Gruvdrift på FPGA upplever en ny gryning på grund av kryptovalutautvecklares kamp med ASIC-gruvarbetare. Artikeln beskriver en av dessa enheter – Blackminer F1 Mini.
Tillverkning av utrustning för gruvdrift av kryptovaluta är en snabbt växande industri som har gått igenom vissa utvecklingsstadier på relativt kort tid. Ett av dessa steg var användningen av FPGA, eller FPGA, för att skapa hårdvarugruvarbetare. De första sådana enheterna i sig var avsedda för utvinning av Bitcoin och existerade under en kort tid, varefter de avsattes av ASIC-gruvarbetare. En av dessa enheter övervägdes till exempel här.
Eran med FPGA-brytning är dock inte över. Under åren har antalet kryptovalutor ökat markant, liksom antalet hashalgoritmer. Utrustningstillverkare reagerar på den förändrade situationen på denna marknad och släpper fler och fler nya gruvenheter baserade på ASIC.
Moderna ASIC-chips skapas dock bara för en algoritm, och när kryptovalutaalgoritmen ändras är det omöjligt att modifiera chippet för en ny algoritm. Och en sådan förändring i algoritmen är ganska ofta förekommande. Det räcker med att minnas åtminstone Moneros oupphörliga kamp med ASIC-gruvarbetare, eller Vertcoin, vars skapare ändrade algoritmen genom att ta deras mynt från ASIC-gruvdriftssfären. Till skillnad från ASIC har FPGA-chippet en enorm obestridlig fördel — anpassningsförmåga och mjukvaruflexibilitet, eftersom det kan omprogrammeras och fortsätta att användas på den ändrade algoritmen.
Moderna gruvarbetare baserade på FPGA kan delas in i två kategorier. Den första kategorin, som kan kallas "för specialister", inkluderar typiska FPGA-kort med olika gränssnitt, för programmering och service som det är nödvändigt att ha ett antal specifik kunskap om. Den andra kategorin, "för hemgruvarbetaren", inkluderar färdiga enheter med ett vänligt gränssnitt, vars konfiguration inte kräver ytterligare kunskap.
Representanter för den andra kategorin av FPGA-gruvenheter är BlackBlock-enheter. Idag tillverkar och säljer företaget fyra modeller av gruvarbetare:
Den här artikeln diskuterar den billigaste och enklaste gruvarbetaren i BlackMiner-familjen – F1 Mini. Genom att läsa en liten beskrivning på tillverkarens webbplats kan du se frasen "Inga radiatorer och ingen kostnad." Det betyder att för att kunna använda produkten måste du förbereda strömförsörjningen i förväg. ATX-enheter med PCI-e grafikkorts strömkontakter duger. Det finns dock en kontakt på kortet för en konventionell DC 12V-strömförsörjning, vars huvudkrav är att säkerställa en ärlig 8A-utgång.
Enligt den gamla goda traditionen har tillverkaren tagit fram en rabattkod speciellt för användare av vår sida för att få rabatt för F1 Mini – bits.media. Koden måste antingen anges i beställningsfönstret eller först följa länken.
Förpackningar är ganska standard för sådana föremål. I FPGA:s tulldeklaration är gruvarbetaren listad som en "utvecklingsnämnd".
Det finns en ganska hård kartong under förpackningen:
I själva lådan är gruvarbetaren förpackad i en antistatisk påse, som är förpackad i en speciell vagga bildad av polyetenskum. Ovanpå förpackningen med brädan täckt med ett lock av samma material. En sådan noggrann förpackning eliminerar risken för skador på gruvarbetaren under transport.
Anses vara en gruvarbetare består av två delar. Den främre delen är utformad för att installera kylning, som inte bör störa. Det är därför det praktiskt taget inte finns några elektroniska komponenter på framsidan.
Under den gula varningsetiketten är FPGA-chippet dolt.
Gruvarbetaren använder FPGA från Xilinx Kintex-7-familjen, modell XC7K325T. Detta är ett ganska kraftfullt och produktivt chip på 326080 logiska celler. Detaljerade specifikationer är som följer:
I Kintex-7-familjen tillhör detta chip mellansegmentet både vad gäller dess tekniska egenskaper och pris.
Baksidan av gruvarbetaren är utan tvekan mer intressant i sitt innehåll.
Längst ner till höger på kortet finns en kontakt för anslutning av 12V-strömförsörjningen av PCI-e-standarden. Till vänster om den finns en strömbrytare "ON-OFF", en kontakt för strömförsörjning från DC 12V-block och en återställningsknapp i det nedre vänstra hörnet. Överst på kortet, till vänster, finns två röda 4-stiftskontakter för anslutning av aktiva kylfläktar.
I mitten av kompositionen finns ett stolt svart kort med en vit "Antminer" bokstäver. Många ägare av Bitmain ASIC-gruvarbetare tror uppriktigt att det här kortet inte är något annat än ett kontrolluttag för Bitmain Antminer. Den här svarta tavlan är dock bara en enda BeagleBon Black version 2.5 eller på BBB-vanliga människor.
