Майнинг ферма fpga

Как майнеры шли от CPU через GPU до FPGA / Майнинг криптовалют / Криптовалюта

CPU поколение

Если мы посмотрим в определение того же Биткоинта то весь смысл работы вашего майнинг-клиента будет в выполнении следующей функции: вычисление SHA256 от 512-битных блоков while (1) { HDR[kNoncePos]++; IF (SHA256(SHA256(HDR)) < (65535 << 208)/ DIFFICULTY) return; }

Вычисление идут цепочками в которых результаты предыдущих вычислений требуются для последующих именно по этой причине воможно распараллеливание проверки каждого отдельного хэша.

Для справки: CPU обрабатывает 4 32-битных инструкции за такт (SSE), или 8 32-битных инструкций за такт (AVX)Таблица производительности процессоров для майнинга но скажу, что производительность достигает потолка в 33 MH/s для intel Core i7 990x.

GPU поколение

В октябре 2010 общественность получила open-source майнер на OpenCL. Очень быстро были созданы или адаптированы майнеры для майнинга на GPU. Пришла смерть CPU-майнингу. Огромное разнообразие OpenCL-реализаций следствие выжимания всё, на что те были способны тандем CPU+GPU. Вторая волна позволила регулировать напряжение на GPU-ядре, частоты GPU, количество потоков. Ведь простой = потеря денег, а многие пользователи начали создавать фермы.

Типовые GPU от AMD показывали более оптимальную производительность(GH/s на $), чем NVidia/Интел. Это результат из-за системы команд, подходящие для SHA256, и архитектуре VLIW, которая содержит большее количество ALU, работающих параллельно. А операция сдвига и битового реализованы единственной инструкцией AMD ISA.

Фермы GPU

Майнинг биткоинов и криптовалют на них похожих толком не использует пропускную способность PCI-E интерфейса материнской платой. Простой кабель, продаваемый за $8, позволяет подключить до 16x GPU в 1х слот.

Использование материнской платы, с большим числом дешевых 1x слотов, решило проблему с подключением большого числа GPU. Резистор, воткнутый в DVI разъем, успешно имитирует подключение монитора. Проблемы со стабильностью работы из-за того что GPU потребляют слишком большой ток по линии 12V. Решением проблемы перегрузки питания при майнинге на большом количестве видеокарт — независимый подвод питания к видеокартам, минуя материнскую плату.

FPGA майнинг

В Июне 2011 была выпущена первая версия open-source реализацию биткоин-майнера для FPGA. FPGA хороши как для операций сдвига, так и для битовых операций, составляющих ядро алгоритма майнинга. Было достингнута производительность 1хэш/такт/модуль FPGA. Основной проблемой для FPGA-майнеров стало то, что их энергопотребление гораздо выше, чем для типичных случаев использования FPGA. В результате появились специализированные платы, которые конструировались с единственной целью – обеспечить необходимое питание и температурный режим для FPGA.

Платы на основе FPGA Spartan XC6SLX150 позволили достигнуть производительности 860MH/s, при частоте 215 MHz, энергопотреблении 39W и стоимости $1060. Разработка компании Butterfly Labs (BFL 830 MH/s при цене $599. Топовое решение от той же компании на основе FPGA Altera показало производительность 25.2 GH/s при цене $15K (650-750 MH/s на чип).

FPGA было трудно конкурировать с GPU – последние стоят на ~30% меньше и их можно перепродать. Основное преимущество FPGA заключается в почти пятикратном выигрыше энергопотребления, что делает их столь же привлекательными как и GPU, при условии эксплуатации в течение года или двух.

поколении ASIC

Вы не сможете с помощью ASIC майнера, рассчитанного на майнинг биткоинов, выполнять какие-либо другие задачи, например, заниматься майнингом Litecoin. Зато можно получить майнер огромной мощности на порядки дешевле. Разработка ASIC майнера трудоемкое и затратное занятие: ошибка на производстве начинайте заново, а партию в помойку. А вот удачно отработанный процесс производства является возможность дешево получать чипы сотнями тысяч.

