FPGA と GPU: 将来は誰が誰になるのか?

MinerHub

特邀专栏作者

2020-01-02 07:17

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FPGA の利点は何ですか? FPGA の欠点は何ですか? FPGA は傑出し、GPU マイニング陣営の主役となるでしょうか?この記事では、マイナーの上記の疑問に関して FPGA の概要を説明します。

編集 | 魚がいる

プロデュース｜マインビジョン（ID:minersight）

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いつも、

Intel は、FPGA の可能性に対する優れた嗅覚と鋭い洞察力を持っており、買収後すぐに Microsoft のデータセンター構築やクラウドサービスの利用を支援し、Amazon に関連支援を提供し始めました。鉱夫しかし、FPGA が実際に何であるかについては、多くの人がGPUまだ疑問があるかもしれません。 FPGA の利点は何ですか? FPGA の欠点は何ですか? FPGAが入ります

鉱山キャンプから頭角を現して主人公になれるでしょうか？この記事では、マイナーの上記の疑問に関して FPGA の概要を説明します。

FPGAとは何ですか?

FPGA は、ASIC とは異なり、再設計および再構成ができるため、ASIC よりも製造が容易な集積回路です。 FPGA マイナーにとって、これにより、複数のアルゴリズムでサポートされる複数のコインをマイニングできるようになります。

副題

長所と短所

01. ディレイ

FPGA の最大の強みの 1 つは、レイテンシが極めて低いことです。 FPGA のレイテンシが極めて低い理由は、汎用 OS に依存せず、USB や PCI-Express などの汎用バスを介して通信する必要がないためです。

これは他のハードウェアでは実現が難しく、高性能なCPUでも50マイクロ秒の遅延が発生しますが、FPGAでは1マイクロ秒まで短縮されます。

極めて低いレイテンシ機能を備えたフィールドプログラマブルゲートアレイは、わずかなレイテンシが必要な状況で威力を発揮します。例えば、ジェット戦闘機の自動運用や高頻度のアルゴリズム取引などにそれが見られます。

02. エネルギー効率

特定用途向け集積回路 (ASIC) は、単一アルゴリズムの速度では FPGA よりも優れていますが、大規模なマシンクラスターに対する初期投資は非常に高額です。 FPGA はパフォーマンスが良く、エネルギー効率が非常に高いため、暗号通貨マイニングには GPU よりも優れています。

エネルギー効率の高いコンピューティングの利点に加えて、FPGA には別の利点があります。FPGA の効率性をサポートするホストコンピュータが必要ないということです。

03. 技術料

FPGA には上記の点で大きな利点がありますが、構成とプログラミングのコストは命令アーキテクチャに基づく GPU よりもはるかに高くなります。ハードウェア回路は通常、VHDL や Verilog などのハードウェア記述言語 (HDL) を使用して記述されます。

プログラミングに関しては、Java、C、Python などの多くのプログラミング言語の 1 つで行われます。

04. 高位合成(HLS)

高位合成 (HLS) は、従来のプログラミング言語 (Open CL や C++ など) と高レベルの抽象化を使用して FPGA をプログラムできる、成長傾向です。

しかし、プログラミングにおける技術の進歩と画期的な進歩にもかかわらず、FPGA のプログラミングは依然として困難な作業です。

さらに、コンパイル期間もフィールドプログラマブルゲートアレイの大きな欠点です。たとえば、インテル Open CL コンパイラーを使用して一般的な FPGA プログラムをコンパイルするには 4 ～ 12 時間かかります。パフォーマンスの最適化を達成するために、プログラマーは多くの場合、一晩かけてコンパイルする必要があります。

GPU を振り返ってみましょう。GPU は、データ転送のために OS と標準化されたバス (USB や PCI-Express など) に大きく依存しています。 FPGA はこれらのパラメータに依存せず、その利点は、ユーザーがより少ないレイテンシでより高い帯域幅を取得できることにあります。