Mijnbouw op de FPGA beleeft een nieuwe dageraad vanwege de strijd van cryptocurrency-ontwikkelaars met ASIC-mijnwerkers. Het artikel beschrijft een van deze apparaten:de Blackminer F1 Mini.
De productie van apparatuur voor het delven van cryptocurrency is een zich snel ontwikkelende industrie die in een relatief korte tijd van bestaan bepaalde stadia van ontwikkeling heeft doorgemaakt. Een van deze fasen was het gebruik van FPGA, of FPGA, om hardware-mijnwerkers te maken. De eerste dergelijke apparaten waren op zichzelf bedoeld voor de extractie van Bitcoin en bestonden korte tijd, waarna ze werden verdreven door ASIC-mijnwerkers. Een van deze apparaten is hier bijvoorbeeld overwogen.
Het tijdperk van FPGA-mining is echter nog niet voorbij. In de loop der jaren is het aantal cryptocurrencies aanzienlijk toegenomen, evenals het aantal hash-algoritmen. Fabrikanten van apparatuur spelen in op de veranderende situatie in deze markt en brengen steeds meer nieuwe mijnbouwapparatuur uit op basis van ASIC.
Moderne ASIC-chips worden echter slechts voor één algoritme gemaakt en wanneer het cryptocurrency-algoritme verandert, is het onmogelijk om de chip aan te passen voor een nieuw algoritme. En zo'n verandering in het algoritme komt vrij vaak voor. Het volstaat om in ieder geval Monero's onophoudelijke strijd met ASIC-mijnwerkers of Vertcoin te herinneren, wiens makers het algoritme hebben veranderd door hun munt uit de sfeer van ASIC-mijnbouw te halen. In tegenstelling tot de ASIC heeft de FPGA-chip een enorm onmiskenbaar voordeel:aanpasbaarheid en softwareflexibiliteit, omdat hij opnieuw kan worden geprogrammeerd en verder kan worden gebruikt op het gewijzigde algoritme.
Moderne miners op basis van FPGA kunnen worden onderverdeeld in twee categorieën. De eerste categorie, die “voor specialisten” mag worden genoemd, omvat typische FPGA-borden met verschillende interfaces, voor programmering en onderhoud waarvan het noodzakelijk is om over een aantal specifieke kennis te beschikken. De tweede categorie, "voor de thuiszoeker", omvat kant-en-klare apparaten met een gebruiksvriendelijke interface, waarvan de configuratie geen aanvullende kennis vereist.
Vertegenwoordigers van de tweede categorie FPGA-mijnbouwapparaten zijn BlackBlock-apparaten. Tegenwoordig produceert en verkoopt het bedrijf vier modellen mijnwerkers:
Dit artikel bespreekt de goedkoopste en gemakkelijkste miner van de BlackMiner-familie - F1 Mini. Als u een kleine beschrijving op de website van de fabrikant leest, ziet u de zin "Geen radiatoren en geen kosten". Dit betekent dat u de voeding van tevoren moet voorbereiden om het product te kunnen gebruiken. ATX-eenheden met PCI-e videokaart-voedingsconnectoren zijn voldoende. Er is echter een connector op het bord voor een conventionele DC 12V-voeding, waarvan de belangrijkste vereiste is om een eerlijke 8A-uitgang te garanderen.
Volgens de goede oude traditie heeft de fabrikant speciaal voor gebruikers van onze site een kortingscode opgesteld om korting te krijgen voor F1 Mini - bits.media. De code moet ofwel worden ingevoerd in het bestelvenster, of eerst de link volgen.
De verpakking is vrij standaard voor dergelijke artikelen. In de FPGA-douaneaangifte wordt de mijnwerker vermeld als een "ontwikkelingsbord".
Er zit een vrij harde kartonnen doos onder de verpakking:
In de doos zelf is het mijnwerkersbord verpakt in een antistatische zak, die is verpakt in een speciale wieg van polyethyleenschuim. Bovenop de verpakking met het bord afgedekt met een deksel van hetzelfde materiaal. Een dergelijke zorgvuldige verpakking elimineert de mogelijkheid van schade aan het mijnbord tijdens het transport.
Beschouwd als een miner bestaat uit twee delen. Het voorste deel is ontworpen om koeling te installeren, wat niet mag interfereren. Daarom zijn er praktisch geen elektronische componenten aan de voorkant.
Onder de gele waarschuwingssticker zit de FPGA-chip verborgen.
De mijnwerker gebruikt FPGA van de Xilinx Kintex-7-familie, model XC7K325T. Dit is een vrij krachtige en productieve chip op 326080 logische cellen. Gedetailleerde specificaties zijn als volgt:
In de Kintex-7-familie behoort deze chip tot het middensegment, zowel qua technische kenmerken als qua prijs.
De achterkant van de mijnwerker is ongetwijfeld interessanter qua inhoud.
Rechtsonder op het bord zit een connector voor het aansluiten van de 12V voeding van de PCI-e standaard. Links daarvan zit een schakelaar “ON-OFF”, een connector voor voeding van DC 12V blokken en een resetknop in de linker benedenhoek. Aan de bovenkant van het bord, aan de linkerkant, bevinden zich twee rode 4-pins connectoren voor het aansluiten van actieve koelventilatoren.
