¿Qué es FPGA?

FPGA son las iniciales de Field Programmable Gate Array,o en castellano Matriz de Puertas Programables en Campo. Estos son unos enanos dispositivos semiconductores que tienen la capacidad de programarse para efectuarse acciones muy específicas de forma veloz y eficaz.

AA pesar de que existen desde hace cierto tiempo, no son dispositivos muy frecuentes. No obstante, los FPGA cuentan con una característica que los hacen únicos en diferentes aplicaciones. Los FPGA tienen la capacidad que pueden reprogramarse. Esta característica los diferencia de su primordial competencia, los dispositivos ASIC. Puesto que los ASIC se fabrican a la medida y no pueden reprogramarse una vez han sido diseñados, por lo que; solo pueden utilizarse para labores muy concretas.

Inicialmente los FPGA se caracterizaban por ser lentos, consumir grandes cantidades de energía y tener poca capacidad de cómputo paralelo. No obstante, esto ha alterado merced a las mejoras introducidas a la tecnología del silicio y al desarrollo de sistemas programables. Esto se ha traducido en una mejora substancial en concepto de velocidad y capacidad de trabajo paralelamente. Convirtiendo a los FPGA en aspirantes idóneos para aplicaciones de alta demanda de poder cómputo.

Intel, una de las grandes compañías diseñadoras de chips y procesadores del planeta, es una de las compañías que más ha invertido en el desarrollo de los FPGA. Ellos del mismo modo que Xilinx, invierten un sinnúmero de recursos en progresar esta tecnología y llevarla a múltiples usos en la industria. ¿Mas por qué? ¿Qué ventajas representan los FPGA? y ¿De qué manera pueden impactar en la tecnología blockchain? Revisaremos cada uno de ellos de estos casos.

FPGA chipboard Spartan Xilinx

Arquitectura programable

Los FPGA en contraste a otras arquitecturas, son programables. Esto les da una enorme flexibilidad de empleo, pues su programación puede alterarse para mejorarles o bien solventar fallas. Esto dejaría por ejemplo; optimar un FPGA para manejar de mejor forma procesos complejos tras haberse efectuado un análisis y optimización de su programación inicial. Con esto, la nueva versión del software del FPGA dejaría progresar el desempeño o bien solventar inconvenientes de seguridad detectados, una situación imposible utilizando arquitecturas como la ASIC.

Normalmente la programación de los FPGA se efectúa en lenguajes de programación de bajo nivel llamados Verilog o bien VHDL. Los dos sirven para “describir” al FPGA la manera en de qué manera debe manejar el hardware del mismo. No obstante, muchas empresas ofrecen sistemas de programación de más alto nivel que facilitan esta labor todavía más.

Debajo tienes un caso hipotético, para revisar el beneficio de esta arquitectura en el planeta blockchain.

Ejemplo 1

Juan adquiere un equipo FPGA de minería para Ethereum con una capacidad de 1 TH/s. Con esto Juan consigue buenas ganancias. No obstante, el desarrollador del equipo ha sacado una nueva actualización de software dirigido a dicho equipo FPGA. Exactamente la misma garantiza una optimización de quince por ciento en la velocidad de minado, y una minoración de cuatro por ciento en el consumo eléctrico. Al aplicar la actualización,  su equipo ahora es capaz de minar a uno con quince TH/s y ha reducido sus gastos eléctricos, consiguiendo mejores ganancias.

Desarrollo acelerado del hardware

Dado que los FPGA son más fácil a nivel lógico, las compañías son capaces de traer nuevos productos al mercado de forma más veloz.  Al mismo tiempo asimismo en el que los FPGA evolucionan y ofrecen mejores peculiaridades. Esto es una cosa que los ASIC no pueden ofrecer, pues su desarrollo precisa de ciclos de fabricación considerablemente más extensos.

Para las compañías dedicadas a blockchain esto es perfecto. Si por servirnos de un ejemplo, una compañía diseña un dispositivo de hardware FPGA para manejar Lightning Network, desarrollar y prosperar dicho dispositivo le va a ser más simple que hacer otro desde cero. Con ello el costo general por diseño y el tiempo de salida al mercado de nuevos dispositivos reduce. Una situación provechos para las compañías blockchain, en especial en un planeta tecnológico que avanza a pasos desmedidos.

Mejor nivel de integración en hardware

Los FPGA actuales incluyen procesadores en el chip, sistemas de entrada y salida de datos y considerablemente más. Más funciones en la FPGA significan menos dispositivos en la placa de circuitos, lo que aumenta la confiabilidad al reducir el número de fallos de los dispositivos. Auxiliar a la confiabilidad, asimismo aumenta el desempeño, puesto que estos sistemas son capaces de construirse más integrados en el die.

