Minedrift på FPGA oplever en ny daggry på grund af kryptovalutaudvikleres kamp med ASIC-minearbejdere. Artiklen beskriver en af disse enheder – Blackminer F1 Mini.
Produktionen af udstyr til minedrift af cryptocurrency er en industri i hastig udvikling, som har gennemgået visse udviklingsstadier på relativt kort tid. Et af disse stadier var brugen af FPGA eller FPGA til at skabe hardware minearbejdere. De første sådanne enheder i sig selv var beregnet til udvinding af Bitcoin og eksisterede i kort tid, hvorefter de blev fordrevet af ASIC-minearbejdere. En af disse enheder blev f.eks. overvejet her.
FPGA-minedriftens æra er dog ikke forbi. Gennem årene er antallet af kryptovalutaer steget markant, samt antallet af hashing-algoritmer. Udstyrsproducenter reagerer på den skiftende situation på dette marked og frigiver flere og flere nye minedriftsenheder baseret på ASIC.
Moderne ASIC-chips oprettes dog kun til én algoritme, og når kryptovalutaalgoritmen ændres, er det umuligt at ændre chippen til en ny algoritme. Og en sådan ændring i algoritmen er ret hyppigt forekommende. Det er nok at huske i det mindste Moneros uophørlige kamp med ASIC-minearbejdere eller Vertcoin, hvis skabere ændrede algoritmen ved at tage deres mønt fra ASIC-minedriftssfæren. I modsætning til ASIC har FPGA-chippen en enorm ubestridelig fordel - tilpasningsevne og softwarefleksibilitet, da den kan omprogrammeres og fortsat bruges på den ændrede algoritme.
Moderne minearbejdere baseret på FPGA kan opdeles i to kategorier. Den første kategori, som kan kaldes "for specialister", omfatter typiske FPGA-kort med forskellige grænseflader, til programmering og servicering, som det er nødvendigt at have en række specifik viden om. Den anden kategori, "til hjemmeminearbejderen", inkluderer færdige enheder med en venlig grænseflade, hvis konfiguration ikke kræver yderligere viden.
Repræsentanter for den anden kategori af FPGA-mineenheder er BlackBlock-enheder. I dag producerer og sælger virksomheden fire modeller af minearbejdere:
Denne artikel diskuterer den billigste og nemmeste minearbejder i BlackMiner-familien – F1 Mini. Når du læser en lille beskrivelse på producentens hjemmeside, kan du se sætningen "Ingen radiatorer og ingen omkostninger." Det betyder, at du for at bruge produktet skal forberede strømforsyningen på forhånd. ATX-enheder med PCI-e videokort strømstik vil klare sig. Der er dog et stik på kortet til en konventionel DC 12V strømforsyning, hvor hovedkravet er at sikre et ærligt 8A output.
Ifølge den gode gamle tradition har producenten udarbejdet en rabatkode specielt til, at brugere af vores side kan få rabat på F1 Mini – bits.media. Koden skal enten indtastes i bestillingsvinduet, eller i første omgang følge linket.
Emballage er ret standard for sådanne varer. I FPGA-toldangivelsen er minearbejderen opført som et "udviklingstavle".
Der er en ret hård papkasse under emballagen:
I selve kassen er minearbejderens bord pakket i en antistatisk pose, som er pakket i en speciel vugge dannet af polyethylenskum. På toppen af pakken med brættet dækket med et låg af samme materiale. En sådan omhyggelig emballering eliminerer muligheden for beskadigelse af minebrættet under transport.
Anses som en minearbejder består af to dele. Den forreste del er designet til at installere køling, som ikke bør forstyrre. Derfor er der praktisk talt ingen elektroniske komponenter på fronten.
Under det gule advarselsmærkat er FPGA-chippen skjult.
Minearbejderen bruger FPGA fra Xilinx Kintex-7-familien, model XC7K325T. Dette er en ganske kraftig og produktiv chip på 326080 logiske celler. Detaljerede specifikationer er som følger:
I Kintex-7-familien hører denne chip til mellemsegmentet både i dens tekniske egenskaber og i pris.
