogrammierbare Gatter Array im Jahr 1985, der XC2064. XC2064 war ein 64-Gate-Gerät, das eine individuelle Anpassung durch Programmierung ermöglichte, ohne dass eine einzigartige Hardware-Architektur erforderlich war.

Integrierte Schaltkreise, sogenannte FPGAs, können für die Ausführung bestimmter Funktionen konfiguriert werden. Im Zusammenhang mit dem Kryptowährungs-Mining können FPGAs so programmiert werden, dass sie wichtige Rollen beim Mining von Kryptowährungsblöcken übernehmen. Da es produktiver ist und weniger Strom verbraucht als herkömmliches CPU- und GPU-Mining, erfreut sich FPGA-Mining in den letzten Jahren immer größerer Beliebtheit.

Feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA)

FPGA (Field-Programmable Gate Array) ist eine Art Kryptowährungs-Mining-Gerät, das einige Ähnlichkeiten mit ASICs aufweist, jedoch einen entscheidenden Unterschied aufweist. Ein FPGA ist ein integrierter Schaltkreis, der für die Ausführung bestimmter Aufgaben konfiguriert und umprogrammiert werden kann. Dadurch ist er vielseitiger als ASICs, die für eine einzelne Funktion konzipiert sind. FPGAs bestehen aus konfigurierbaren Logikblöcken und programmierbaren Verbindungen und können so angepasst werden, dass sie eine bestimmte Funktion ausführen. Sie werden häufig in verschiedenen Branchen eingesetzt, darunter Luft- und Raumfahrt, Automobil und Telekommunikation.

FPGAs verfügen über eine Hierarchie rekonfigurierbarer Verbindungen, die es ermöglichen, Blöcke in verschiedenen Konfigurationen miteinander zu verbinden. Diese Logikblöcke können so programmiert werden, dass sie komplexe kombinatorische Operationen ausführen oder als einfache Logikgatter wie AND und XOR fungieren. Darüber hinaus enthalten die meisten FPGA-Logikblöcke Speicherelemente, die von einfachen Flip-Flops bis hin zu größeren Speicherblöcken reichen.

Die Möglichkeit, FPGAs neu zu programmieren, um verschiedene Logikfunktionen zu implementieren, ermöglicht flexibles, rekonfigurierbares Computing ähnlich wie bei Software. Diese Anpassungsfähigkeit macht FPGAs zu einer attraktiven Option für das Kryptowährungs-Mining, da sie leicht umkonfiguriert werden können, um mit verschiedenen Mining-Algorithmen zu arbeiten. Auch wenn FPGAs für bestimmte Mining-Aufgaben möglicherweise nicht die gleiche Effizienz wie ASICs bieten, sind sie aufgrund ihrer Vielseitigkeit und Reprogrammierbarkeit ein wertvolles Werkzeug für Miner, die sich an sich ändernde Algorithmen anpassen oder mehrere Kryptowährungen gleichzeitig schürfen müssen.

Wie helfen FPGAs beim Kryptowährungs-Mining?

FPGAs spielen eine wichtige Rolle beim Kryptowährungs-Mining und bieten einzigartige Vorteile im Vergleich zu anderer Mining-Hardware wie GPUs und ASICs. Ihre Hauptstärken liegen in ihrer Flexibilität, Energieeffizienz und Kompatibilität mit verschiedenen Mining-Algorithmen, was sie zu einem wertvollen Aktivposten für Miner in der sich ständig weiterentwickelnden Welt der Kryptowährungen macht.

Anpassbare Hardware für sich ändernde Anforderungen

Einer der Hauptvorteile von FPGAs ist ihre Fähigkeit, für verschiedene Aufgaben neu programmiert zu werden, sodass Miner ihre Hardware nach Bedarf anpassen können. Diese Flexibilität ist besonders im dynamischen Kryptowährungsmarkt von Vorteil, wo sich Mining-Algorithmen und Rentabilitätsfaktoren schnell ändern können. Durch den Einsatz von FPGAs können Miner einfacher zwischen verschiedenen Kryptowährungen und Mining-Strategien wechseln als mit ASICs oder GPUs.

