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채굴
2018-08-21 04:19:27

FPGA & ASIC을 이용한 채굴이란?

안녕하세요. 커피중독자입니다.

채굴장과 시스템트레이딩을 작년부터 하고있으나 본업은 보안카메라관련 FPGA&ASIC입니다.

비전공자도 쉽게 알수있도록 복잡한 용어들을 거의 생략해가며 설명한번 해보겠습니다.

 

반도체는 수많은 게이트로 구성됩니다.

이 게이트란 일종의 스위치입니다. "0" 이거나 "1"이거나

컴퓨터 CPU와 같은 고성능 반도체는 수천만 게이트로 구성할 수 있고,

간단한 기능의 리모컨에 들어가는 반도체는 수십개의 게이트로 구성할 수 있습니다.

간단한 기능의 반도체를 설계할 때는 A4용지에 게이트를 그려가며 설계가 가능합니다.

허나 CPU와 같이 너무 많은 게이트를 손수 그려가며 설계할 수가 없죠.

(한때 삼성에선 엄청 큰 강당에 큰 종이를 펼처 붙이고 수많은 엔지니어가 옹기종기 붙어앉아 게이트를 그려가며 설계한적도 있어요)

 

이러한 상황을 타파하고자 나온것이 FPGA입니다.

FPGA는 수십만, 수천만 게이트들이 집적된 반도체입니다.

일반 반도체와는 다르게 FPGA는 프로그램 다운로드를 통해 이 게이트들을 용도에 맞게 배치하여 설계가 가능합니다.

이러한 FPGA는 게이트 갯수에 따라 그 가격이 천차만별입니다. 게이트가 많으면 비싸죠.

기능이 복잡한 반도체를 제작하는 업체들은 고가의 FPGA를, 아닌 업체들은 저가의 FPGA를 구매하여 반도체설계를 합니다.

이러한 FPGA를 공급하는 업체는 전 세계적으로 꽤 있습니다만, 한국에선 자일링스와 알테라(지금은 인텔)가 가장 유명합니다.

이 두 업체는 삼성과 에플처럼 경쟁하고 있습니다.

더 많은 FPGA를 업체들에게 판매하고자 게이트를 더 조밀하게 밀어넣기도하고, 범용적으로 쓰이는 기능들을 제공하기도 하곤 합니다.

이런 경쟁의 결과물로 탄생된 것이 요즘 코인판에 이슈가 된 자일링스사의

"Xilinx Virtex UltraScale+ FPGA VCU1525 Acceleration Development Kit"

입니다.

해당 키트는 자일링스 공식홈피에 소개되길 머신러닝, 데이터분석, 영상처리 등에 사용할 목적으로 나온 제품입니다.

때문에 PC와의 고속 통신을 위한 PCIe단자(그래픽카드 꼿는 슬롯)를 제공하고 영상과 같은 고용량의 데이터를 처리하기 위한

DDR4 컨트롤러(RAM)를 기본탑제하고 있습니다. 아마도 대학원 연구실이나 기업 연구실에 판매를 목적으로 했을겁니다.

 

근데 코인판을 아는 FPGA엔지니어 하나가 "뭐지?"하고 구매해서 채굴기로 설계해버립니다.

자일링스의 대표적인 고가 FPGA인 버텍스가 탑제되고,

고속연산을 위한 DDR4 컨트롤러와, PC와의 인터페이스까지 디폴트로 뚫려있으니

이 킷트는 짧은 개발기간에 불구하고 뛰어난 성능을 발휘합니다.

어떤 업체가 홈페이지 내걸고 20종가량의 코인을 채굴할 수 있는 FPGA소스를 4%피로 판매하는 것을 확인했습니다.

또한, 유튜브에 올라온 이더 1.9GH/s를 보았습니다.

조작이라는 설도 있는듯합니다.

이더리움 마이닝 로직을 전부 이해하지 않은 저도써는 이렇게 답변드릴 수 있겠습니다.

FPGA로 이더 채굴기를 설계할 수 있다. 허나 1.9GH/s는 나도 잘 모르겠다.

 

그럼 이제 FPGA로 채굴기를 설계하는 과정과 ASIC을 하는 과정에 대해 설명드리죠.

 

- FPGA채굴기

FPGA를 포함한 회로부품들을 선정 및 주문하고 회로를 그리고 PCB업체에 외주주고해서 회로완성

여기까지 약 1개월 ~ 2개월가량 소요. PCB업체 외주 및 부품비용 수백~천만원(회로난이도에 따라 다름)

위 언급했었던 자일링스 킷트를 구매하면 구매비용만 들고 끝.

채굴하고자 하는 코인마이닝 소스코드를 분석하고 FPGA의 병렬처리를 극대화할 수 있도록 재설계한다.

이는 일반 PC프로그램과는 비교할 수 없을만큼의 높은 난이도를 자랑한다.

