fpga开发eth矿机

1. 显卡矿机立放会有什么影响

以太坊挖矿显卡矿机占据了大部分，并且还有很大一部分的DIY显卡矿机没有显示。
同 ASIC 矿机一样，显卡矿机也存在很多坑，而且显卡矿机的专业化程度和透明度相对低些，对于新手矿工而言，更容易掉入坑里。
今天，中外矿业就来梳理下购买显卡矿机可能遇到的一些问题，希望可以帮助大家少走弯路，更好地规避风险。
显卡矿机及其优点
挖矿设备的演变经历了 4 个阶段：个人电脑、显卡矿机（GPU）、FPGA 矿机和 ASIC 矿机。
对于像 BTC、LTC 等发展相对成熟的 PoW 币种，算力早已被 ASIC 矿机所垄断，但一些小币种，比如匿名币 GRIN、XMR，还是以显卡矿机为主。此外，虽然以太坊（ETH）2.0 的共识机制要转变为 PoS，但目前阶段依然是显卡矿机在挖。
在算力上，显卡矿机无法与 ASIC 矿机匹敌，但显卡矿机也有自己的优势：
首先，显卡矿机能挖的币种更多，更加灵活。不像 ASIC 矿机只能挖固定算法的币种，“吊死”在一棵树上，显卡矿机可以挖绝大部分的币，哪个币种收益高就选择挖哪个币，灵活切换。
其次，显卡矿机的残值更高。显卡矿机的显卡拆下来后还可以卖到新卡价格的 6～7 折，显卡矿机的其余硬件可以卖 500～1000 元。相比之下，ASIC 矿机的残值就少得可怜，一台报废的 ASIC 矿机硬件只能卖 30 元左右。
最后，显卡矿机可供 DIY 的空间大。ASIC 矿机出厂时就封装好了，功率、算力、能效比都是固定的，虽然有些型号的矿机可以采取降频、超频等方式，改变矿机的能效比，但变动的幅度不大；相比之下，显卡矿机的可操作空间就很大了，除了官方封装的显卡矿机外，动手能力强的矿工也可以根据自身需求去市场上购买 CPU、显卡、主板、内存、硬盘、电源和机箱，然后自己组装。
购买显卡矿机会遇到哪些坑
ASIC 矿机需要研发芯片，前期需要投入大量的资金和技术人才，门槛高，风险大，所以能生产 ASIC 矿机的厂商屈指可数。显卡矿机不需要开发专用的芯片，最重要的部件显卡是现成的，资金门槛和技术门槛更低。在 2017 年加密货币大牛市期间，超过一半的华强北显卡经销商都试过自己组装显卡矿机去参与挖矿。
普通用户在购买显卡矿机时，需要避开以下几个坑：
1、新机器装了二手显卡
显卡矿机的组装门槛相对较低，这给了一些黑心的矿机厂商“发财机会”。他们卖的一些新矿机，里面封装的并不是全新的显卡，而是二手甚至三手的显卡，简单翻新后，普通人根本没有能力鉴别出来。这样的矿机，上架后会经常出现算力不足、故障率高等现象。
2、通过刷 BIOS 篡改显卡信息
显卡矿机最重要的部件是显卡，显卡的性能和数量直接决定了矿机的算力。一些黑心的显卡矿机二道贩子会通过刷固件的形式，来篡改显卡的信息，从而将低端显卡矿机卖出高端矿机的价钱。
举个例子，AMD 显卡的 GPU 核心晶片上已经多年不印任何型号参数了，而 RX470~RX580 显卡都有着相通的 PCB 方案，通过刷 BIOS 可以更改显卡的一部分信息，让人无法通过 GPU 核心上判断矿机里封装的显卡是最低端的 RX470 还是 RX580。
这里简单解释下 BIOS。它是一个控制程序，控制着显卡的各种工作状态，包括核心工作频率、显存工作频率、功耗限制、工作电压、显存时序等核心参数。刷 BIOS 就是用新的控制程序替代原厂的程序，从而篡改某些核心参数，以达到更好的能效比。这有点像 ASIC 矿机刷固件实现超频、降频。

