FPGA: السلاح السويسري في عالم الأجهزة، لماذا يستخدمه المعدنون جميعًا؟

هل فكرت يومًا لماذا يمكن لنفس الشريحة أن تتألق بشكل كبير في مجالات مختلفة تمامًا مثل العسكرية والمالية والتعدين؟ الجواب هو FPGA (مصفوفة البوابات القابلة للبرمجة ميدانيًا).

ببساطة، FPGA هو شريحة يمكن برمجتها مرة أخرى بعد خروجها من المصنع. وعلى عكس المعالجات المركزية التقليدية، فهي ليست دائرة ثابتة، بل تشبه بناء المكعبات — يمكنك إعادة تكوين البوابات والمنظمات والطرق البيانات حسب الحاجة. باستخدام لغات برمجة مثل Verilog أو VHDL، يمكنك جعل نفس العتاد ينفذ مهامًا مختلفة تمامًا.

يبدو الأمر متقدمًا، لكنه في الواقع تكنولوجيا موجودة منذ أكثر من 40 عامًا. إذا جربت لوح تطوير Arduino، فبالتأكيد تكون قد تعرفت على مفهوم FPGA.

لماذا FPGA تحظى بشعبية كبيرة؟

مرونة لا مثيل لها: الشرائح التقليدية ASIC هي “قرار نهائي” — بمجرد تصميمها، لا يمكن تعديلها. أما FPGA، فهي قابلة لإعادة البرمجة عن بعد، بحيث يمكن استخدامها لتعدين البيتكوين في الصباح ومعالجة الصوت في المساء، دون الحاجة لاستبدالها.

أداء خارق: تجمع FPGA بين مرونة البرمجيات وأداء الأجهزة. في مجالات الحوسبة عالية الأداء، والاتصالات، والدفاع، والفضاء، تعتبر الخيار الأساسي. خاصة في مجالات استهلاك الطاقة، والسرعة، والحجم، يمكنها التفوق على المعالجات العامة. وكلما زاد حجم الحسابات، زادت ميزتها.

تحسين التكاليف: كانت FPGA في الماضي غالية جدًا، وتقتصر على الشركات الكبرى. لكن مع انخفاض تكلفتها في السنوات الأخيرة، أصبحت متاحة للشركات الصغيرة والمشاريع الناشئة، مما أدى إلى موجة جديدة من الابتكار.

لماذا يفضل المعدنون FPGA؟

تُظهر FPGA أداءً مميزًا في تعدين العملات الرقمية. مقارنة بالمعالجات المركزية ووحدات معالجة الرسوميات، فهي مخصصة لتحسين عمليات التجزئة، وتستهلك طاقة أقل، وتحقق كفاءة أعلى. ولهذا السبب، يستخدمها البعض بشكل خفي في تعدين البيتكوين والعملات الأخرى.

الخلاصة

الميزة الأساسية لـ FPGA يمكن تلخيصها في جملة واحدة: شريحة واحدة تقوم بعدة مهام بكفاءة عالية. من أبراج الاتصالات إلى مراكز التعدين، ومن الأنظمة العسكرية إلى المعاملات المالية، يمكن لـ FPGA أن تجد لها مكانًا. ومع استمرار انخفاض التكاليف، ستزداد تطبيقاتها وتتنوع بشكل أكبر.