In het midden van de compositie is er een trotse zwarte kaart met een witte "Antminer" -lettering. Veel eigenaren van Bitmain ASIC miners geloven oprecht dat dit board niets meer is dan een controle socket voor Bitmain Antminer. Dit zwarte bord is echter slechts een enkele BeagleBon Black versie 2.5 of op de BBB gewone mensen.
Hoe het ook zij, de aanwezigheid op het moederbord zelf van het stigma van Bitmain is verrassend, maar het is niet verwonderlijk dat de BBB werd gebruikt als controlekaart voor de mijnwerker. Voor deze odnoplatnika is er een voldoende aantal kant-en-klare systeemoplossingen, ook in het publieke domein.
Zoals hierboven vermeld, wordt de miner naar klanten gestuurd zonder koelsysteem en zonder stroomvoorziening. Als koeltoren past de koeler bij de familie van Intel CPU LGA115X. Om het aan de voorkant van het bord te installeren, zijn er vier gaten.
Het is echter opmerkelijk dat er nog vier gaten in de buurt van de FPGA-chip zijn. Dat wil zeggen, het is mogelijk om een kleine passieve koeling op de chip te installeren. Een dergelijke koeling is aan te raden, als je van plan bent het bord in een gesloten, goed opgeblazen behuizing te plaatsen.
Aan het einde van het bord bevinden zich twee signaal-LED's. De logica van hun werk is standaard, gebruikt in veel ASIC-mijnwerkers. Als de groene LED langzaam knippert, met een frequentie van ongeveer één keer per seconde, dan is alles in orde; als het rood is, zijn er enkele problemen.
Het wordt niet aanbevolen om de miner aan te zetten zonder koeling. De standaard mijnwerkerinstellingen hebben al pools en een hash-algoritme. Daarom, wanneer u de stroom aansluit en het netwerk inschakelt met DHCP, zal de mijnwerker onmiddellijk beginnen te werken.
Het besturingssysteem en de software van de miner staan op de hierboven genoemde BeagleBon Black single-board computer. Linux is geselecteerd als het besturingssysteem voor ARM, er zijn hier geen verrassingen.
Niet de nieuwste, maar geteste 3.8.13-kernel op veel systemen. Er is veel vrije RAM. Over het algemeen suggereert de conclusie dat de BBB voor dit model van de mijnwerker voldoende overvloedig is, en in plaats daarvan zou men een ander bord kunnen nemen, goedkoper.
De belangrijkste middelen van de besturingskaart worden besteed aan de aanpassingen voor het werken met FPGA cgminer 2.3.3. Het Linux-belastingsgemiddelde voor het "Load average"-systeem is gemiddeld 0,6, wat redelijk comfortabel is voor systemen van deze klasse.
In de lijst met lopende processen kunt u een aantal programma's en scripts zien die te zien zijn op miners die door Bitmain zijn vervaardigd, bijvoorbeeld monitor-ipsig, montorsd, monitor-recobtn, monitorcg. Als gevolg hiervan kan worden geconcludeerd dat niet alleen de besturingskaart is geleend, maar ook Bitmain-softwarecomponenten.
In de bovenstaande schermafbeelding kun je zien dat cgminer via het schermprogramma werkt en cgminer heet. In de console kun je verbinding maken met het scherm en kijken hoe cgminer werkt.
Helaas geeft cgminer niet veel statistische informatie weer in de console.
De structuur van het bestandssysteem is vrij typisch voor besturingssystemen van dit type:
Hoewel als je goed kijkt, je een paar onbekende mappen kunt zien - fpgabit en sdcard, en hun aanwezigheid is niet toevallig. Deze besturingskaart bestuurt de FPGA, die op zijn beurt de zogenaamde "bitstreams" of bitstreams nodig heeft om te werken.
Elk algoritme heeft zijn eigen bitstream nodig en aangezien de F1 Mini heel wat algoritmen "begrijpt", kunnen ze veel worden opgeslagen in het interne geheugen van de miner. Apparaatontwikkelaars praten over zeven bitstreams die tegelijkertijd kunnen worden opgeslagen. Als het geheugen vol is, maar er moet een nieuw algoritme voor mining worden toegevoegd, dan moet je zelf verbinding maken met de miner en ongebruikte bitstreams verwijderen.
De bovenstaande schermafbeelding laat zien dat de fpgabit-map vijf bitstreams en vijf configuratiebestanden voor cgminer bevat. Je kunt zien dat de bitstream zelf een grootte heeft van ongeveer negen megabyte. Voor de gebruikte Kintex-7 FPGA is dit normaal. De grootte van de Cyclon V-bitstream is bijvoorbeeld ongeveer vier megabyte.
Catalogus sdcard verscheen alleen in de nieuwste versies van software voor de mijnwerker.
Deze map vertegenwoordigt het koppelpunt van de externe SD-kaart en is bedoeld om de bitstreams van slechts één Odocrypt-algoritme op te slaan, dat op het moment van schrijven nog niet in gebruik is. Dit is het algoritme dat na 19 juli op DigiByte zal worden geïntroduceerd in plaats van Myriad-Groestl en dat aanvankelijk vriendelijk was gemaakt voor FPGA.
