Микросхемы asic для майнинга


Интегральная схема специального назначения — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Лоток с микросхемами.

ASIC (аббревиатура от англ. application-specific integrated circuit, «интегральная схема специального назначения») — интегральная схема, специализированная для решения конкретной задачи. В отличие от обычных интегральных схем для общего назначения, специализированные интегральные схемы применяются в конкретном устройстве и выполняют строго ограниченные функции, характерные только для данного устройства; вследствие этого выполнение функций происходит быстрее и, в конечном счёте, дешевле. Примером ASIC может являться микросхема, разработанная исключительно для управления мобильным телефоном, микросхемы аппаратного кодирования/декодирования аудио- и видеосигналов (сигнальные процессоры).

Микросхема ASIC имеет узкий круг применения, обусловленный жёстко предопределённым набором её функций.

Современные ASIC часто содержат 32-битный или даже 64-битный процессор, иногда в количестве нескольких ядер, блоки памяти (как ПЗУ, так и ОЗУ) и другие крупные блоки. Такие ASIC часто называют однокристальной системой.

При разработке цифровых ASIC для описания их функциональности используют языки описания аппаратных устройств (HDL), такие как Verilog и VHDL.

Проектирование на основе стандартных ячеек[править | править код]

Проектирование с СФ-блоками, программным и аппаратным обеспечением макро[править | править код]

Особенность задачи майнинга криптовалют позволяет применить максимальное распараллеливание вычислений. В силу специфики строения, для этого начали широко применять графические процессоры (GPU) с небольшой дополнительной программой[1]. Ещё более эффективным стало применение специализированных процессоров. Существует несколько типов алгоритмов, применяемых в разных криптовалютах. Например, Биткойн использует SHA-256, а Litecoin — Scrypt, что не позволяет использовать одни и те же ASIC для майнинга любой криптовалюты. Примерно с 2012[2]—2013 года майнинг распространённых криптовалют на чём-либо кроме специализированных чипов, стал невыгодным — стоимость потребляемой электроэнергии превышает средний результат.

ru.wikipedia.org

лучшие производители и монеты, которые можно и нельзя майнить на ASIC

Если вы хотите майнить основные криптовалюты в 2018 году, вам либо нужно присоединиться к майнинг-пулу, либо майнить самостоятельно, но при этом, обязательно придется приобрести аппаратное обеспечение — ASIC.

Читайте в статье

Что такое АСИК

Вам не только нужно использовать ASIC (или в такой же степени мощную и эффективную установку), но и купить его в новом состоянии, потому что они быстро стареют.

Что такое ASIC? Это «специальная интегральная схема», схема специального назначения. По сути, небольшой компьютер, созданный специально для ограниченного набора процессов. ASIC — это общий термин, такой как процессор или графический процессор (он описывает используемые процессоры), он содержит миллионы компонентов: микропроцессоры, блоки памяти ROM, RAM, EEPROM и другие важные детали. Есть два вида:

  • Полноценные ASICS: они настраиваются с нуля для конкретного приложения/задачи. Все фотолитографические слои этой интегральной схемы уже полностью определены, не остается места для модификации во время изготовления.
  • Полусинхронный ASIC: они частично настраиваются для выполнения различных функций в одной сфер, их можно модифицировать.

ASIC содержит такой чип, который обладает ультраспециализацией на одном наборе процессов (в данном случае — криптовалюте). Майнер ASIC обычно состоит из чипа, источника питания, вентилятора и программного обеспечения для майнинга.

Несколько асиков объединяются в майнинг риг, у нас он привычно называется ферма.

Один асик на несколько валют?

Майнеры будут настроены для определенных монет, но точнее сказать, настроены на алгоритм майнинга. Проще говоря, любой майнер,что использует шифрование биткоина SHA256, типа Antminer, может добывать другие валюты на основе SHA256:

Производители АСИКов

Купить ASIC можно от 30 производителей, которые так или иначе заявляли о себе. Самые популярные считаются 5 следующих наименований:

BITMAIN

  • Самый крупный производитель оборудования для биткоин-майнинга,
  • Наиболее эффективная добыча,
  • Гарантия три месяца,
  • Обычно продается по предзаказу,
  • Может использовать запатентованные технологии,
  •  8–14 TH/s, в зависимости от модели

Canaan

  • По отзывам, самый стабильный биткоин-майнер,
  • Контроллер Avalon для работы до 4-х человек в одной сети,
  • Как правило, есть на складе,
  • цена $700,
  • Гарантия,
  • Менее эффективен, чем предыдущий,
  • 7,3 TH/s.