Hur som helst, närvaron på själva moderkortet av stigmat från Bitmain är förvånande, men det är inte förvånande att BBB användes som ett kontrollkort för gruvarbetaren. För denna odnoplatnika finns det ett tillräckligt antal färdiga systemlösningar, inklusive i det offentliga området.
Som nämnts ovan skickas gruvarbetaren till kunder utan kylsystem och utan strömförsörjning. Som ett kyltorn kommer kylare att passa familjen Intel CPU LGA115X. För att installera den på framsidan av brädan finns det fyra hål.
Det är dock anmärkningsvärt att det finns ytterligare fyra hål nära FPGA-chippet. Det vill säga att det går att installera en liten passiv kyla på chippet. Sådan kylning är tillrådlig att placera om du planerar att placera brädan i ett slutet, välblåst hölje.
I slutet av kortet finns två signallysdioder. Logiken i deras arbete är standard, som används i många ASIC-gruvarbetare. Om den gröna lysdioden blinkar långsamt, med en frekvens på ungefär en gång i sekunden, är allt bra; om det är rött finns det några problem.
Det rekommenderas inte att slå på gruvarbetaren utan kylning. Standardinställningarna för miner har redan pooler och en hashalgoritm. Därför, när du ansluter strömmen och slår på nätverket med DHCP, kommer gruvarbetaren omedelbart att börja arbeta.
Operativsystemet och programvaran för gruvarbetaren finns på BeagleBon Black enkortsdator som nämns ovan. Linux är valt som operativsystem för ARM, det finns inga överraskningar här.
Inte den senaste, men testade 3.8.13-kärnan på många system. Det finns mycket ledigt RAM-minne. Generellt sett tyder slutsatsen på att BBB för denna modell av gruvarbetaren är tillräckligt riklig, och istället för det kan man ta en annan bräda, billigare.
Huvudstyrkortets resurser spenderas på det anpassade för att arbeta med FPGA cgminer 2.3.3. Linux-belastningsgenomsnittet för "Load average"-systemet är 0,6 i genomsnitt, vilket är ganska bekvämt för system av denna klass.
I listan över pågående processer kan du se ett antal program och skript som kan ses på gruvarbetare tillverkade av Bitmain, till exempel monitor-ipsig, montorsd, monitor-recobtn, monitorcg. Som ett resultat kan man dra slutsatsen att inte bara styrkortet lånades, utan även Bitmain-programvaran.
I skärmdumpen ovan kan du se att cgminer fungerar genom skärmprogrammet och heter cgminer. I konsolen kan du ansluta till skärmen och se hur CGminer fungerar.
Tyvärr visar inte cgminer mycket statistisk information i konsolen.
Filsystemstrukturen är ganska typisk för operativsystem av denna typ:
Även om du tittar noga kan du se ett par okända kataloger – fpgabit och sdcard, och deras närvaro är inte oavsiktlig. Detta styrkort styr FPGA:n, som i sin tur behöver de så kallade "bitströmmarna", eller bitströmmar, för att fungera.
Varje algoritm behöver sin egen bitström, och eftersom F1 Mini "förstår" en hel del algoritmer, kan de lagras mycket i gruvarbetarens interna minne. Enhetsutvecklare talar om sju bitströmmar som kan lagras samtidigt. Om minnet är fullt, men det finns ett behov av att lägga till en ny algoritm för mining, måste du själv ansluta till miner och radera oanvända bitströmmar.
Skärmdumpen ovan visar att fpgabit-katalogen innehåller fem bitströmmar och fem konfigurationsfiler för dem för cgminer. Du kan se att själva bitströmmen har en storlek på cirka nio megabyte. För den använda Kintex-7 FPGA är detta normalt. Till exempel är storleken på Cyclon V-bitströmmen cirka fyra megabyte.
Catalog sdcard dök endast upp i de senaste versionerna av programvaran för gruvarbetaren.
Den här mappen representerar monteringspunkten för det externa SD-kortet och är avsedd att lagra bitströmmar för endast en Odocrypt-algoritm, som ännu inte används i skrivande stund. Det här är algoritmen som kommer att introduceras på DigiByte istället för Myriad-Groestl efter den 19 juli och som ursprungligen gjordes vänlig för FPGA.
Behovet av att använda ett separat minneskort beror på en förändring av hashalgoritmen var tionde dag. Det vill säga var tionde dag måste gruvarbetaren ändra bitströmmen. Följaktligen planerar tillverkare att förgenerera sin specifika volym, som inte får plats i styrkortets interna minne.
Användargränssnittet är tillgängligt via webbläsaren. Som med andra liknande gruvarbetare är huvuduppgiften att hitta enheten i nätverket och sedan kontakta den hittade IP-adressen med hjälp av en webbläsare.
All grundläggande information ges på gruvarbetarens startskärm. Det första steget är dock att gå vidare till inställningarna för poolen för gruvdrift. Det noterades ovan att F1 Mini kommer med de inställningar den innehåller. Därför kan du se något i stil med detta på skärmen:
Det är möjligt att i den andra F1 Mini kommer något annat att hittas, men i detta prov fanns det föreskrivna pooler för amoveo-algoritmen. Den fullständiga uppsättningen algoritmer som är tillgängliga för gruvarbetaren kan ses och laddas ner på en speciell sida.