Esta es una de las peculiaridades más atractivas de los FPGA en frente de los ASIC. Los ASIC son normalmente, una serie de chips que trabajan paralelamente en una difícil tarjeta de circuitos. En tal tarjeta hay equipos de diferentes fabricantes y con ordenes de calidad diferentes. La falla de uno de esos circuitos, significa la falla de todo el ASIC. Mas en los sistemas FPGA esto es diferente. Debido a que el proceso de fabricación es más integrado, la calidad de los circuitos incluidos puede controlarse mucho mejor. Con esto, se puede progresar substancialmente la calidad de los dispositivos y su vida útil se prolonga.

Disminución de los costos totales de operación

Los ASIC acostumbran a ser más asequibles que una solución FPGA. Mas el mantenimiento de un ASIC es considerablemente más costoso. De hecho, debido a la inamovilidad del hardware ASIC estos quedan de manera rápida obsoletos. No obstante, los FPGA mejoran en muchos sentidos esta situación.

En el próximo ejemplo, vas a poder revisar el impacto que puede tener la tecnología.

Ejemplo 2

Suponga que Daniel tiene una granja de minería con mil equipos ASIC dedicados a minar Bitcoin. Por otra parte, Mónica tiene mil equipos FPGA dedicados a minar Bitcoin asimismo. Pasados unos meses las granjas de Daniel y Mónica no son rentables debido al incremento de complejidad de minería de Bitcoin y la llegada de un nuevo halving. Daniel por su lado, debió deshacerse de sus equipos ASIC vendiendolos como equipos de segunda mano. Una inversión centenares de miles de dólares americanos que ahora debe restituir si quiere continuar minando.

Pero Mónica, prosigue utilizando los mismo mil equipos FPGA para minar. Ella los ha actualizado para minar Monero con el objetivo de continuar consiguiendo ganancias de sus viejos equipos. Esta situación le deja conseguir más dinero para invertir de nuevo en equipos nuevos FPGA para minar Bitcoin y al tiempo tener equipos para minar Monero. Diversificando con esto su actividad minera y sacando mejor partido a sus inversiones.

En el caso de Daniel, su inversión de centenares de miles de dólares estadounidenses prácticamente ha quedado en el olvido. Debe vender los equipos, para poder invertir nuevamente en nuevos y proseguir minando. Mas Mónica tiene la ocasión de continuar minando, y sacando provecho de esos viejos equipos que adquiero. Con esto su inversión en equipos FPGA tiene una mejor relación inversión/ganancia en el tiempo. Y eso es algo fundamental en el momento de invertir en una granja de minería.

Con todas y cada una de las peculiaridades ya antes explicadas es simple percatarse el enorme impacto que esta tecnología supone en el planeta blockchain. Se habla de readaptar equipo con un alto poder de cómputo a fin de que efectúen otras labores que asimismo son esenciales. Ello diversifica las ocasiones de desarrollo y abre las puertas a nuevos y también interesantes proyectos sobre blockchain. Por el hecho de que si, blockchain es un mar de posibilidades y de futuros, y la tecnología FPGA tiene mucho que ofrecer en todo ello.

¿Cuánto sabes, criptonauta?

¿Los FPGA ofrecen mejores condiciones de desarrollo que los ASIC?

FPGA Mineros reconocidos

Los FPGA mineros más reconocidos en el planeta de la minería de criptomonedas son los siguientes:

Spartan – Xilinx

FPGA Spartan Bitcoin

La serie Spartan de Xilinx, son de los FPGA utilizados para minería más reconocidos por su utilidad, potencia y confiabilidad. Son uno de los FPGA más extensamente utilizado para la minería de criptomonedas, en especial por el hecho de que existen desarrollos de software realmente útiles para sacar máximo partido de exactamente los mismos. Entre los puntos fuertes de los últimos modelos Spartan, está la capacidad de crearse conjunto de múltiples kits FPGA para hacer un minero de trabajo paralelo (conocidos como rig). Bajo esta configuración, el desempeño de minería aumenta exponencialmente.

Stratix – Altera/Intel

FPGA Alterna/Intel Bitcoin

Estos son otros FPGA muy utilizados en minería. Su primordial característica es que se venden generalmente como kits de desarrollo con lo que se puede hacer con ellos cualquier cosa. Intel adquirió la compañía Altera, mas prosiguió desarrollando y mejorando los modelos Stratix, y creando modelos de menor consumo (mas menor desempeño).

El último modelo Stratix, es Stratix10. Este modelo es capaz de utilizar las más nuevas tecnologías de memoria, con la intención de conseguir altos niveles de desempeño. Como los Spartan, estos modelos pueden emplearse en conjuntos de minería paralela, lo que les dota de una mayor potencia de minería final.

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