Ebang

  • Известная майнинг-компания,
  • Славится сочетанием стабильности и эффективности,
  • Обычно нет в наличие, быстро продается,
  • Цена $ 700–1100,
  • От 6,3 TH/s до 9 TH/s.

BitFury

  • Нет вариантов для частных лиц,
  • Майнит с BIP148 (UASF),
  • ~ 1 миллион долларов за юнит,
  • Дополнительные разработки,
  • 0,2 J/Gh

ASIC своими руками

Проектирование ASIC-майнера возможно, но нужно не только заниматься программным обеспечением (или собирать предварительно запрограммированное ПО), но и собирать оборудование.

The Chili — самодельный асик на чипе BFL

Самодельный asic важен для децентрализации майнинга с нынешней централизацией в Китае и неопределенностью законов в этой юрисдикции.

В общем, можно купить чипы ASIC и сделать асик своими руками (некоторые делали это, когда асики были довольно новыми, сейчас производители чипов в основном продают полный комплект, остался Innosilicon, а остальные практически все вымерли).

Однако проектирование надежной системы требует опыта и практики: нельзя просто купить материнскую плату и поместить чип ASIC. Нужно подобрать ПО, производители также не торопятся публиковать спецификации. Питание, охлаждение и корпус уже более привычны.

Но считается, что покупка необработанных чипов ASIC и создание собственных устройств из них, вероятно, практически невозможно и бесполезно, поскольку действительно стоящая технология — это дизайн и реализация чипа ASIC, а не удешевление сопутствующей электроники.

Разработка чипа АСИКа своими руками с нуля или из блоков, доступных в Интернете, теоретически, может быть выполнена, но существует очень много нюансов, которые необходимо учитывать  которые нужно учитывать: лицензии на IP, все интерфейсы и бэкэнд-дизайн, силикон, упаковка, тестовая программа. Мы говорим о десяти миллионах долларов для ASIC в новейших технологиях. Можно позаниматься этим как хобби, но спаять нечто конкурентное дома вряд ли получится.

Монеты для такого майнинга

Монеты для майнинга выбираются по алгоритму. Каждый ASIC-майнер поставляется с установленными программами для определенного вида. Какую криптовалюту майнить на асике, таким образом, определяется по алгоритму хэширования.

  • SHA256 для майнинга биткоин, BitcoinCash, Peercoin, LitecoinCash. Соответствующие модели: BITMAIN Antminer S9 и Antminer S11, WhatsMiner M3, DragonMint 16T, Ebit E10, AvalonMiner 821, BitFury B8 16NM, Innosilicon T2 Terminator
  • Scrypt поддерживают монеты Litecoin,  Dogecoin. Модели асиков для майнинга на этом алгоритме: Antminer L3+, Innosilicon A4+ и 6, BW L21.
  • X11 для Dash и подобных монет поддерживается моделями: Baikal Giant X10 (работает с несколькими алгоритмами), Antminer D3, X11 Miner DR-100, iBeLink DM11G, A5+ DashMaster, Innosilicon A5 DashMaster.
  • Ethash используется в ETH и на монетах его блокчейна. Есть несколько асиков для стандарта эфира: Antminer G2, Bitfily GPU Miner E3, Antminer E3.
  • CryptoNight используют Monero, Bytecoin и другие анонимные криптовалюты. Асики для этого алгоритма есть, хотя XMR борется с их влиянием. Это Baikal Giant-N, Antminer X3, Innosilicon A8+ CryptoMaster, PinIdea RR-200 (+ поддерживают Cryptonight-light для Aeon).
  • Blake2b известен как алгоритм для майнинга SiaCoin и Nano. Официальный асик от SIA — Obelisk. Но так же подходят Antminer A3, Baikal Giant-B 14NM, DragonMint B52, Innosilicon S11 SiaMaster.
  • Blake256r14 поддерживается Decred. Для него подходят Baikal Giant-B 14NM (также поддерживает Blake256r8), Dragonmint B29, D9 DecredMaster, iBeLink DSM6T.
  • Myriad-Groestl и Skein (DigiByte, Nexus, Quark и другие) майнит Baikal Giant X10 (этот асик поддерживает сразу несколько алгоритмов, в том числе Quark, Qubit, Nist5).
  • Собственный алгоритм LBRY поддерживается Baikal Giant-B 14NM.

