FPGA: Третє покоління майнерів
Червень 2011 року приніс громадськості першу open-source реалізацію біткоін-майнера для FPGA. FPGA хороші як операцій зсуву, так бітових операцій, складових ядро алгоритму майнинга. Цікавим випробуванням для розробників FPGA-майнерів стала розробка такого дизайну, який дозволив би ефективно використовувати різні FPGA як hi-end, так і low-end.
Рішення виявилося дуже елегантним – майнер складається з кількох екземплярів SHA256-модуля, який параметризується глибиною розгортання. З повним розгортанням модуль створює окремі апаратні вузли для кожного з 64 раундів хешування, розділені регістрами - свого роду конвеєр. Така реалізація дозволяє досягти продуктивності 1хеш/такт/модуль. Найменша глибина розгортання призводить до того, що конвеєр виходить коротшим, і повне обчислення хеша вимагає кількох проходів його щаблями. Якщо FPGA досить велика, то вона може вміститися кілька таких конвеєрів. Вибір між глибиною розгортання та числом копій конвеєра є предметом для оптимізації.
Основною проблемою для FPGA-майнерів стало те, що їхнє енергоспоживання набагато вище, ніж для типових випадків використання FPGA. Це практично постійної активністю логічних елементів у процесі обчислень. В результаті більшість готових плат з FPGA, таких як, наприклад, навчальні набори, легко доступні студентам, не могли надати ні достатньо харчування ні достатньо охолодження. Причому для hi-end мікросхем проблема стояла в рази гостріше.
В результаті з'явилися спеціалізовані плати, які мінімізували витрати, відмовившись від усієї надмірної периферії (RAM, I/O тощо), і які конструювалися з єдиною метою – забезпечити необхідне харчування та температурний режим для FPGA. Плати на основі FPGA Spartan XC6SLX150 дозволили досягти продуктивності 860MH/s, при частоті 215 MHz, енергоспоживання 39W та вартості $1060. Пропрієтарна технологія компанії Butterfly Labs (BFL), розташованої в Канзасі, показала схожу продуктивність 830 MH/s за ціною $599. Топове рішення від тієї ж компанії на основі FPGA Altera показало продуктивність 25.2 GH/s за ціною $15K (650-750 MH/s на чіп).
На даний момент BFL була і залишається найуспішнішою комерційною біткоін-компанією.
На жаль, FPGA було важко конкурувати з GPU – останні коштували на ~30% менше і мали більший потенціал для перепродажу після завершення свого шляху як майнера біткоїнів. Не допомогло й те, що GPU обганяли FPGA на сходах техпроцесу, нерідко використовуючи сучасніший та енергоефективніший техпроцес. Тим не менш, основна перевага FPGA полягає у майже п'ятиразовому виграші енергоспоживання, що робить їх так само привабливими як і GPU, за умови експлуатації протягом року або двох. Зокрема, найбільш просунуті FPGA, наприклад, вироблені Intel для Altera за найновішими 22нм і 14нм техпроцесами, виявляються вкрай вигідними з погляду енергоспоживання, але мають порівняно високу ціну.
Правління FPGA виявилося коротким, тому що на світ з'явилося нове покоління апаратури, ASIC, що дає виграш на порядки і в енергоефективності та продуктивності. Зусилля розробку FPGA не виявилися марними, т.к. багато від Verilog опису майнера і до компанування друкованих плат було перевикористано.
0 Комментарии