FPGAマイニングとは？GPU・ASICとの違いと暗号資産マイニングの未来

GPUやASICマイニングと比較して、FPGAははるかに高い効率性を誇ります。FPGAは他のマイニングハードウェアに取って代わるのでしょうか。それとも失敗に終わるのでしょうか。本記事では、FPGAの基礎知識と、暗号資産（仮想通貨）マイニングに与える影響について詳しく解説します。

現在利用できるマイニングハードウェアとは？

通常この種の記事では、最初に対象の定義から始めるところですが、FPGAに入る前に、まず現在利用可能な他のマイニング手段を簡単に整理しておきましょう。現状の選択肢を理解することで、FPGAの長所と短所がより明確になります。

暗号資産のマイニングを行いたい場合、基本的な選択肢はCPU、GPU、ASICの3つです。

CPU（Central Processing Unit：中央演算処理装置）マイニングは、最も手軽に始められる形式である反面、収益性は最も低くなります。高性能なCPUでも、ローエンド〜ミドルレンジのGPU程度のハッシュレートしか出せず、CPUマイニングでの月間収益はおそらく一桁ドル程度にとどまるでしょう。そのため、本格的なマイナーがCPUマイニングを選択することはまずありません。

GPU（Graphics Processing Unit：グラフィックス処理装置）によるマイニングは、CPUよりはるかに優れています。ただし、性能の良いGPUは1枚数百〜数千ドルもする上に、マイニングで生計を立てるには数十枚単位で用意する必要があります。さらに消費電力も大きいという難点があります。GPUマイニングの利点は、特定の通貨のみを採掘するよう縛られない点です。

ASIC（Application-Specific Integrated Circuit：特定用途向け集積回路）は、マイニングにおける「重砲」です。少ない消費電力で大量のハッシュパワーを発揮しますが、価格は決して安くなく、特定のアルゴリズム専用となるため、採掘できる通貨の選択肢が大きく制限されます。つまり、ある通貨の採掘が採算に合わなくなっても、その機材を使い続けるしかないのです。

ご覧のとおり、現在のどのマイニング手法も完璧ではありません。必要なのは、省電力で手頃な価格、かつ柔軟性のある代替手段です。そこで注目されているのがFPGAです。少なくとも、そうなることが期待されています。

FPGAとは何か？

FPGA（Field-Programmable Gate Array：フィールドプログラマブルゲートアレイ）は、製造後にユーザーや設計者が回路構成を変更できるよう設計された集積回路です。「フィールドプログラマブル」という名称はこれに由来します。メーカーが出荷時にプログラムした後は変更できないASICとの最大の違いがここにあります。

FPGAは新しい技術ではなく、数十年前から存在しています。実際、2010年代前半にはマイニングにも活用されていましたが、ASICが市場に登場し、はるかに低コストで強力な性能を提供するようになると、FPGAは人気を失っていきました。

FPGAはどこが優れているのか？

GPUと比較した場合、FPGAはGPUの約10倍のハッシュレートを、ごくわずかな電力コストで実現できる点で優れています。

ASICと比較した場合、FPGAの強みは柔軟性の高さです。ASICと異なり、FPGAはフォーク後でも調整が可能です。つまり、FPGAカードを一度購入すれば、必要に応じて再設定し、最も収益性の高い通貨へ自由に切り替えて採掘できます。

FPGAがこれほど優れているのに、なぜ普及しないのか？

現時点でFPGAが主流のマイニング機器になっていない最大の理由は、その高価格です。1枚あたり約4,000ドル、1リグで25,000〜30,000ドルという価格帯は、ほとんどのマイナーにとって手が出るものではありません。FPGAカードはGPUよりもはるかに早く投資回収できるのは事実ですが、暗号資産市場の変動の激しさを考慮すれば、依然として巨額の投資であることに変わりありません。

価格の高さに加え、FPGAは消費電力の面でもASICにまだ及びません。電気代の安い地域のマイナーにとっては大きな問題ではありませんが、そうでない地域では深刻な負担となります。

FPGAカードが主流にならないもう一つの理由は、設定に高度な技術的知識が必要なことです。FPGAカードの使い勝手を改善する取り組みは盛んに行われていますが、「挿すだけで動く」という状況にはまだほど遠いのが現状です。有望なプロジェクトも登場しているため、FPGAマイニングを検討しているなら、関連の開発動向に注目しておくとよいでしょう。

FPGAは暗号資産マイニング市場を席巻するのか？

これは予測が難しい問題です。多くの要因が絡み合うからです。例えば、暗号資産市場が暴落すれば、投資回収できないかもしれない機材に大金を投じる人はいないでしょう。

一方で、FPGAカードの価格が下がり、より多くのプラグアンドプレイ型ソリューションが登場すれば、FPGAの人気は確実に高まります。もし300〜500ドル程度でまともなエントリーレベルのFPGAカードが入手できれば、多くのGPUマイナーは一夜にして機材を乗り換えるはずです。

ある意味、これは「ジレンマ（Catch-22）」のような状態です。価格が下がるためには需要の拡大が必要であり、需要が拡大するためには価格が下がらなければならないのです。

より優れた技術が登場しない限り、今後数年でFPGAマイナーのシェアは拡大すると考えられます。一定の規模を持つマイナーたちがFPGAへ移行すれば、採掘難易度が急激に上昇し、GPUマイニングは非常に非効率になります。その結果、多くのGPUマイナーはFPGAへの移行か、マイニングからの撤退を迫られるでしょう。ただし、それは当面先の話なので、今すぐ心配する必要はないでしょう。