Energieeffizienz für kosteneffizienten Betrieb

FPGAs schlagen CPUs auch in puncto Energieeffizienz, wobei sie häufig CPUs übertreffen und in bestimmten Situationen sogar GPUs erreichen oder übertreffen. Die Senkung des Energieverbrauchs führt direkt zu geringeren Betriebskosten für die Bergleute und erhöht die Gesamtrentabilität ihres Bergbaubetriebs. Obwohl FPGAs möglicherweise nicht immer die beste Rechenleistung liefern, sind sie aufgrund ihrer Energieeinsparung eine praktikable Option für kostenbewusste Bergleute.

Kompatibilität mit verschiedenen Mining-Algorithmen

Die Fähigkeit von FPGAs, mit einer Vielzahl von Mining-Algorithmen zu arbeiten, ist ein weiterer Vorteil, der sie von anderer Mining-Hardware unterscheidet. Diese Kompatibilität ermöglicht es Bergleuten, ihre Bergbauportfolios zu diversifizieren, die Rentabilität zu optimieren und das Risiko zu reduzieren. FPGAs bieten eine vielseitige Lösung für Miner, die verschiedene Kryptowährungen erkunden oder mehrere Coins gleichzeitig schürfen möchten.

Algorithmen und Münzen, die mit FPGA geschürft werden können

FPGAs sind in der Lage, eine Vielzahl von Algorithmen auszuwerten. Hier sind einige beliebte Mining-Algorithmen, die mit FPGAs geschürft werden können:

• X16R: Der von Ravencoin und anderen Kryptowährungen verwendete Hashing-Algorithmus heißt X16R. Es soll die Dezentralisierung unterstützen und resistent gegen ASIC-Mining sein. Die 16 von X16R verwendeten Hashing-Operationen werden basierend auf dem Hash des vorhergehenden Blocks ausgewählt.

• CryptoNight: Monero und andere Kryptowährungen verwenden die speichergebundene Hashing-Technik namens CryptoNight. Es soll die Dezentralisierung unterstützen und resistent gegen ASIC-Mining sein. Mit seiner besonderen speicherharten Architektur benötigt CryptoNight viel Speicher, um Mining-Vorgänge durchzuführen.

• Equihash: Zcash und andere Kryptowährungen verwenden den speicherhungrigen Hashing-Algorithmus Equihash. Es soll die Dezentralisierung unterstützen und resistent gegen ASIC-Mining sein. Aufgrund seines besonderen speicherintensiven Designs benötigt Equihash viel Speicher, um seine Mining-Vorgänge auszuführen.

• Scrypt: Scrypt ist eine Hashing-Methode für Kryptowährungen wie Litecoin und andere, die viel Speicher benötigt. Es soll die Dezentralisierung unterstützen und resistent gegen ASIC-Mining sein. Aufgrund seiner besonderen speicherintensiven Architektur benötigt Scrypt viel Speicher, um Mining-Vorgänge auszuführen.

Beste FPGAs für den Bergbau im Jahr 2023

1. Das Digilent Nexys A7-100T: Ein geeignetes FPGA-Board für Lernende und Enthusiasten, ausgestattet mit einem Xilinx Artix-7 FPGA, das ein gutes Gleichgewicht zwischen Leistung und Erschwinglichkeit bietet.

2. ALINX AX7020: Dieses FPGA-Board basiert auf dem Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC und bietet eine Mischung aus ARM-Prozessorkernen und programmierbarer Logik, was es zu einer vielseitigen Wahl für Bergbau und andere Anwendungen macht.

3. Digilent Basys 3 Artix-7: Ein FPGA-Board der Einstiegsklasse für Studenten und Bastler mit einem Xilinx Artix-7 FPGA, das eine erschwingliche Option für diejenigen bietet, die mit dem Mining mithilfe von FPGAs experimentieren möchten.