Криптовалюта, защищенная от ASIC

Устойчивыми к майнингу на асике являются:

  • VTC,
  • ETH,
  • XMR,
  • GRS,
  • FTC,
  • ETN,
  • AEON,
  • Btcz,
  • DMD,
  • NAV.

Вся идея блокчейна заключается в том, что он полностью децентрализован, а это означает, что нет никакой единой власти и контроля над чем-либо. Для такой технологии опасность взлома сетивозникает только тогда, когда у одного лица больше 50% мощности хэша.

Асики для добычи криптовалют некоторые считают злом централизации. История майнинга криптовалюты началась с алгоритма Bitcoin SHA256. Вслед за ним Litecoin Scrypt, потом появился X11 для Dash и Ethash для Ethereum. Основная причина изменения — противостоять аппаратным средствам, таким как ASIC и FPGA.

Так появились криптовалюты, защищенные от асик-майнинга.

Реальна ли защита?

Начиная с выпуска ASIC для Ethereum, большинство обычных пользователей ищет другие монеты для майнга на графических процессорах. Реакция Виталика на внедрение ASIC тоже не помогла, так обычные люди вытесняются крупным фермами.

Bitmain бросают вызов сообществу и выпускают ASIC для большинства ASIC-устойчивых монет. Сначала был Dash — монета основана на X11, который должен был быть устойчив к ASIC (в X11 цифра 11 обозначает разных алгоритмов, соединенных вместе).

После этого Bitmain выпустил ASIC для Ethereum, который продвигался как устойчивый, — алгоритм, требующий большой объем памяти, теоретически затрудняет кому бы то ни было его использование с помощью чего-то, кроме графического процессора. Но это не остановило производителя. Ethereum ASIC дешевле и легче настраиваются и используются.

Сопротивление ASIC приводит Эфириум к внедрению алгоритма консенсуса PoS и отказу от майнинга.

Все вышеизложенное означает, что, вероятно, нет статического алгоритма, который может оказаться 100%-ным ASIC-защищенным. Разработчики монет,типа команды Monero, пришли к выводу, что единственный способ противостоянии заключается в регулярном изменении алгоритма хэширования, чтобы сделать существующие ASIC устаревшими.

Недавно Monero сделал форк, в результате около 30% хэша сети пропало. Связывают это с двумя основными нюансами: сломанные ботнеты и Bitmain CryptoNight, устаревшие для майнинга Monero.

Это немного подорвало репутацию Битмейн, поскольку обещанная рентабельность снизилась. Оборудование стало вылетать каждые полчаса и перезапускаться.

Устойчивость и цена

Чем ниже хэш сети, тем меньше майнится монет, они становятся дефицитнее.  Это может привести к повышению цены на монеты. Наапример, XMR поднялся с 38 XMR/BTC до 40,8 XMR/BTC в день форка.

В последнее время растут ASIC-устойчивые монеты. Это может быть не главная причина, по которой цена монеты поднимается, но корреляцию можно увидеть.

Таким образом, обычные люди могут идеологически поддерживать монету, устойчивую к разработке через асик. Тогда ценность сети увеличится.

Лично я считаю, что мощи, устойчивые к ASIC, являются будущим для гонораров GPU; или, по крайней мере, если тенденция сохранится, и инвесторы будут продолжать интересоваться этими монетами.

Под устойчивой ASIC я имею в виду монеты, которые активно выступают против разработки ASIC. Отличным примером являются Моннеро и Равенкоин. Опять же, в то время как Ethereum устойчив к ASIC по архитектуре, некоторые из его основных разработчиков на самом деле не наплевают на горное сообщество, а это означает, что большая часть хэш-сети сети, вероятно, окажется в руках владельцев ASIC до тех пор, пока монета переключается на PoS, конечно.

