FPGA: "Dao kéo đa năng" trong lĩnh vực phần cứng, tại sao các thợ mỏ lại đều sử dụng nó?

Bạn đã từng nghĩ đến tại sao cùng một chip có thể thể hiện tài năng trong các lĩnh vực hoàn toàn khác nhau như quân sự, tài chính, khai thác tiền mã hóa chưa? Câu trả lời chính là FPGA (Mảng cổng lập trình được tại chỗ).

Nói đơn giản, FPGA là một loại chip có thể được lập trình lại sau khi xuất xưởng. Khác với CPU thông thường, nó không phải là mạch cố định, mà giống như xây dựng bằng các viên gạch—bạn có thể cấu hình lại các cổng logic, công tắc và kênh dữ liệu theo nhu cầu. Bằng cách sử dụng các ngôn ngữ lập trình như Verilog hoặc VHDL, cùng một phần cứng có thể thực hiện các nhiệm vụ hoàn toàn khác nhau.

Nghe có vẻ cao cấp, nhưng công nghệ này đã tồn tại hơn 40 năm rồi. Nếu bạn đã từng chơi với bảng mạch Arduino, thì đã từng tiếp xúc với khái niệm FPGA rồi đấy.

Tại sao FPGA lại hot như vậy?

Tính linh hoạt vô địch: Các chip ASIC truyền thống là “một lần định đoạt”—thiết kế xong là cố định, không thể thay đổi. Trong khi đó, FPGA khác biệt hoàn toàn, bạn có thể cấu hình lại từ xa, cùng một phần cứng sáng hôm nay dùng để đào Bitcoin, tối nay lại xử lý âm thanh, đều không thành vấn đề.

Hiệu năng khủng khiếp: FPGA kết hợp giữa tính linh hoạt của phần mềm và hiệu suất của phần cứng. Trong các lĩnh vực đòi hỏi hiệu năng cao như tính toán hiệu suất cao, viễn thông, quốc phòng, hàng không vũ trụ—chúng đều là tiêu chuẩn. Đặc biệt về tiêu thụ năng lượng, tốc độ và kích thước, FPGA có thể vượt trội hơn hẳn các bộ xử lý phổ thông. Càng tính toán lớn, lợi thế càng rõ rệt.

Tối ưu chi phí: Trước đây, FPGA đắt đỏ đến mức chỉ các tập đoàn lớn mới chơi được. Gần đây, giá thành đã giảm đáng kể, giúp các doanh nghiệp nhỏ và startup cũng có thể tiếp cận, mở ra làn sóng sáng tạo mới.

Tại sao thợ mỏ lại thích FPGA?

Trong khai thác tiền mã hóa, FPGA thể hiện rất nổi bật. So với các giải pháp phổ biến như CPU/GPU, FPGA được tối ưu hóa riêng cho các phép tính băm, tiêu thụ điện năng thấp hơn, hiệu quả cao hơn. Chính vì vậy, trong các cuộc thi đào Bitcoin và các đồng tiền khác, có người âm thầm dùng FPGA để “cắt lỗ” đối thủ.

Tổng kết

Điểm mạnh cốt lõi của FPGA chỉ gói gọn trong một câu: Dùng một chip, làm nhiều việc, hiệu quả vượt trội. Từ trạm phát sóng viễn thông đến phòng đào coin, từ hệ thống quân sự đến giao dịch tài chính—FPGA đều có thể tìm thấy chỗ đứng. Khi chi phí tiếp tục giảm, “chip đa năng” này sẽ càng ngày càng phổ biến hơn trong các ứng dụng.