2. 小矿币怎么挖比较好呢

1、小矿币不适合大投资：一般来说，小矿币基本上价格都被大庄家操控。
2、建议选择FPGA进行小矿币的挖矿：FPGA一般来说，属于可定制化比较高而且还兼顾省电的矿机，也适合家庭放置，电费不是FPGA的成本大头，那么这种情况下，FPGA作为过渡矿机，在新的矿币出现的时候，具有非常大的优势，因此也能为矿工锁定早期利润。当然一般FPGA 基本上是不会坚持太长久，就会被显卡或者ASIC矿机所替代，因此挖矿越早越好，FPGA矿机其实还有一个优势，就是普遍价格不是特别贵，这里一般也就是一辆千块钱的那种，也容易接受。
3、小矿币赌的成分：一般小矿币在早期挖的时候，价格都不会高，只有等价格上去之后，才会引来更多人的竞争，因此一方面矿工要赌这个币以后会涨，一方面也要负担高额可能归零的成本，直到价格真的涨上去之后，最好能卖掉60%-80%，锁定利润，然后留下一些，防止币价后续的持续上涨，成为主流币。

3. 挖矿疑问解答：挖矿为什么用显卡不用cpu-搜狗输入法

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最近显卡涨价的风波让不少挖矿的门外汉也知道了这样一件事：挖矿需要一块好显卡，因此矿工们疯抢显卡，导致了显卡供不应求，价格高涨。很多人也奇怪这样一个问题-- 挖矿为什么用显卡不用 cpu 。
其实这个问题本身是有点毛病的，挖矿并不是说不能用cpu，最开始大家都是用CPU在挖矿。但是随着对挖矿算法的深入研究，旷工们发现原来挖矿都是在重复一样的工作，而CPU作为通用性计算单元，里面设计了很多诸如分支预测单元、寄存单元等等模块，这些对于提升算力是根本没有任何帮助的，而且CPU根本不擅长于进行并行运算，一次最多就执行十几个任务，这个和显卡拥有数以千计的流处理器差太远了，显卡高太多了，因此大家慢慢针对显卡开发出对应的挖矿算法进行挖矿。

就拿BTC为例，它最基本的算法原理就是，把已有的10分钟内的所有交易作为一个输入，加上一个随机数，当10分钟内所有交易记录加上你的这个随机数计算出一个SHA256的hash。里面几乎都是整数运算，这个根本就像是为显卡特别打造一样，显卡非常适合这种无脑性算法，流处理器数目越多约占优势。就Hash计算而言，它几乎都是独立并发的整数计算，GPU简直就是为了这个而设计生产出来的。相比较CPU可怜的2-8线程和长度惊人的控制判断和调度分支，GPU可以轻易的进行数百个线程的整数计算并发（无需任何判断的无脑暴力破解乃是A卡的强项）。OpenCL可以利用GPU在片的大量unified shader都可以用来作为整数计算的资源。而A卡的shader（流处理器）资源又是N的数倍（同等级别的卡）
然而后来大家发现显卡还是太弱了，直接上ASIC大规模堆ALU单元就能极大程度提升算力，巴掌大的算力板的算力已经是显卡的好几十倍，所以现在比特币不用专门的ASIC矿机根本挖不动。尽管后期的币种LTC所使用的 Scrypt 算法还引入了大量相互依赖的、随机的访存指令，当 Footprint 足够大时，还会在 GPU 的 L2 级别、甚至 TLB 级别出现大量的缓存失效，从而产生更多的 DRAM 访问，以弱化矿机（ASIC/FPGA）相较于 GPU 在整数运算性能上的优势，但是依然被人针对性研发出矿机，目前也只有专门矿机才能挖。