Bagsiden af minearbejderen er uden tvivl mere interessant i sit indhold.
Nederst til højre på tavlen er der et stik til tilslutning af 12V strømforsyningen af PCI-e standarden. Til venstre for den er en kontakt “ON-OFF”, et stik til strømforsyning fra DC 12V blokke og en reset knap i nederste venstre hjørne. Øverst på kortet, til venstre, er der to røde 4-bens stik til tilslutning af aktive køleventilatorer.
I midten af kompositionen er der et stolt sort kort med et hvidt "Antminer" bogstav. Mange ejere af Bitmain ASIC minearbejdere tror oprigtigt, at dette board ikke er andet end et kontrolstik til Bitmain Antminer. Denne sorte tavle er dog kun en enkelt BeagleBon Black version 2.5 eller på BBB almindelige mennesker.
Hvorom alting er, er tilstedeværelsen på selve bundkortet af stigmatiseringen fra Bitmain overraskende, men det er ikke overraskende, at BBB blev brugt som et kontrolkort for minearbejderen. Til denne odnoplatnika er der et tilstrækkeligt antal færdige systemløsninger, herunder i det offentlige domæne.
Som nævnt ovenfor sendes minearbejderen til kunder uden kølesystem og uden strømforsyning. Som et køletårn vil køleren passe til familien af Intel CPU LGA115X. For at installere det på forsiden af brættet er der fire huller.
Det er dog bemærkelsesværdigt, at der er yderligere fire huller nær FPGA-chippen. Det vil sige, at det er muligt at installere en lille passiv køling på chippen. Sådan afkøling er tilrådeligt at placere, hvis du planlægger at placere pladen i et lukket, gennemblæst hus.
For enden af tavlen er der to signal-LED'er. Logikken i deres arbejde er standard, der bruges i mange ASIC-minearbejdere. Hvis den grønne LED blinker langsomt, med en frekvens på cirka en gang i sekundet, så er alt i orden; hvis den er rød, så er der nogle problemer.
Det anbefales ikke at tænde for minearbejderen uden afkøling. Standardminerindstillingerne har allerede puljer og en hashing-algoritme. Derfor, når du tilslutter strømmen og tænder for netværket med DHCP, vil minearbejderen straks begynde at arbejde.
Minearbejderens operativsystem og software er på BeagleBon Black enkeltbordscomputeren nævnt ovenfor. Linux er valgt som operativsystem til ARM, der er ingen overraskelser her.
Ikke den nyeste, men testede 3.8.13 kerne på mange systemer. Der er en masse ledig RAM. Generelt tyder konklusionen på sig selv, at BBB for denne model af minearbejderen er tilstrækkelig rigelig, og i stedet for det kunne man tage et andet bord, billigere.
De vigtigste kontrolkortressourcer bruges på det tilpassede til at arbejde med FPGA cgminer 2.3.3. Linux-belastningsgennemsnittet for "Load average"-systemet er 0,6 i gennemsnit, hvilket er ganske behageligt for systemer af denne klasse.
På listen over kørende processer kan du se en række programmer og scripts, der kan ses på minearbejdere fremstillet af Bitmain, for eksempel monitor-ipsig, montorsd, monitor-recobtn, monitorcg. Som et resultat kan det konkluderes, at ikke kun kontrolkortet blev lånt, men også Bitmain-softwarekomponenter.
På skærmbilledet ovenfor kan du se, at cgminer fungerer gennem skærmprogrammet og hedder cgminer. I konsollen kan du oprette forbindelse til skærmen og se cgminer arbejde.
Desværre viser cgminer ikke mange statistiske oplysninger i konsollen.
Filsystemstrukturen er ret typisk for operativsystemer af denne type:
Selvom du ser godt efter, kan du se et par ukendte mapper - fpgabit og sdcard, og deres tilstedeværelse er ikke tilfældig. Dette styrekort styrer FPGA'en, som igen har brug for de såkaldte "bitstreams", eller bitstreams, for at fungere.