Вот две основные причины, по которым ASIC-устойчивые монеты могут стать будущим для разработки GPU:

Более высокая цена:
Как обсуждалось ранее, в ближайшем будущем мы можем увидеть повышение цен для ASIC-устойчивых монет, что, конечно же, означает большую прибыль для тех, кто их добывает.

Нижняя сложность:
Еще одна причина для их использования заключается в том, что эти монеты будут больше похожи на приемлемую сеть хэшета. Наличие разработчиков в активной позиции анти-ASIC скорее всего сохранит монету в безопасности от любого специализированного оборудования.

Что думаете?

Для майнеров остается возможность собирать свои фермы или переключиться на ASIC? С достаточным стартовым капиталом можно купить Байкал-майнер на скидках (в апреле продавали 5 по цене 1) или заказать Bitmain, который тоже снизил цены (вообще с 11,800 долларов (партия 1) до 1,900 долларов (партия 4) в течение примерно двух месяцев).

Если вы майните на GPU и не хотите конкурировать со специализированным оборудованием, обратите внимание на активно сопротивляющиеся монеты.

crypto-fox.ru

Как собрать асик для майнинга своими руками

Хотя в последнее время наблюдается снижение обменного курса биткоина, популярность майнинга этой крииптовалюты растет. Многие граждане вкладываются собственные средства, закупая оборудования за рубежом. Между тем, некоторые майнеры задаются вопросом о том, можно ли самому собрать «АСИК-майнер».

Устройства для добычи биткоинов

Первоначально добыча биткоинов проводилась при помощи видеокарт. Процессоры данных устройств подходили для решения задач и давали неплохую прибыль своим владельцам (центральные процессоры изначально не справлялись с данной задачей). Однако рост популярности биткоинов привел к постепенному снижению продуктивности устройств, в связи с чем появлялись специальные майнинг-фермы. Это устройства, состоящие из нескольких видеокарт (в некоторых случаях – нескольких десятков). Они отличаются повышенной мощностью и энергопотреблением.

Майнинг-ферма

Поскольку требования к аппаратуре возрастали, со временем даже ферм стало недостаточно для добычи большого количества биткоинов. Кроме непосредственно самих видеокарт, электроэнергию в фермах используют также специальные вентиляторы, предназначенные для охлаждения. Как следствие, усложнение процесса добычи в комплексе со скачками курса привело к тому, что во многих случаях майнинг-фермы ставали убыточными. Тем более, если учесть тот факт, что на рынке еще в 2012 году появились устройства, единственным предназначением которых стал майнинг криптовалют.

Речь идет о так называемых ASIC-майнерах. Впервые они были представлены публике в 2012 году компанией BFL. Это высокопродуктивные устройства, аппаратное обеспечение которых настроено исключительно на майнинг криптовалют. Благодаря этому «АСИК-майнеры» сейчас являются основным оборудованием, используемым для добычи виртуальной валюты.

«ASIC-майнер»: внутреннее устройство

«АСИКи» стали решением проблемы усложнения добычи биткоинов. Поскольку сегодня мощностей персонального компьютера недостаточно для заработка, многие компании предлагают майнерам использовать специальные устройства. Фактически, «АСИК» – интегральная схема, предназначенная для решения конкретной задачи, коей является добыча криптовалюты.

ASIC-майнер

Сегодня существуют разные виды устройств: домашние и профессиональные, большие и малые. От аппаратного обеспечения конкретного «АСИКа» зависят как его производительность, так и потребление электроэнергии. Компонентами всех «АСИКОВ», вне зависимости от типа и компании изготовителя, являются следующие элементы:

  1. «ASIC-плата». Это специальная плата, к которой крепятся чипы, ответственные за выполнение математических задач, необходимых для майнинга криптовалюты. Самая важная часть устройства (и самая дорогая).
  2. Блок памяти. Чтобы чипы, прикрепленные к плате, работали, необходимо иметь специальное программное обеспечение, которое будет управлять их функционированием. Это обеспечивается блоком памяти.
  3. Вентилятор. Устройства, добывающие криптовалюту, работают в режиме повышенной нагрузки, из-за чего сильно нагреваются. Если не решить эту проблему, со временем прибор просто «сгорит». Вентилятор отвечает за циркуляцию воздуха и охлаждение внутренних плат.
  4. Разъем для подключения внешнего оборудования (к примеру, компьютера).
  5. Корпус, защищающий внутреннюю начинку устройства.