不过像第二代虚拟货币（比如说是ETH、ZEC这种）由于吸取了前辈们被爆算法的经验，在挖掘算法上做了更加特别优化，防止出现无脑的运算，对于显存要求特别高，因此可以有效抵抗矿机的入侵。也因为ETH这种只能靠显卡挖矿，造成了2017年下半年开始的显卡涨价潮、缺货潮，很多矿主都卖了成千张显卡回去组建矿机挖掘这些虚拟货币，久而久之，大家都认为CPU不能挖矿，其实只是效率、效益太低了而已。
总结：挖矿为什么用显卡不用cpu

其实cpu也是可以用来挖矿的，只不过cpu挖矿的效率没有显卡高而已。旷工们为了赚钱都是要计算投入产出比的，用显卡来挖矿的投入产出比更高，所以大家就慢慢的都开始用显卡来挖矿了，现在你该明白挖矿为什么用显卡不用cpu了吧

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4. 最近的以太算力是干啥的

FPGA芯片。以太算力携手英国电力资源基金会与深圳市芯算科技有限公司合作研发了FPGA芯片。FPGA可以用于数据中心集群中的边缘计算以及矿机及服务器兼具ETH挖矿等功能。

5. filecoin&IPFS挖矿和比特币挖矿有什么区别

矿机本质不同
BTC/ETH矿机的本质是数据计算设备
挖矿从最初的个人电脑挖矿、显卡挖矿、个人用矿机在家里挖矿，已经发展到现在集群化、专业化的大规模挖矿。不管从初期的CPU挖矿、GPU挖矿，还是到后来的FPGA挖矿、ASIC挖矿、大规模集群挖矿，其实质都是集中提升挖矿设备数据计算能力的挖矿。矿机内部主要部件是提供算力的算力板或显卡，和大个头的降温风扇。
IPFS矿机的本质是数据存储设备
矿机本质的不同，使得存储矿机的配置特点也与BTC/ETH矿机大不相同。主要用于数据存储的存储矿机不需要太高的算力，即CPU的性能不要求太高，内存容量适合即可，但需要大容量的存储空间，也就是说，单位空间的硬盘密度要大，尽可能装备多的硬盘，同时数据存储的I/O性能要高，要有尽可能高的带宽通道。因为数据存储的特殊性要求，矿机整机要求必须稳定安全不易损坏。
FileCoin官方宣布挖矿需要用到GPU，虽然意味着也要用到算力资源，但用GPU的矿工挖到的是出块奖励，而大部分不参与出块，只提供存储的设备，是不需要GPU，只要有硬盘就能挖矿了。
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6. 比特币、以太坊与IPFS挖矿的区别

比特币和以太坊是pow算力挖矿。ipfs是存储即挖矿，新型模式。

7. 如何挖掘以太坊：ETH 挖掘初学者指南

以太坊挖矿概述

以太坊挖矿是验证交易和创建新以太币的过程，依赖于工作量证明（PoW）共识机制。矿工通过解决复杂数学问题，为网络提供“工作量证明”，验证交易并创建以太币。以太坊计划从PoW过渡至权益证明（PoS）机制。矿工参与挖掘，通过完成工作量证明任务获得以太币奖励。挖矿依赖于散列函数，其属性是单向加密数据，初始数据微小变化产生完全不同的结果。难度参数指定所需的哈希列表，矿工通过暴力破解参数组合完成任务。

挖矿动机与盈利能力

挖矿的主要动机是赚钱，矿工通过挖掘每个区块获得奖励，以及用户支付的交易费用。挖矿的盈利能力取决于电力成本，低于0.12美元/千瓦时的电力成本可能有利可图，低于0.06美元则更具经济优势。家庭挖矿可以作为廉价取暖方式，矿机将电力转化为加密货币和热量。随着以太坊路线图引入权益证明过渡，挖矿将在2023年前继续有效。

以太坊挖矿的经济考量

挖矿盈利能力取决于电力成本，低于特定阈值的电力成本可能有利可图。使用不同设备进行比较，如GPU、FPGA和ASIC，选择合适的挖矿硬件是关键。投资回收期、设备过时风险和组装成本等因素影响挖矿决策。