Hver algoritme har brug for sin egen bitstrøm, og da F1 Mini "forstår" en hel del algoritmer, kan de lagres meget i minerens interne hukommelse. Enhedsudviklere taler om syv bit-streams, der kan gemmes samtidigt. Hvis hukommelsen er fuld, men der er behov for at tilføje en ny algoritme til minedrift, så bliver du selv nødt til at oprette forbindelse til mineren og slette ubrugte bitstreams.
Skærmbilledet ovenfor viser, at fpgabit-biblioteket indeholder fem bitstreams og fem konfigurationsfiler til dem til cgminer. Du kan se, at selve bitstrømmen har en størrelse på omkring ni megabyte. For den brugte Kintex-7 FPGA er dette normalt. For eksempel er størrelsen af Cyclon V bitstrømmen omkring fire megabyte.
Catalog sdcard dukkede kun op i de nyeste versioner af software til minearbejderen.
Denne mappe repræsenterer monteringspunktet for det eksterne SD-kort og er beregnet til kun at gemme bitstrømmene fra én Odocrypt-algoritme, som endnu ikke er i brug i skrivende stund. Dette er den algoritme, der vil blive introduceret på DigiByte i stedet for Myriad-Groestl efter den 19. juli, og som oprindeligt blev gjort venlig over for FPGA.
Behovet for at bruge et separat hukommelseskort skyldes en ændring i hashing-algoritmen hver 10. dag. Det vil sige, at miner hver 10. dag skal ændre bitstrømmen. Derfor planlægger producenterne at prægenerere deres specifikke volumen, som ikke passer ind i kontrolkortets interne hukommelse.
Brugergrænsefladen er tilgængelig via browseren. Som med andre lignende minearbejdere er hovedopgaven at finde enheden på netværket og derefter kontakte den fundne IP-adresse ved hjælp af en browser.
Alle de grundlæggende oplysninger er givet på minearbejderens startskærm. Det første trin er dog at gå videre til indstillingerne af puljen til minedrift. Det blev bemærket ovenfor, at F1 Mini kommer med de indstillinger, den indeholder. Derfor kan du på skærmen se noget som dette:
Det er muligt, at der i den anden F1 Mini vil blive fundet noget andet, men i denne prøve var der foreskrevet puljer til amoveo-algoritmen. Det fulde sæt af algoritmer, der er tilgængelige for minearbejderen, kan ses og downloades på en særlig side.
Skærmbilledet ovenfor viser de 18 algoritmer, såvel som hovedfirmwaren til kontrolkortet - "Rootfs Linux Image". Selve algoritmerne er delvist universelle – for F1 mini er filer med bitstreams velegnede til den ældre model af miner F1.
På listen kan du se de algoritmer, der har navnet skjult. For eksempel, i skærmbilledet ovenfor, er dette Algo7-algoritmen. Miner-udviklere skjuler specifikt navnet på nogle algoritmer. Som de præciserede, er faktum, at nogle samfund ikke kan lide visse kryptovalutaer, når deres mønter begynder at blive udvundet ved hjælp af FPGA.
Det er grunden til, at navnet på nogle algoritmer er skjult og kun rapporteret til enhedskøbere. Forresten, for en foreløbig vurdering af minearbejdernes fortjeneste, tilbyder udviklerne at gøre sig bekendt med en særlig side på deres hjemmeside.
Desværre er der ingen oplysninger om rentabiliteten for F1 Mini, men det overordnede billede er ret realistisk.
Algoritmerne og filsystemet opdateres i samme menu.
Efter at have downloadet arkivet med algoritmefilerne, genstarter mineren automatisk, og derefter vil alle indlæste algoritmer være tilgængelige på poolkonfigurationssiden i rullelisten.
