FPGAでのマイニングは、ASICマイナーとの暗号通貨開発者の闘いのために新たな夜明けを経験しています。この記事では、これらのデバイスの1つであるBlackminer F1Miniについて説明しています。
暗号通貨をマイニングするための機器の生産は、比較的短い期間で開発の特定の段階を経た急速に発展している業界です。これらの段階の1つは、ハードウェアマイナーを作成するためのFPGAまたはFPGAの使用でした。最初のそのようなデバイスは、それ自体がビットコインの抽出を目的としており、短期間存在し、その後、ASICマイナーによって追放されました。これらのデバイスの1つは、たとえばここで検討されました。
ただし、FPGAマイニングの時代は終わっていません。何年にもわたって、暗号通貨の数とハッシュアルゴリズムの数が大幅に増加しました。機器メーカーは、この市場の変化する状況に対応し、ASICに基づく新しいマイニングデバイスをますますリリースしています。
ただし、最新のASICチップは1つのアルゴリズム用にのみ作成されており、暗号通貨アルゴリズムが変更された場合、新しいアルゴリズム用にチップを変更することはできません。そして、このようなアルゴリズムの変更は非常に頻繁に発生します。少なくともMoneroのASICマイナー、つまりVertcoinとの絶え間ない闘いを思い出すだけで十分です。彼らの作成者は、ASICマイニングの領域からコインを取得してアルゴリズムを変更しました。 ASICとは異なり、FPGAチップには、再プログラムして変更されたアルゴリズムで引き続き使用できるため、適応性とソフトウェアの柔軟性という大きな利点があります。
FPGAに基づく最新のマイナーは、2つのカテゴリに分類できます。 「スペシャリスト向け」と呼ぶことができる最初のカテゴリには、プログラミングとサービスのためのさまざまなインターフェイスを備えた一般的なFPGAボードが含まれ、そのためには多くの特定の知識が必要です。 2番目のカテゴリ「ホームマイナー向け」には、使いやすいインターフェースを備えた既製のデバイスが含まれ、その構成には追加の知識は必要ありません。
FPGAマイニングデバイスの2番目のカテゴリの代表は、BlackBlockデバイスです。現在、同社は4つのモデルの鉱山労働者を製造および販売しています。
この記事では、BlackMinerファミリーの中で最も安価で簡単なマイナーであるF1Miniについて説明します。メーカーのウェブサイトで簡単な説明を読むと、「ラジエーターなし、コストなし」というフレーズがわかります。つまり、製品を使用するには、事前に電源を準備する必要があります。 PCI-eビデオカード電源コネクタを備えたATXユニットで十分です。ただし、ボードには従来のDC 12V電源用のコネクタがあり、その主な要件は、正直な8A出力を確保することです。
古き良き伝統によれば、メーカーはF1 Miniの割引を受けるために私たちのサイトのユーザーのために特別に割引コードを用意しました–bits.media。コードは注文ウィンドウに入力するか、最初にリンクをたどる必要があります。
包装はそのようなアイテムのためにかなり標準的です。 FPGA税関申告では、鉱夫は「開発委員会」としてリストされています。
パッケージの下にかなり硬い段ボール箱があります：
ボックス自体では、鉱夫のボードは帯電防止バッグに梱包されています。このバッグは、ポリエチレンフォームで形成された特別なクレードルに梱包されています。同じ素材の蓋で覆われたボードでパッケージの上に。このように注意深く梱包することで、輸送中にマイナーボードが損傷する可能性がなくなります。
マイナーは2つの部分で構成されていると見なされます。フロント部分は、干渉しないように冷却を取り付けるように設計されています。そのため、前面に電子部品はほとんどありません。
黄色の警告ステッカーの下に、FPGAチップが隠されています。
マイナーは、ザイリンクスKintex-7ファミリのFPGA、モデルXC7K325Tを使用します。これは、326080ロジックセル上の非常に強力で生産的なチップです。詳細な仕様は次のとおりです。
Kintex-7ファミリーでは、このチップは技術的特性と価格の両方でミドルセグメントに属しています。
鉱夫の裏側は、間違いなくその内容がより興味深いものです。
ボードの右下には、PCI-e規格の12V電源を接続するためのコネクタがあります。その左側には、スイッチ「ON-OFF」、DC 12Vブロックからの電源供給用のコネクタ、および左下隅にあるリセットボタンがあります。ボードの上部の左側には、アクティブな冷却ファンを接続するための2つの赤い4ピンコネクタがあります。
構図の中央には、白い「Antminer」の文字が書かれた誇らしげな黒いカードがあります。 Bitmain ASICマイナーの多くの所有者は、このボードはBitmainAntminerの制御ソケットにすぎないと心から信じています。ただし、この黒板は、単一のBeagleBonBlackバージョン2.5またはBBBの一般の人々にしかありません。
とはいえ、メインボード自体にビットメインの柱頭が存在することは驚くべきことですが、BBBが鉱山労働者のコントロールカードとして使用されたことは驚くべきことではありません。このodnoplatnikaには、パブリックドメインを含め、十分な数の既製のシステムソリューションがあります。
