挖礦(下稱WK)一直是2020~2021的熱點話題，一直持續到今天，今天我們想聊聊用FPGA進行WK的核心是什么，以及為什么會現在鮮有用FPGA進行挖礦的了？

WK在挖什么？

大家都在聊WK，那么這個礦是什么？這個其實很多人都了解的，就是虛擬數字“幣”，最著名的就是Bitcoin。

今天我們的主題并不是Bitcoin，也不是區塊鏈這些，而是WK（以Bitcoin為例）。

WK實際上就是通過一系列算法，計算出符合要求的哈希值（HASH），從而爭取到記賬權。這個過程實際上就是試錯的過程，一臺計算機每秒產生的隨機HASH碰撞次數越多，先計算出正確HASH的概率就越大。

這就是WK的本質。

關于比特幣WK與HASH

今天第一個項目是一個介紹類項目，關于比特幣WK與HASH。

https://github.com/ray33ee/BitcoinHash-Verilog

項目關于HASH組成以及在WK中的應用，作者很用心的手繪了很多框圖幫助我們理解，同時也有Verilog描述。

關于比特幣任務生成器

在使用FPGA集群進行挖礦需要使用CPU接收任務，所以需要一個任務接收的FPGA，現在一般使用ZYNQ，以前也有軟核，下面這個項目就是關于比特幣任務生成器。

https://github.com/Canaan-Creative/MM

Miner Manager 是一個比特幣任務生成器固件，適合 FPGA 和更快的礦機，它內部有 LM32 CPU，適合 XC6SLX16 等小型 FPGA。

關于比特幣礦工

一

https://github.com/teknohog/Xilinx-Serial-Miner

https://github.com/teknohog/Open-Source-FPGA-Bitcoin-Miner

這個是已經應用并淘汰的比特幣WK程序，一個使用Xilinx FPGA實現，一個使用Altera實現的。

二

https://github.com/kmod/bitcoin_mining

一個簡單的比特幣挖掘系統，用于 Digilent Nexys 3 fpga 板上.

https://github.com/fpgaminer/fpgaminer-vanitygen

一個功能性的，實驗性的項目，性能較低。

https://github.com/byingyang/mojo-miner

為 mojo fpga 開發板開發的比特幣礦工

https://github.com/jackproudfoot/fpga-bitcoin-miner

ECE350 最終項目

https://github.com/dawood95/BitcoinMinerFPGA

ECE350 最終項目

https://github.com/jkiv/shapool-core

針對 Lattice iCE40 比特幣礦工

https://github.com/xtrinch/fpga-bitcoin-miner

針對 Lattice ECP5

https://github.com/dawood95/BitcoinMinerFPGA

ECE 337 最終項目

https://github.com/ivandavid14/Bitcoin

EE454 最終項目

https://github.com/jesstherobot/llbitcoin

https://github.com/ailuropoda0/BitcoinMiningAlgorithm

三

https://github.com/WebKingdom/bitcoin_asic

這個就是今天的第三個主角ASIC，這是一個ASIC比特幣礦工。

GPU、ASIC和FPGA算力對比

上面介紹的項目大家不用太在意，大部分都是落后的架構和算力（不然我也不敢介紹），主要是大家可以學習比特幣SHA256算法實現原理，之前有個比較火的網站（https://fpga.guide/）現在也封掉了，FPGA挖礦基本也處于淘汰的狀態了，所以我們再回頭看看為什么FPGA被淘汰了？

通過以上的項目在Vivado中在XC7A200T上的算力及功耗如下：

功耗約為0.5W，算力功耗比約為200MHash/sW。

而GPU呢？

在https://technical.city/en/video/bitcoin-rating 算力榜很容易得到數據：

（較老的數據）算力功耗比最高不會超過6MHash/sW。

最后就是ASIC，以螞蟻區塊鏈運算機DR5 35T版本為例，其算力為35THash/s，功耗為1610W，算力功耗比約為21739MHash/sW。

經過以上對比，高下立判，不解釋。

PS:GPU挖礦是最簡單易行的，插上顯卡，下載個軟件就可以了。

總結一下：雖然ASIC已經淘汰了FPGA，但是FPGA真的一無是處嗎？

通過對比我們發現FPGA其實在某些方面還是優于GPU的，但是為什么現在鮮有用FPGA WK呢？其實這是一個誤區，一些好的幣種肯定被ASIC取代了（第一個用FPGA挖礦的礦機是中國人制造的，創造者是中國人南瓜張（張楠賡，嘉楠耘智創始人））。在一些小眾的幣種里FPGA還是有一席之地的。

FPGA礦機的幾個特點：

1、通過上面的對比，FPGA的算力功耗比比GPU低很多；

2、FPGA可以通過升級讓礦機挖取不同算法的POW幣種；

3、優化得當，算力比GPU高很多；

4、當算法內存需求小、并行性較高時，其優勢較GPU更高；

5、風險較ASIC低，每個幣種都有不同算法，ASIC更新周期較慢，而且一旦“幣潮”前期的投入基本沒了，對于一個小公司可能就GG了。

（上面的對比反正就是拿我的優勢對比你的劣勢，XX對比法則！@）

最后點綴一下主題：“FPGA WK”的本質是什么？

通過上面一些Bitcoin的WK算法，我們能看出WK的本質其實就是并行實現挖取不同幣種所需要的算法，比如SHA256或者Scrypt等。不能說在WK領域FPGA被淘汰了，而是在受歡迎的幣種里被淘汰了，在小幣種里還是受歡迎的，由于其“可重構”的特點更適合在不同幣種之間進行切換，硬件成本也低，或許哪一天這個領域突然就火起來了。或許你也可以先制作一個可以用FPGA進行WK的幣種，讓全世界為你瘋狂~

審核編輯 ：李倩