ASIC майнер на чипах Avalon

Китайская компания Avalon довольно быстро выпустила на рынок чипы, которые были на старом техпроцессе в 0.11 микрон и со скромными показателями в 270 Mh/s при энергопотреблении 6,6 Ватт/GHs. Но это был первый специализированный чип для майнинга Bitcoin.

foreignru.com

Майнинг на FPGA-чипах (ПЛИС) в истории развития криптовалют

Из истории добычи криптовалют не возможно выкинуть и забыть период разработки и майнинга на FPGA-чипах. Этот период имел свое начало в июне 2011 года, ведь именно тогда началось производство этих специализированных чипов, характеризующихся достойной производительностью наравне с GPU-картами, а так же имевших низкое энергопотребление.

Что такое FPGA?

FPGA — это аббревиатура полного названия на английском языке Field-Programmable Gate Array, или на русском языке Программируемая пользователем вентильная матрица (ППВМ) — устройство, состоящее из полупроводников с возможностью конфигурации производителем или конечным пользователем после производства.

FPGA (ППВМ) входит в состав архитектурных разновидностей ПЛИС — программируемых логических интегральных схем.

Если сказать простым языком, это устройство представляет из себя микросхему с множеством логических блоков, объединенных в одну цепь. Эти блоки могут быть сконфигурированы в любое время, могут быть настроены на выполнение одной из базовых двоичных операций — AND, OR, XOR, NAND или NOR.

В большинстве современных процессоров функции блоков запрограммированы на заводе и их нельзя менять.

Если рассмотреть архитектуру FPGA, то она состоит из трех основных программируемых элементов:

ПЛБ — программируемые логические блоки, которые служат для построения логики. Блок состоит из таблицы истинности LUT с четырьмя входами и триггера.
БВВ — блоки ввода-вывода. Они предназначены для связи контактов в корпусе с сигнальными линиями.
Внутренние связи — управляют путями соединения входов и выходов ПЛБ и БВВ.

Применение плат FPGA в майнинге

Первые энтузиасты, которые стали использовать FPGA платы в майнинге столкнулись с проблемой повышенного энергопотребления в сравнении с обычным использованием этих плат. Это было связано с постоянной активностью блоков во время логических вычислений. Большинство заводских плат не могли обеспечить необходимое для майнинга электропитание и охлаждение.

В связи с таким поворотом событий производители начали выпускать FPGA-платы с минимально необходимым набором компонентов без лишней периферии, такой как I/O, RAM и других, что минимизировало расходы на производство и одновременно обеспечило платы необходимым питанием и достаточным температурным режимом.

Так появилась плата Spartan XC6SLX150 с производительностью 860 Mh/s, с энергопотреблением 39 Вт и стоимостью $1060.

Другая разработка от Butterfly Labs (BFL) из Канзаса имела сопоставимую производительность 830 Mh/s и стоимостью $599.

Топовая плата на основе чипов Altera имела производительность 25,2 Gh/s и была стоимостью $15000.

Сравнение FPGA-плат с GPU-картами

GPU-карты имеют неоспоримое превосходство над FPGA-платами практически по всем параметрам. Давайте рассмотрим их чуть подробнее:

Стоимость оборудования с примерно одинаковой мощностью отличается на 30% в пользу GPU-карт.
Высокий потенциал последующей перепродажи GPU-карт после завершения майнинга, тогда как FPGA платы вряд ли удастся продать после их устаревания.
При производстве GPU карт используются более эффективные и современные технологические процессоры.

Единственным преимуществом ППВМ является их энергоэффективность, которая почти в 5 раз выигрывает у GPU.

Если рассматривать самые современные и продвинутые платы Altera, созданные на основе 22нм и 14нм техпроцессов, то они являются крайне энергоэффективными, но имеют высокую стоимость.

Основными ведущими производителями чипов для ППВМ явлются: Altera, Actel, Atmel, Xilinx, Lattice semiconductor, а так же Achronix и Butterfly Labs.

Период майнинга на FPGA платах оказался крайне не продолжительным в связи с началом производства нового поколения оборудования для майнинга — Asic (Асик), которое сочетало в себе хорошую энергоэффективность и огромную производительность.

bitcoingid.ru

что это и как работает? — RBC

Криптоферма – это система программных и аппаратных средств, которые используются для добычи криптовалютных единиц. Как же работает такая система и что для этого нужно? Прежде, чем ответить на этот вопрос, необходимо разобраться с тем, что такое майнинг и как он работает.