上記のように、マイナーは冷却システムと電源なしで顧客に送られます。冷却塔として、クーラーはIntel CPULGA115Xのファミリーに適しています。ボードの前面に取り付けるために、4つの穴があります。
ただし、FPGAチップの近くにさらに4つの穴があることは注目に値します。つまり、チップに小さなパッシブクーリングを取り付けることができます。ボードを閉じた、よく吹き飛ばされたハウジングに配置する場合は、このような冷却を行うことをお勧めします。
ボードの端には2つの信号LEDがあります。彼らの仕事の論理は標準であり、多くのASICマイナーで使用されています。緑色のLEDが1秒に1回程度の頻度でゆっくり点滅する場合は、すべて問題ありません。赤の場合は、問題があります。
冷却せずにマイナーをオンにすることはお勧めしません。デフォルトのマイナー設定には、すでにプールとハッシュアルゴリズムがあります。したがって、電源を接続してDHCPを使用してネットワークをオンにすると、マイナーはすぐに動作を開始します。
マイナーのオペレーティングシステムとソフトウェアは、上記のBeagleBonBlackシングルボードコンピューター上にあります。 ARMのオペレーティングシステムとしてLinuxが選択されていますが、ここで驚くことはありません。
最新ではありませんが、多くのシステムで3.8.13カーネルをテストしました。空きRAMがたくさんあります。一般に、結論は、このモデルのマイナーのBBBが十分に豊富であり、その代わりに別のボードをより安価に使用できることを示唆しています。
メインのコントロールボードのリソースは、FPGA cgminer2.3.3での作業に適したものに費やされます。 「負荷平均」システムのLinux負荷平均は平均0.6であり、このクラスのシステムにとっては非常に快適です。
実行中のプロセスのリストには、Bitmainによって製造されたマイナーで表示できる多数のプログラムとスクリプトが表示されます。たとえば、monitor-ipsig、montorsd、monitor-recobtn、monitorcgなどです。その結果、コントロールボードだけでなく、Bitmainソフトウェアコンポーネントも借用されたと結論付けることができます。
上のスクリーンショットでは、cgminerが画面プログラムを介して機能し、cgminerという名前であることがわかります。コンソールでは、画面に接続してcgminerの動作を見ることができます。
残念ながら、cgminerはコンソールに多くの統計情報を表示しません。
ファイルシステムの構造は、このタイプのオペレーティングシステムでは非常に一般的です。
よく見ると、見慣れないディレクトリがいくつかあります。fpgabitとsdcardであり、それらの存在は偶然ではありません。このコントロールボードはFPGAを制御し、FPGAが機能するには、いわゆる「ビットストリーム」またはビットストリームが必要です。
各アルゴリズムには独自のビットストリームが必要であり、F1 Miniは非常に多くのアルゴリズムを「理解」しているため、マイナーの内部メモリに多く保存できます。デバイス開発者は、同時に保存できる7ビットストリームについて話します。メモリがいっぱいであるが、マイニング用の新しいアルゴリズムを追加する必要がある場合は、自分でマイナーに接続し、未使用のビットストリームを削除する必要があります。
上のスクリーンショットは、fpgabitディレクトリにcgminer用の5つのビットストリームと5つの構成ファイルが含まれていることを示しています。ビットストリーム自体のサイズが約9メガバイトであることがわかります。使用されているKintex-7FPGAの場合、これは正常です。たとえば、CyclonVビットストリームのサイズは約4メガバイトです。
カタログSDカードは、マイナー向けのソフトウェアの最新バージョンでのみ表示されました。
このフォルダは、外部SDカードのマウントポイントを表し、執筆時点ではまだ使用されていない1つのOdocryptアルゴリズムのビットストリームのみを保存することを目的としています。これは、7月19日以降にMyriad-GroestlではなくDigiByteに導入されるアルゴリズムであり、当初はFPGAに対応していました。
別のメモリカードを使用する必要があるのは、10日ごとにハッシュアルゴリズムが変更されるためです。つまり、マイナーは10日ごとにビットストリームを変更する必要があります。したがって、メーカーは、コントロールボードの内部メモリに収まらない特定のボリュームを事前に生成することを計画しています。
ユーザーインターフェイスはブラウザから利用できます。他の同様のマイナーと同様に、主なタスクはネットワーク上でデバイスを見つけ、ブラウザを使用して見つかったIPアドレスに連絡することです。
すべての基本情報は、鉱夫のスタート画面に表示されます。ただし、最初のステップは、マイニング用のプールの設定に進むことです。 F1 Miniには、含まれている設定が付属していることに注意してください。したがって、画面には次のようなものが表示されます。
他のF1Miniで何か他のものが見つかる可能性がありますが、このサンプルでは、amoveoアルゴリズム用に規定されたプールがありました。マイナーが利用できるアルゴリズムの完全なセットは、特別なページで表示およびダウンロードできます。
