Говоря об этапах развития индустрии майнинга, следует обязательно вспомнить о таком явлении, как FPGA-майнинг. ProstoCoin рассказывает об основных особенностях такого майнинга, отличиях от других способов и актуальности. Кроме того, интересно обсудить и возможность создания такого майнера своими руками.
Содержание
Что такое майнинг на FPGA и как он работает
Аббревиатура FPGA с английского языка означает Field Programmable Gate Array. В русском эквиваленте это означает "программируемая пользователем вентильная матрица". Такое устройство состоит из полупроводников и может быть сконфигурировано как производителем, так и пользователем, в зависимости от его нужд.
FPGA (или ППВМ) считается одной из разновидностей ПЛИС (программируемых логических интегральных систем). Если говорить именно о применении их для майнинга, то используют и первый, и второй термины.
Если выражаться проще, то это простая микросхема с большим количеством логических блоков, которые соединены в одну цепь. Сконфигурировать блоки можно в любое время и настроить их для выполнения какой-либо базовой двоичной операции, например, and, or, xor, nand, nor.
Большинство процессоров сегодня имеют блоки с функциями, которые были запрограммированы на заводе и не могут быть изменены. Однако встречаются и решения, которые можно настраивать самостоятельно в зависимости от текущих задач.
Архитектура ФПГА состоит из трёх компонентов, которые могут быть запрограммированы:
- Программируемые логические блоки (ПЛБ) – используются для создания логики устройства. Каждый блок содержит таблицу LUT, четыре входа и триггер.
- Блоки ввода и вывода (БВВ) – используются, чтобы связать контакты с сигнальными линиями.
- Внутренние связи – занимаются управлением путей соединения блоков ввода и вывода с программируемыми логическими блоками.
Что касается применения данных плат в майнинге, то здесь самой большой проблемой, с которой столкнулись энтузиасты, стало повышенное энергопотребление, если сравнивать с другими вариантами применения FPGA. Объясняется это постоянной нагрузкой на блоки логических вычислений, так как майнинг является действительно “прожорливой” вычислительной операцией. Среднестатистическая плата не могла обеспечить достаточное охлаждение.
В связи с этим, производители организовали выпуск плат, которые содержали лишь минимально необходимый набор компонентов без лишних портов, оперативной памяти и прочих "ненужных" в данном случае деталей. Это позволило обеспечить достаточное электропитание и приемлемый температурный режим. Стабильность работы, таким образом, была повышена и достаточно было использования обычных систем охлаждения из простейших вентиляторов. А низкое энергопотребление дало возможность оставаться в плюсе даже при не самой лучшей ситуации на рынке, которая нередко возникает у тех или иных криптовалют.
Одним из таких примеров считается плата от компании Spartan. Она позволяла достичь производительности в 860 мегахешей в секунду при энергопотреблении в 39 Вт и стоимости 1000 долларов.
Канзасская компания BFL также имела опыт разработки подобных решений. Их плата достигала производительности в 830 мегахешей, но стоимость при этом составляла лишь 600 долларов.
Топовой разработкой была плата, построенная на чипах Altera. Её мощность превышала 25 гигахешей, однако и стоимость составляла 15000 долларов. Такое устройство можно считать абсолютным рекордсменом и его производительность даже выше, чем у некоторых АСИКов на сегодняшний день. Однако их стоимость также значительно ниже, а по соотношению цена/производительность они явно выигрывают.
Актуальность FPGA майнинга
Эпоха майнинга на FPGA-платах длилась недолго. Одной из главных причин стало начало производства АСИК-майнеров, которые выигрывали как по показателю энергоэффективности, так и по производительности.
Превосходство видеокарт заключается в перечисленных ниже параметрах:
- Стоимость устройств с равными показателями мощности на 30% ниже у видеокарт.
- Видеокарты легче сбыть на вторичном рынке, если сложность слишком возрастет. FPGA-платы имеют лишь одно предназначение и не могут быть перепроданы.
- Производство видеокарт предполагает использование более современных процессов.
Энергоэффективность является единственным весомым преимуществом FPGA-плат. Этот показатель существенно ниже, чем у GPU. Можно рассмотреть самые топовые на данный момент платы от компании Altera, при производстве которых был использован 14- и 22-нанометровый техпроцесс. Они могут похвастаться впечатляющей энергоэффективностью, но их стоимость слишком высока.
Другими передовыми компаниями, которые производят такие чипы, являются Actel, Atmel, Lattice semiconductor, Xilinx и другие.
Как сделать FPGA майнер своими руками
Многих пользователей интересовала возможность создания майнера вручную в домашних условиях. Особенно популярной эта идея стала после появления первых успешных примеров устройств для добычи криптовалюты на базе ФПГА. На криптовалютных форумах можно найти обсуждения по этой теме и даже предложения от специалистов, которые предлагают помочь в создании подобных устройств "задорого”. Следует понимать, что собрать FPGA-майнер можно лишь при наличии хороших познаний в схемотехнике и программировании микроконтроллеров. Такие майнеры могут быть собраны далеко не каждым, а сегодняшнее положение на рынке делает их невостребованными.
Так или иначе, на ресурсе “Хабр” можно найти статью, где автор подробно описывает свой опыт создания майнера для криптовалюты BlakeCoin. Материал датирован 2018 годом. Из текста следует, что подходящего программного обеспечения для таких задач в открытом доступе не так уж много и автору пришлось адаптировать под свои нужды исходники из Интернета. Запустить майнинг на ПЛИС Intel Cyclone V оказалось не такой уж простой задачей, на плате хватало места лишь для трёх хэшеров. При запуске устройства на частоте 120 МГц удалось достичь производительности в 360 MHs в секунду. Подъём частоты потребовал бы установки дополнительной системы охлаждения. Следует отметить, что протестировать свой майнер разработчик не успел из-за резкого скачка сложности данной монеты.
Много вопросов также вызывает возможность FPGA-майнинга для алгоритмов, которые предполагают наличие большого количества оперативной памяти. В частности, многих интересует майнинг Эфира на FPGA. В данный момент купить подобное устройство нельзя, но на форумах обсуждается возможность его создания своими руками. Однако разработчики Ethereum уже заявляли, что планируется переход сети на PoS, а значит, майнинг эфира на ПЛИС не будет иметь смысла. А если говорить о более сложных алгоритмах, например, о CryptoNight, то в данном случае также необходимо наличие кэш-памяти процессора.
Преимущества и недостатки
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
|
1. Низкое энергопотребление. Одним из главных плюсов майнинга на FPGA являются невысокие показатели энергопотребления. Эти значения ниже, чем у ASIC-майнеров, и существенно ниже, чем у видеокарт. При этом энергопотребление у добытчиков криптовалюты всё равно выше, чем у ПЛИС, которые используются для других задач.
|
1. Высокая стоимость оборудования. Если сравнивать цену на ПЛИС-майнеры с видеокартами той же мощности, то окажется, что приобретение последних намного выгодней. Асики, в конечном итоге, также имеют меньшую цену за единицу мощности.
|
Заключение
Нужно сказать, что майнинг с помощью ППВМ – это интересный этап развития индустрии майнинга, который оказал существенное влияние на её будущее. Конечно, на сегодняшний день использование этих плат уже неактуально из-за появления ASIC-майнеров. Стоимость GPU с сопоставимой производительностью также ниже. Однако использование ППВМ, по-прежнему, может привлечь энтузиастов или людей, которые просто хотят собрать майнер своими руками.
usdt
sol