以太坊挖矿操作

以太坊挖矿需要合理规划和注意安全措施，防止电网过载、火灾隐患和电气问题。选择适合挖矿的主板、内存和驱动器，确保足够的RAM容量以存储大型数据集。操作系统选择和优化GPU性能对挖矿效率至关重要。加入矿池或使用挖矿软件可提供稳定收入流。定期维护设备，确保良好状态，以建立成功矿场。

结论

以太坊挖矿是保护网络并获得以太币的复杂但有利可图的业务。合理规划、选择合适设备和注意安全措施是成功的关键。在以太坊路线图的背景下，挖矿将在未来一段时间内继续存在，但挖矿硬件和策略需要不断适应变化的环境。

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9. 011：Ethash算法|《ETH原理与智能合约开发》笔记

待字闺中开发了一门区块链方面的课程：《深入浅出ETH原理与智能合约开发》，马良老师讲授。此文集记录我的学习笔记。

课程共8节课。其中，前四课讲ETH原理，后四课讲智能合约。
第四课分为三部分：

这篇文章是第四课第一部分的学习笔记：Ethash算法。

这节课介绍的是以太坊非常核心的挖矿算法。

在介绍Ethash算法之前，先讲一些背景知识。其实区块链技术主要是解决一个共识的问题，而共识是一个层次很丰富的概念，这里把范畴缩小，只讨论区块链中的共识。

什么是共识？

在区块链中，共识是指哪个节点有记账权。网络中有多个节点，理论上都有记账权，首先面临的问题就是，到底谁来记帐。另一个问题，交易一定是有顺序的，即谁在前，前在后。这样可以解决双花问题。区块链中的共识机制就是解决这两个问题，谁记帐和交易的顺序。

什么是工作量证明算法

为了决定众多节点中谁来记帐，可以有多种方案。其中，工作量证明就让节点去算一个哈希值，满足难度目标值的胜出。这个过程只能通过枚举计算，谁算的快，谁获胜的概率大。收益跟节点的工作量有关，这就是工作量证明算法。

为什么要引入工作量证明算法？

Hash Cash 由Adam Back 在1997年发表，中本聪首次在比特币中应用来解决共识问题。

它最初用来解决垃圾邮件问题。

其主要设计思想是通过暴力搜索，找到一种Block头部组合（通过调整nonce）使得嵌套的SHA256单向散列值输出小于一个特定的值（Target）。

这个算法是计算密集型算法，一开始从CPU挖矿，转而为GPU，转而为FPGA，转而为ASIC，从而使得算力变得非常集中。

算力集中就会带来一个问题，若有一个矿池的算力达到51%，则它就会有作恶的风险。这是比特币等使用工作量证明算法的系统的弊端。而以太坊则吸取了这个教训，进行了一些改进，诞生了Ethash算法。

Ethash算法吸取了比特币的教训，专门设计了非常不利用计算的模型，它采用了I/O密集的模型，I/O慢，计算再快也没用。这样，对专用集成电路则不是那么有效。

该算法对GPU友好。一是考虑如果只支持CPU，担心易被木马攻击；二是现在的显存都很大。

轻型客户端的算法不适于挖矿，易于验证；快速启动

算法中，主要依赖于Keccake256 。

数据源除了传统的Block头部，还引入了随机数阵列DAG（有向非循环图）（Vitalik提出）

种子值很小。根据种子值生成缓存值，缓存层的初始值为16M，每个世代增加128K。

在缓存层之下是矿工使用的数据值，数据层的初始值是1G，每个世代增加8M。整个数据层的大小是128Bytes的素数倍。

框架主要分为两个部分，一是DAG的生成，二是用Hashimoto来计算最终的结果。

DAG分为三个层次，种子层，缓存层，数据层。三个层次是逐渐增大的。

种子层很小，依赖上个世代的种子层。

缓存层的第一个数据是根据种子层生成的，后面的根据前面的一个来生成，它是一个串行化的过程。其初始大小是16M，每个世代增加128K。每个元素64字节。

数据层就是要用到的数据，其初始大小1G，现在约2个G，每个元素128字节。数据层的元素依赖缓存层的256个元素。

整个流程是内存密集型。

首先是头部信息和随机数结合在一起，做一个Keccak运算，获得初始的单向散列值Mix[0]，128字节。然后，通过另外一个函数，映射到DAG上，获取一个值，再与Mix[0]混合得到Mix[1]，如此循环64次，得到Mix[64]，128字节。