Процесс добычи

Когда создается блок транзакций, майнеры инициируют процесс, который подтверждает его точность. Они берут этот блок и, применяя математические вычисления, превращают эту начальную последовательность во что-то гораздо более короткое. Результатом является более компактная последовательность, состоящая из букв и чисел, которую также называют «хэш».

Каждый новый блок создается с использованием предыдущего хеша. Это один из способов подтверждения точности блока. Этот процесс создает своеобразную «восковую печать», в которой говорится, что этот блок и тот, который был до него, являются точными. Предположим, вы решили вмешаться в блок. Если это так, каждый сразу узнает об этом — он будет отмечен как подделка. Ниже приведена краткая разбивка процесса добычи:

Транзакция вставляется в блок.
Майнеры проверяют, действительна ли транзакция.
Они выбирают заголовок последнего блока и вставляют его в новый блок как хэш.
Они решают математические уравнения.
Когда решение найдено, новый блок добавляется в цепочку блоков, а затем распространяется по всей сети.

Майнеры не пытаются проверить только одну транзакцию — они работают над проверкой многих. Все транзакции помещаются в блоки с виртуальной блокировкой. Майнеры запускают программное обеспечение, чтобы найти «ключ», который открывает эту блокировку.

Однако выполнить эти задачи непросто. Например, предполагаемое количество попыток найти правильный ключ составляет около 1,7 миллиарда, а награду за биткоин выдают примерно каждые 10 минут. Ключом к успеху является наличие правильных инструментов, а именно – эффективная криптоферма.

Простыми словами криптоферма (майнинг ферма) это — группа процессоров настроенных на решение математических задач, за которые майнер получает награду.

Типы криптоферм

Помимо кошелька, вам также нужна сама криптоферма — они значительно изменились за последние несколько лет. Рассмотрим основные их типы.

CPU-фермы. В ранние годы майнеры полагались на простые процессоры для добычи криптовалют. В то время эти базовые компьютеры были достаточно мощными, чтобы выполнять требуемые задачи. Но позже, взломать коды стало сложнее, а майнеры нашли более надежную альтернативу: добыча на графических картах. Но и сейчас майнинг на процессорах может быть актуален, если у вас есть возможность приобрести хорошие процессоры Xeon по низкой цене, так как некоторые криптовалюты неплохо на них добываются.

GPU-фермы. Фермы на видеокартах почти в 100 раз быстрее, чем процессоры, когда дело доходит до добычи криптовалют. Соответственно, более быстрый результат приводит к большему успеху. Графические процессоры также могут использоваться для размножения различных криптовалют, а не только биткоинов. Но с течением времени появились более быстрые и даже более надежные варианты. Видеокарты от AMD и Nvidia дают разные результаты в майнинге разных момент. Статья о том как собрать GPU ферму в домашних условиях.
FPGA-фермы. Программируемая пользователем матрица вентиляторов (FPGA) позволяет производителям оборудования для изготовления микросхем и настраивать их для добычи биткоинов и других криптовалют. Поскольку эта технология специально настроена для разработки биткоинов, она обычно работает намного лучше, чем процессоры и графические процессоры.
ASIC-фермы. Специализированные интегральные схемы (ASIC), предназначенные для обеспечения эффективности майнинга при высокой скорости обработки и эффективном расходе электроэнергии. По факту это блоки настроенные только на майнинг определённых криптовалют. Некоторые асики могут работать сразу с несколькими алгоритмами.

Таким образом, криптофермы на основе центральных процессоров уже, практически, отжили свое, а на их место пришли более современные и прогрессивные технологии, позволяющие ускорить добычу криптовалют. Если вы хотите более подробно узнать о том, сколько можно заработать на майнинге и о чем следует помнить при организации фермы, читайте нашу статью, посвященную этой теме.

__________________________________________________________________

Возможность быстро увеличить капитал появляется раз в несколько десятилетий, и сейчас биржевая торговля криптовалютой — самое перспективное направление. Проходите по ссылке, регистрируйтесь и начинайте зарабатывать на биржевой торговле криптовалютой.