Skärmdumpen ovan visar de 18 algoritmerna, såväl som den huvudsakliga firmwaren för kontrollkortet - "Rootfs Linux Image". Algoritmerna i sig är delvis universella – för F1 mini är filer med bitströmmar lämpliga för den äldre modellen av miner F1.
I listan kan du se de algoritmer som har namnet dolt. Till exempel, i skärmdumpen ovan, är detta Algo7-algoritmen. Miner-utvecklare döljer specifikt namnet på vissa algoritmer. Som de klargjorde är faktum att vissa samhällen inte gillar vissa kryptovalutor när deras mynt börjar brytas med hjälp av FPGA.
Det är därför namnet på vissa algoritmer är dolt och rapporteras endast till enhetsköpare. Förresten, för en preliminär bedömning av gruvarbetarnas vinst, erbjuder utvecklarna att bekanta sig med en speciell sida på deras webbplats.
Tyvärr finns det ingen information om lönsamheten för F1 Mini, men den övergripande bilden är ganska realistisk.
Algoritmerna och filsystemet uppdateras i samma meny.
Efter att ha laddat ner arkivet med algoritmfilerna kommer gruvarbetaren automatiskt att starta om, och efter det kommer alla laddade algoritmer att vara tillgängliga på poolkonfigurationssidan i rullgardinslistan.
Alternativet "Anpassa fläkthastighetsprocenten" som finns längst ner på skärmen med 0% inställd är avgörande. Som praxis har visat finns det något slags fel i den aktuella firmwareversionen. Om du inte ställer in det här alternativet, startar inte gruvdrift trivialt. Detta beror på igenkänningsfelet för den anslutna kylsystemets fläkt. Det är dock troligt att det här felet inte kommer att visas i andra instanser av F1 Mini.
F1 Mini testades på sina egna pooler baserat på den decentraliserade poolen – p2pool. Ett sådant val är inte av misstag. Den stratum decentraliserade p2poolen är inte helt standard på grund av själva poolens natur. Därför är det alltid intressant att kolla hur nästa nya gruvarbetare kan uppfatta olika gränssnitt för gruvdrift.
Tre algoritmer valdes ut från listan över algoritmer – Phi2 (Argoneummynt), Tribus (Denariusmynt) och Lyra2rev3 (Vertcoinmynt). När artikeln skrevs släpptes en annan GPU-algoritm – Honeycomb (Beenode-mynt). Alla fyra algoritmerna betraktades tidigare som algoritmer exklusivt för GPU:er, vilket visade god lönsamhet för dem. Inställning och mining överväga exemplet med algoritmen Tribus.
Efter att ha ställt in miner, efter ett tag visas informationen på sidan "Miner Status".
Skärmdumpen ovan visar resultaten av gruvdrift på Tribus-algoritmen. Den genomsnittliga hashhastigheten för tre dagar var 236 Mh/s, även om tillverkare på sidan som beskriver F1 Mini-funktionerna anger 244 Mh/s. En liten skillnad kan bero på en inte särskilt stabil internetkanal vid platsen för testbänken.
Strömförbrukningen för F1 Mini under gruvdrift på Tribus-algoritmen vid standardfrekvenserna (490 MHz) var 68,2 W.
För att kontrollera överklockningspotentialen höjdes standardfrekvensen på 450 MHz med 10 % till 540 MHz
Energy consumption increased from 68.2 to 73.1 watts, by 7.1%
At the same time, the hash rate increased from 236 Mh / s to 262 Mh / s by 11%, and the temperature on the FPGA chip increased from 35 to 38 degrees, by 8.5%. Accelerating the F1 Mini, like any other miner, you need to do it carefully, controlling the parameters and understanding what you are doing. As a mandatory recommendation – the normal cooling of the chip.
The most interesting thing is to compare the effectiveness of mining on different algorithms for GPUs from different manufacturers and the F1 Mini miner under consideration. For such a comparison, the above four algorithms, Phi2, Tribus, Lyra2rev3 and Honeycomb, were taken. In addition to F1 Mini, mining was carried out on AMD Vega64 and Nvidia 1060. The results were summarized in a comparative table.
The results obtained in the comments do not need and allow us to evaluate the effectiveness of mining on the FPGA in comparison with the GPU mining. It is logical that different algorithms have different efficiency on different equipment.
In the end, it is worth noting that the device turned out very interesting. The implementation of multi-algorithm mining on FPGA with a user-friendly interface turned out to be quite good.
Blackminer has a large community, but it is mainly concentrated in Discord. In the Telegram, especially in the Russian segment, the manufacturer is not represented. An open group has been created specifically for the development of the Russian-speaking community. For those interested in FPGA mining and those who want to buy F1 Mini, we remind you that a discount code – bits.media was created specifically for bits.media users. The code must either be entered in the order window, or initially follow the link with this code.