Muligheden "Tilpas blæserhastighedsprocenten", der er inkluderet nederst på skærmen med 0% indstillet, er afgørende. Som praksis har vist, er der en form for fejl i den aktuelle firmwareversion. Hvis du ikke indstiller denne mulighed, starter minedrift ikke trivielt. Dette skyldes genkendelsesfejlen for den tilsluttede kølesystemblæser. Det er dog sandsynligt, at denne fejl ikke vises i andre forekomster af F1 Mini.
F1 Mini blev testet på sine egne pools baseret på den decentraliserede pool – p2pool. Et sådant valg er ikke tilfældigt. Den stratum decentraliserede p2pool er ikke helt standard på grund af selve poolens beskaffenhed. Derfor er det altid interessant at tjekke, hvordan den næste nye minearbejder er i stand til at opfatte forskellige grænseflader til minedrift.
Tre algoritmer blev udvalgt fra listen over algoritmer – Phi2 (Argoneum-mønt), Tribus (Denarius-mønt) og Lyra2rev3 (Vertcoin-mønt). Da artiklen blev skrevet, blev en anden GPU-algoritme frigivet - Honeycomb (Beenode-mønt). Alle fire algoritmer blev tidligere betragtet som algoritmer udelukkende til GPU'er, hvilket viste god rentabilitet for dem. Indstilling og minedrift overveje eksemplet med algoritmen Tribus.
Efter indstilling af miner, efter et stykke tid vises oplysningerne på siden "Miner Status".
Skærmbilledet ovenfor viser resultaterne af minedrift på Tribus-algoritmen. Den gennemsnitlige hashhastighed i tre dage var 236 Mh/s, selvom producenterne på siden, der beskriver F1 Mini-funktionerne, angiver 244 Mh/s. En lille forskel kan skyldes en ikke særlig stabil internetkanal på testbænkens placering.
Strømforbruget for F1 Mini under minedrift på Tribus-algoritmen ved standardfrekvenserne (490 MHz) var 68,2 W.
For at kontrollere overclockingspotentialet blev standardfrekvensen på 450 MHz øget med 10 % til 540 MHz
Energiforbruget steg fra 68,2 til 73,1 watt, med 7,1 %
Samtidig steg hashhastigheden fra 236 Mh/s til 262 Mh/s med 11 %, og temperaturen på FPGA-chippen steg fra 35 til 38 grader, med 8,5 %. At accelerere F1 Mini, som enhver anden minearbejder, skal du gøre det omhyggeligt, kontrollere parametrene og forstå, hvad du laver. Som en obligatorisk anbefaling – den normale afkøling af chippen.
Det mest interessante er at sammenligne effektiviteten af minedrift på forskellige algoritmer for GPU'er fra forskellige producenter og den overvejede F1 Mini-miner. Til en sådan sammenligning blev ovenstående fire algoritmer, Phi2, Tribus, Lyra2rev3 og Honeycomb, taget. Ud over F1 Mini blev minedrift udført på AMD Vega64 og Nvidia 1060. Resultaterne blev opsummeret i en sammenlignende tabel.
Resultaterne opnået i kommentarerne behøver ikke og giver os mulighed for at evaluere effektiviteten af minedrift på FPGA i sammenligning med GPU-minedrift. Det er logisk, at forskellige algoritmer har forskellig effektivitet på forskelligt udstyr.
I sidste ende er det værd at bemærke, at enheden viste sig meget interessant. Implementeringen af multi-algoritme-mining på FPGA med en brugervenlig grænseflade viste sig at være ganske god.
Blackminer har et stort fællesskab, men det er hovedsageligt koncentreret i Discord. I Telegram, især i det russiske segment, er producenten ikke repræsenteret. Der er oprettet en åben gruppe specielt til udviklingen af det russisktalende samfund. For dem, der er interesseret i FPGA-minedrift og dem, der ønsker at købe F1 Mini, minder vi om, at en rabatkode – bits.media blev skabt specielt til bits.media-brugere. Koden skal enten indtastes i bestillingsvinduet, eller i første omgang følge linket med denne kode.