Автор: Власов Дмитрий

Tags: майнинг , майнинг ферма

Предыдущая статья

Сколько можно заработать на майнинге?

Следующая статья

Цифровая революция 2.1

probtc.info

Майнинг — Bitcoin Wiki

Твиттер

Фейсбук

Майнинг (англ., "mining") — это процесс записи транзакций с биткоинами в блокчейн, общедоступную базу данных по всем операциям с Bitcoin, которая отвечает за подтверждение транзакции. Узлы сети используют блокчейн, чтобы отличить реальные транзакции от попыток потратить одни и те же средства дважды. Основная цель майнинга — это достижение консенсуса между узлами сети относительно того, какие транзакции считать легитимными.

Кроме того, майнинг — это единственный способ эмисии биткоинов, которые начисляются в качестве вознаграждения за решение майнером определенных математических задач с помощью компьютерного оборудования. Процесс намеренно сделан ресурсоёмким и сложным, чтобы количество блоков, найденных майнерами каждый день, оставалось постоянным.

Каждый блок должен содержать подтверждение того, что работа по решению математической задачи была проведена, и каждый из узлов сети может легко проверить, действительно ли блок был закрыт по правилам. Эмиссия происходит в качестве вознаграждения за майнинг децентрализованно, что означает отсутствие контроля над выпуском со стороны единого центра. В ходе этого процесса майнеры подтверждают совершение транзакций в сети. С целью защиты сети от перерасхода средств, проведение майнинга возможно в строго определенных объемах.

Биткоины, эмитированные с помощью майнинга являются лучшим способом сохранения анонимности транзакции при работе с криптовалютой. Тем не менее, использовать их можно лишь после получения 100 подтверждений сети.

Процесс майнинга[править]

Все переводы в системе биткоин являются общедоступными. Работа майнеров заключается в подборе правильного хэша, который подойдет ко всем транзакциям, находящимся в сети, и обеспечит получение секретного ключа. Возможных комбинаций – миллионы, поэтому процесс, как правило, занимает много времени и требует наличия мощного оборудования.

Hash Rate — скорость, с которой решается математическая задача. Измеряется параметром «хэш в секунду» (H/s).

Искомый майнерами хэш представляет собой величину, состоящую из хэша предыдущего блока, случайного числа и суммы контрольных чисел транзакций, прошедших за последние 10 минут. Условия системы может удовлетворить одна единственная величина, которая также не является постоянной и изменяется после закрытия каждого блока.

Как только правильный хэш определен, блок транзакций закрывается и майнер получает вознаграждение в размере 12.5 биткоинов. Этот процесс можно сравнить с лотереей, так как одновременно поисками хэша занимаются множество участников. Система действует в соответствии со строгими правилами, согласно которым изменение закрытого блока практически невозможно.

Объединение в пулы[править]

Основная статья: Майнинг в пулах

Майнинг криптовалюты представляет собой очень сложный процесс, для выполнения которого требуется наличие существенных мощностей. Постоянно возрастающая сложность майнинга и развитие рынка криптовалют привело к тому, что заниматься майнингом в одиночку стало практически невозможно. В результате появилось понятие «майнинг в пулах», подразумевающее объединение вычислительных мощностей нескольких участников в группу для генерации новых блоков. Вознаграждение, полученное пулом за закрытый блок, распределяется между его участниками.

Оборудование для майнинга[править]

Долгое время майнинг был доступен для пользователей домашних компьютеров, однако, в 2013 году конкуренция среди майнеров за нахождение правильного хэша выросла настолько, что индивидуальный майнинг перестал быть экономически оправданным. В процессе развития и модернизации для майнинга использовались следующие типы вычислительного оборудования:

CPU-майнинг. Представляет собой одну из наиболее ранних версий, функционирующую на основе использования мощности процессора. Данную опцию можно встретить в основном биткоин клиенте, однако, из-за крайне низкой эффективности, в настоящее время она отключена;
GPU-майнинг, подразумевает использование в работе видеокарт. Этот тип майнинга пришел на смену процессорному решению. Его отличительная черта – существенное увеличение производительности системы;
FPGA-майнинг является модернизированным вариантом GPU майнинга, отличающимся более низким энергопотреблением;
ASIC-майнинг с помощью специального оборудования, созданного специально для работы с криптовалютой. Его эффективность значительно превышает показатели обычных видеокарт, что ознаменовало новую эру в развитии Bitcoin.