上のスクリーンショットは、18のアルゴリズムと、コントロールボードのメインファームウェアである「RootfsLinuxImage」を示しています。アルゴリズム自体は部分的に普遍的です。F1miniの場合、ビットストリームを含むファイルはマイナーF1の古いモデルに適しています。
リストには、名前が非表示になっているアルゴリズムが表示されます。たとえば、上のスクリーンショットでは、これはAlgo7アルゴリズムです。マイナー開発者は、特にいくつかのアルゴリズムの名前を隠します。彼らが明らかにしたように、実際には、FPGAの助けを借りてコインの採掘が開始されたときに、特定の暗号通貨を好まないコミュニティもあります。
そのため、一部のアルゴリズムの名前は非表示になり、デバイスの購入者にのみ報告されます。ちなみに、鉱夫の利益を事前に評価するために、開発者は自分のWebサイトの特別なページに慣れることを提案しています。
残念ながら、F1 Miniの収益性に関する情報はありませんが、全体像は非常に現実的です。
アルゴリズムとファイルシステムは同じメニューで更新されます。
アルゴリズムファイルを含むアーカイブをダウンロードすると、マイナーは自動的に再起動し、その後、ロードされたすべてのアルゴリズムがドロップダウンリストのプール構成ページで利用できるようになります。
画面の下部にある0％を設定した「ファン速度のパーセンテージをカスタマイズする」オプションは非常に重要です。実践が示しているように、現在のファームウェアバージョンにはある種のエラーがあります。このオプションを設定しないと、マイニングは簡単には開始されません。これは、接続されている冷却システムファンの認識エラーが原因です。ただし、このエラーはF1Miniの他のインスタンスでは表示されない可能性があります。
F1 Miniは、分散型プールであるp2poolに基づく独自のプールでテストされました。そのような選択は偶然ではありません。層分散型p2poolは、プール自体の性質上、標準的ではありません。したがって、次の新しいマイナーがマイニングのさまざまなインターフェイスをどのように認識できるかを確認することは常に興味深いことです。
アルゴリズムのリストから、Phi2（Argoneumコイン）、Tribus（Denariusコイン）、Lyra2rev3（Vertcoinコイン）の3つのアルゴリズムが選択されました。記事が書かれたとき、別のGPUアルゴリズムがリリースされました– Honeycomb（Beenodeコイン）。 4つのアルゴリズムはすべて、以前はGPU専用のアルゴリズムと見なされていたため、GPUの収益性は良好でした。設定とマイニングでは、アルゴリズムTribusの例を検討してください。
マイナーを設定した後、しばらくすると「マイナーステータス」ページに情報が表示されます。
上のスクリーンショットは、Tribusアルゴリズムでのマイニングの結果を示しています。 3日間の平均ハッシュレートは236Mh / sでしたが、F1 Miniの機能を説明するページでは、メーカーは244 Mh / sを示しています。わずかな違いは、テストベンチの場所でのインターネットチャネルがあまり安定していないことが原因である可能性があります。
デフォルトの周波数（490 MHz）でのTribusアルゴリズムでのマイニング中のF1Miniの消費電力は68.2Wでした。
オーバークロックの可能性を確認するために、デフォルトの周波数である450MHzを10％増やして540MHzにしました
エネルギー消費量は68.2ワットから73.1ワットに、7.1％増加しました
同時に、ハッシュレートは236 Mh / sから262Mh / sに11％上昇し、FPGAチップの温度は35度から38度に8.5％上昇しました。他のマイナーと同様に、F1 Miniを加速するには、慎重に実行し、パラメーターを制御し、実行していることを理解する必要があります。必須の推奨事項として–チップの通常の冷却。
最も興味深いのは、さまざまなメーカーのGPUと検討中のF1Miniマイナーのさまざまなアルゴリズムでのマイニングの有効性を比較することです。このような比較のために、上記の4つのアルゴリズム、Phi2、Tribus、Lyra2rev3、およびHoneycombが採用されました。 F1 Miniに加えて、AMDVega64とNvidia1060でマイニングが実行されました。結果は比較表にまとめられています。
コメントで得られた結果は必要ではなく、GPUマイニングと比較したFPGAでのマイニングの有効性を評価することができます。アルゴリズムが異なれば、機器ごとに効率が異なるのは当然です。
結局、デバイスが非常に興味深いことが判明したことは注目に値します。ユーザーフレンドリーなインターフェイスを備えたFPGAでのマルチアルゴリズムマイニングの実装は非常に優れていることがわかりました。
Blackminerには大きなコミュニティがありますが、主にDiscordに集中しています。電報、特にロシアセグメントでは、製造元は表示されません。ロシア語を話すコミュニティの発展のために特別にオープングループが作られました。 FPGAマイニングに関心のある方やF1Miniを購入したい方のために、割引コード–bits.mediaがbits.mediaユーザー向けに特別に作成されたことをお知らせします。コードは注文ウィンドウに入力するか、最初にこのコードのリンクをたどる必要があります。