接下来经过后处理过程，得到 mix final 值，32字节。（这个值在前面两个小节《 009：GHOST协议 》、《 010：搭建测试网络 》都出现过）

再经过计算，得出结果。把它和目标值相比较，小于则挖矿成功。

难度值大，目标值小，就越难（前面需要的 0 越多）。

这个过程也是挖矿难，验证容易。

为防止矿机，mix function函数也有更新过。

难度公式见课件截图。

根据上一个区块的难度，来推算下一个。

从公式看出，难度由三部分组成，首先是上一区块的难度，然后是线性部分，最后是非线性部分。

非线性部分也叫难度炸弹，在过了一个特定的时间节点后，难度是指数上升。如此设计，其背后的目的是，在以太坊的项目周期中，在大都会版本后的下一个版本中，要转换共识，由POW变为POW、POS混合型的协议。基金会的意思可能是使得挖矿变得没意思。

难度曲线图显示，2017年10月，难度有一个大的下降，奖励也由5个变为3个。

本节主要介绍了Ethash算法，不足之处，请批评指正。

10. 世界上第一个FPGA芯片拆解XC2064

现场可编程门阵列（FPGA）是硬件设计的灵活工具，能够实现从微处理器到视频生成器或加密矿机在内的任意数字逻辑。FPGA由许多逻辑模块构成，每个逻辑模块通常包含触发器、逻辑功能以及连接逻辑模块的路由网络。其独特之处在于可编程性，允许重新定义每个逻辑块及其之间的连接，构建复杂的数字电路，而无需物理连接门和触发器，也无需设计专用集成电路的成本。

FPGA的先驱是Ross Freeman，他在1984年共同创立了Xilinx，并推出了首款FPGA——XC2064。虽然XC2064相比现代FPGA简单得多，仅包含64个逻辑块，但它开启了价值数十亿美元的FPGA产业，并被列为芯片名人堂。本文通过逆向工程，揭示了Xilinx的XC2064内部电路及其比特流编程机制。

XC2064采用Verilog或VHDL等硬件描述语言编程，但在当时，Xilinx提供了一款名为XACT的开发软件，运行在MS-DOS操作系统下，售价高达12,000美元。XACT允许用户定义每个逻辑块的功能，以及逻辑块之间的连接，通过布线生成可加载到FPGA中的比特流文件。

比特流是通过专有格式的位序列进行配置FPGA的。对于XC2064，比特流显示为复杂的、无规则重复的模式，这些模式散布在比特流中，与XACT中的功能定义之间并无明确联系。然而，研究FPGA的物理电路能够揭示比特流数据的结构。

CLB（可配置逻辑块）是FPGA的关键组成部分，包含四个输入和两个输出。通过组合逻辑，每个CLB可以编程实现任何所需逻辑功能。LUT（查找表）包含逻辑功能的真值表，由8位内存和多路复用电路组成，允许实现任何3输入逻辑功能。

互连是FPGA的另一关键部分，用于连接CLB和I/O引脚。互连通过设置开关（对角线）实现任意连接，允许构建复杂的电路。

本文深入探讨了XC2064的内部电路，包括其布局、I/O模块、单个Tile的结构、晶体管、比特流和配置存储、查找表多路复用器、锁存器、8-pin交换矩阵、输入路由等。这些组件共同支持FPGA的灵活性和可编程性，允许实现广泛的数字逻辑。

综上所述，XC2064通过其高度优化的电路和紧凑布局，实现了复杂逻辑的实现，尽管在当时的制造成本和规模上面临挑战。它标志着FPGA技术的开端，并引发了后续革命性的产品线发展。