Майнинг ферма[править]

Основная статья: Майнинг ферма

Майнинг ферма — дата-центр, технически оснащенный для майнинга биткойнов или других криптовалют. Майнинг-фермы возникли в результате постоянного усложнения процесса майнинга, который требует все больше технических, энергетических и финансовых ресурсов.

Майнинг фермы позволяют максимизировать производительность вычислительной техники и, следовательно, Hash Rate. Производительность крупнейших ферм может составлять несколько десятков PH/s (1015 задач/секунда).

Физически майнинг фермы представляют собой помещения с большим количество компьютеров и серверов, которые занимаются решением задач для майнинга. Существуют и домашние майнинг фермы. От обычных ПК они отличаются тем, что специально собраны и заточены под майнинг. Домашние фермы могут приносить доходность, однако пользователи часто сталкиваются с проблемой избыточного потребления электроэнергии, что делает майнинг нерентабельным, и перегревания компьютера в домашних условиях. Один из главных ресурсов, в который приходится вкладываться майнеру, — это электроэнергия. Она же является фактором риска, так как майнинг ферма требует постоянного источника питания 24/7. Кроме того, большое количество процессоров требует соответствующей системы охлаждения и вентиляции.

Облачный майнинг[править]

Основная статья: Облачный майнинг

Облачный майнинг — процесс добычи биткойнов с использованием удаленного центра обработки данных с общей вычислительной мощностью. Это позволяет пользователям майнить биткойны или альтернативные криптовалюты, не управляя непосредственно оборудованием. Чаще всего услугами облачного майнинга пользуются пользователи из стран с дорогим электричеством, что не позволяет им самостоятельно создавать майнинговые фермы.

Пользователи размещаемого оборудования для майнинга могут напрямую арендовать оборудование для майнинга, расположенное у поставщика, который занимается его обслуживанием. Другой вариант — виртуальный частный сервер, на который пользователь устанавливает программное обеспечение для майнинга. Наконец, пользователь может арендовать сами вычислительные мощности, пользуясь уже результатом их работы и не соприкасаясь с физическими или виртуальными серверами.

Основная статья: Веб майнинг

Веб-майнинг, или «скрытый майнинг» — альтернативный способ майнинга криптовалют через веб-браузеры пользователей сайтов. Фактически владельцы интернет-ресурсов могут конвертировать мощности компьютеров посетителей в криптовалюту.

Веб-майнингом занимаются специальные веб-майнеры — программы, которые могут работать при включенном браузере пользователя или в фоновом режиме. Технически запуск такой программы на компьютере может быть запущен строчкой кода JavaScript, прописанной на странице, либо сам код вшит в расширение браузера. Существуют также вирусы, которые заставляют ресурсы компьютера работать на майнинг криптовалют.

Доходность майнинга[править]

Основная статья: Доходность майнинга

Доходность майнинга — уровень вознаграждения, которое получает пользователь блокчейна-сети за майнинг (предоставление своих технических мощностей для проверки транзакций и решения задач сети, результатом чего становится новый блок данных в сети).

Доходность майнинга зависит от двух связанных между собой факторов.

Первый — сложность самого процесса, от которого зависит получение вознаграждение (чем сложнее процесс — тем меньшие объемы задач удается сделать на единицу технического ресурса и, соответственно, получить меньшее вознаграждение).

Второй фактор — от стоимости биткойна (или другой криптовалюты). То есть какую сумму составляет ваше вознаграждение в переводе на фиатные валюты.

Среднегодовая доходность майнинга колеблется от 120 до 200% годовых, а по некоторым продуктам в период «майнинг-бума» с конца 2016 года показала даже лучший результат. Однако этот показатель не учитывает дополнительных инвестиций: аренду помещений, управление майнинг-фермами и затрат на электроэнергию. С поправкой на эти факторы в 2016 году доходность майнинга составила порядка 10-50% годовых.

Твиттер

Фейсбук

ru.bitcoinwiki.org