De noodzaak om een aparte geheugenkaart te gebruiken is te wijten aan een verandering in het hash-algoritme om de 10 dagen. Dat wil zeggen, elke 10 dagen zal de miner de bitstream moeten veranderen. Dienovereenkomstig zijn fabrikanten van plan hun specifieke volume vooraf te genereren, dat niet in het interne geheugen van de besturingskaart past.
De gebruikersinterface is beschikbaar via de browser. Net als bij andere vergelijkbare miners, is de belangrijkste taak om het apparaat op het netwerk te vinden en vervolgens via een browser contact op te nemen met het gevonden IP-adres.
Alle basisinformatie wordt gegeven op het startscherm van de miner. De eerste stap is echter om door te gaan naar de instellingen van de pool voor mijnbouw. Hierboven werd opgemerkt dat de F1 Mini wordt geleverd met de instellingen die deze bevat. Daarom kun je op het scherm zoiets als dit zien:
Het is mogelijk dat in de andere F1 Mini iets anders wordt gevonden, maar in dit voorbeeld waren er voorgeschreven pools voor het amoveo-algoritme. De volledige set algoritmen die beschikbaar zijn voor de mijnwerker kan worden bekeken en gedownload op een speciale pagina.
De bovenstaande schermafbeelding toont de 18 algoritmen, evenals de belangrijkste firmware voor de besturingskaart - "Rootfs Linux Image". De algoritmen zelf zijn gedeeltelijk universeel - voor F1 mini zijn bestanden met bitstreams geschikt voor het oudere model van de mijnwerker F1.
In de lijst ziet u de algoritmen die de naam verborgen hebben. In de bovenstaande schermafbeelding is dit bijvoorbeeld het Algo7-algoritme. Mijnwerkerontwikkelaars verbergen specifiek de naam van sommige algoritmen. Zoals ze hebben verduidelijkt, is het een feit dat sommige gemeenschappen bepaalde cryptocurrencies niet leuk vinden wanneer hun munten worden gedolven met behulp van FPGA.
Dat is de reden waarom de naam van sommige algoritmen verborgen is en alleen wordt gerapporteerd aan kopers van apparaten. Trouwens, voor een voorlopige beoordeling van de winst van de mijnwerkers, bieden de ontwikkelaars aan om vertrouwd te raken met een speciale pagina op hun website.
Helaas is er geen informatie over de winstgevendheid van de F1 Mini, maar het algemene beeld is redelijk realistisch.
De algoritmen en het bestandssysteem worden in hetzelfde menu bijgewerkt.
Na het downloaden van het archief met de algoritmebestanden, zal de miner automatisch herstarten en daarna zullen alle geladen algoritmen beschikbaar zijn op de poolconfiguratiepagina in de vervolgkeuzelijst.
De optie "Pas het ventilatorsnelheidspercentage aan" onderaan het scherm met 0% ingesteld, is van vitaal belang. Zoals de praktijk heeft aangetoond, is er een soort fout in de huidige firmwareversie. Als u deze optie niet instelt, begint het minen niet triviaal. Dit komt door de herkenningsfout van de aangesloten koelsysteemventilator. Het is echter waarschijnlijk dat deze fout niet zal verschijnen in andere gevallen van de F1 Mini.
De F1 Mini is getest op zijn eigen pools op basis van de gedecentraliseerde pool - p2pool. Een dergelijke keuze is niet toevallig. Het stratum gedecentraliseerde p2pool is niet helemaal standaard vanwege de aard van het zwembad zelf. Daarom is het altijd interessant om te controleren hoe de volgende nieuwe mijnwerker verschillende interfaces voor mijnbouw kan waarnemen.
Er werden drie algoritmen geselecteerd uit de lijst met algoritmen:Phi2 (Argoneum-munt), Tribus (Denarius-munt) en Lyra2rev3 (Vertcoin-munt). Toen het artikel werd geschreven, werd een ander GPU-algoritme vrijgegeven:Honeycomb (Beenode-munt). Alle vier de algoritmen werden voorheen uitsluitend als algoritmen voor GPU's beschouwd, wat voor hen een goede winstgevendheid vertoonde. Setting en mining beschouwen het voorbeeld van het algoritme Tribus.
Na het instellen van de mijnwerker verschijnt de informatie na een tijdje op de pagina "Mijnwerkerstatus".
De bovenstaande schermafbeelding toont de resultaten van mijnbouw op het Tribus-algoritme. De gemiddelde hash-snelheid gedurende drie dagen was 236 Mh / s, hoewel fabrikanten op de pagina die de F1 Mini-functies beschrijft, 244 Mh / s aangeven. Een klein verschil kan te wijten zijn aan een niet erg stabiel internetkanaal op de locatie van de testbank.
Het stroomverbruik van de F1 Mini tijdens het minen op het Tribus-algoritme op de standaardfrequenties (490 MHz) was 68,2 W.
To check the overclocking potential, the default frequency of 450 MHz was increased by 10% to 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.