또한, 설계능력에 따라 성능은 천차만별임

마이닝 로직 난이도에 따라 개발기간이 달라질 수 있으나 러프하게 예측해서는 약 2개월~4개월 정도 예측해봅니다.

이렇게해서 FPGA설계가 완료되면 채굴을 진행할 수 있고, ASIC을 진행할 수도 있습니다.

 

- ASIC채굴기

채굴기와 같이 대용량 고속연산이 필요한 칩을 만들려면 웨이퍼 가격이....음...최대한 쉽게 설명을....

많은 연산을 고속으로 할 수 있는 칩을 ASIC하려면 초정밀공정으로 제작해야합니다.

90나노, 45나노, 28나노, 12나노 등등 숫자가 낮을수록 가격은 거의 기하급수적으로 비싸죠.

아마도 28나노공정 쯤 해줘야(추측입니다)하고 사용하는 IP비용까지하면 음...30억정도...(아주 러프한 추측입니다)

FPGA소스를 첨부터 ASIC을 위한 소스로 설계하지 않았다면 약 한달간 수정작업이 필요합니다.

이마저도 FPGA만 설계해본 엔지니어는 하지 못합니다.

ASIC엔지니어는 10년이상의 굵직한 경력과 박지성에 버금가는 체력이 필수입니다.(연봉 1억이상)

ASIC엔지니어는 구하기 정말 어렵습니다. 업계에선 항상 부족하거든요.

ASIC을 위한 FPGA 소스가 준비되고 팹업체(ASIC업체)와 계약체결 후 진행하게되면,

양측 엔지니어에겐 지옥과 같은 약 3개월의 시간이 지난 후 결과물이 나옵니다.

결과물은 손톱만한 반도체이며 이 손톱을 위한 회로를 다시 구성해야합니다.(PCB업체 외주)

이 손톱이 결합된 회로기판을 테스트합니다.

(두구두구둑 : 헉~ 실패~ 약 20억원 결제 후 지옥같은 3개월 반복)

(두구두구둑 : 짜잔~ 성공~ 만세)

ASIC을 통해 얻게된 결과물은 앞서 설계한 FPGA와는 비교도 안되는 가격(단돈 몇천원정도)이며 성능도 좀더 뛰어납니다.

ASIC을 한번실패했다고 가정하면 ASIC채굴기로 채굴하거나 판매해서 50억원 + 외주비용 + 인건비가 손익 분기점입니다.

 

<혼자질문 & 혼자답변>

 

FPGA채굴기가 잘 안나오는 이유는?

FPGA채굴기를 열심히 만들어서 시장에 내놨는데 어떤놈이 ASIC채굴기를 내놓으면 ㄴ마럼닐;니멀미ㅏ노로~~~

 

ASIC채굴기가 잘 안나오는 이유는?

님같으면 내놓겠소? 중국의 우씨처럼 코인 독점이 가능한데...

또 행여나 해당코인이 하드포크해서 뭔가를 변경해버리면...

 

시장에 ASIC장비가 나온 이유는?

난 일단 먹을만큼 먹었고 FPGA가지고 깨작거리는 쉐리들 함부러 들어옴 뒤진다라는 메세지?(필자 추측)

 

자일링스 킷트는 왜 이슈가 되었나?

키트구매로 복잡한 회로구성 없이 FPGA설계가 가능하고 이 킷트성능이 의외로 채굴스럽게 잘생겨서

하드포크해도 소스 다시 짜면 되니까

 

자일링스 킷트가 주어진다면 채굴기 설계해볼 의향은 있는가?

쪼끔 땡기긴 하는데...스멜이 풍겨... 3~4개월 열라 삽질하고 ㄴ마럼닐;니멀미ㅏ노로~~~

 

자일링스 킷트 이더채굴소스는 나올까?

1.9GH/s가 사실이라면 개발자 입장에서는 피를 받고 풀수도 있다.

허나 만약 ASIC비용을 약속한 투자자가 나타난다면 아마도 FPGA소스도 독점하고 싶을듯

개발자 입장에선 투자자가 개발자 피를 지불해주고 이더가격도 지켜주니 이래저래 좋고

해서 투자자는 ASIC을 위한 기간동안은 킷트로 캐고 ASIC 후 ASIC채굴기로 캐고...

아마도 FPGA소스는 ASIC성공 이후 나오지 않을까추측해봄

1060으로 이더채굴중인 필자는 이 소스가 공개되면 비탈릭sns에 댓글달꺼임(하드포크하드포크...)

씨알이 안먹히면 채굴장 접어야지 ㅜ.ㅜ

 

넌 대체 어느정도 되는 개발자임?

석사이후 8년 공식경력 + 최근 2년째 외도중.

고객사가 물으면 ASIC 자신있고, 내돈으로 ASIC하라면 헐... ㅋㅋ

 

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