Только ознакомившись с конструкцией, можно понять, как собрать «АСИК» для майнинга своими руками. Обычно такие устройства имеют небольшой размер (несколько десятков сантиметров по каждому измерению). Габариты будут больше, если гражданин решит создать целую майнинг-ферму из «АСИКов».

Самостоятельная сборка ASIC

Выше описаны основные компоненты фабричных устройств. Соответственно, чтобы собрать «АСИК», необходимо сначала раздобыть это аппаратное обеспечение. Алгоритм действий выглядит следующим образом:

  1. Покупка микросхем.
  2. Покупка ПО.
  3. Поиск подходящего источника питания.
  4. Сборка корпуса.

Так выглядят основные этапы сборки собственного «АСИКа». Однако во время их выполнения могут возникнуть определенные трудности, поэтому следует рассмотреть каждый этап по отдельности.

Покупка микросхем

Как уже было сказано, микросхемы являются центральной частью подобных устройств. Именно они отвечают за добычу криптовалюты, и именно их сложнее всего достать. Существует несколько способов приобретения чипов:

  1. Найти нужные микросхемы на вторичном рынке.
  2. Заказать оборудование у производителей «АСИКов».

В свободной продаже найти чипы сложно. Трудности также возникнут и в том случае, если майнер решит заказать схемы у изготовителя. Многие современные производители предоставляют такую возможность. Проблема заключается в том, что обычно продавцы готовы отгрузить только большое количество чипов, то есть они не осуществляют поштучную продажу этих устройств. Если гражданину все же удалось раздобыть необходимое оборудование, его нужно прикрепить к плате. Можно также приобретать сразу целые платы (с уже вмонтированными чипами), однако в таком случае стоимость покупки будет более высокой.

Также необходимо учесть еще один важный нюанс. Сегодня существует два вида чипов. Один используется для работы с алгоритмом scryp, другой – «SHA-256». Эти алгоритмы используются разными криптовалютами, поэтому необходимо точно подобрать подходящий чип. Для майнинга биткоинов используются устройства, работающие с алгоритмом «SHA-256».

Программное обеспечение

Микросхемы не будут работать без программного обеспечения. Поэтому для сборки собственного «АСИКа» необходимо найти подходящее программное обеспечение и блок питания. С этим могут возникнуть определенные проблемы. Дело в том, что изготовители «АСИКов» поставляют необходимые компоненты в комплексе с самим ПО.

Если же гражданин покупает отдельные чипы, изготовитель вряд ли предоставит ему также и программное обеспечение. Поэтому придется заняться поисками необходимо продукта на вторичном рынке, что сопряжено с определенными трудностями.

Источник питания

«АСИКи» в разы продуктивнее видеокарт. Современные устройства более чем в десять раз превышают флагманские модели по производительности. Поэтому они пользуются такой популярностью. Однако увеличение производительности привело к увеличению энергопотребления.

Источник питания

В среднем подобные устройства потребляют в 3 раза больше электроэнергии, нежели видеокарты. Поэтому необходимо найти качественную сеть, к которой можно будет подключить собранное устройство.

Сборка корпуса

После того как все детали будут готовы, их необходимо объединить и поместить в корпус. Если последний элемент будет изготавливаться вручную, следует сделать в нем отверстия для вентиляции. Потребуется также установить сам вентилятор. Рекомендуется подбирать мощные устройства, в противном случае схемы могут перегореть.

После того как все будет собрано, можно подключать устройство к сети и начинать майнить биткоины. Однако рекомендуется устанавливать «АСИКи» в нежилых помещениях. Они выделяют много тепла, а в случае использования нескольких устройств – сильно шумят.

На что нужно обратить внимание

При подборе отдельных элементов необходимо сразу ориентироваться на то, что должно получиться после сборки устройства. При этом нужно обратить внимание на 4 основных фактора:

  1. Мощность приобретенных чипов, их хэшрейт. Данный параметр имеет решающее значение при определении продуктивности устройства. Чем мощнее микросхемы, тем выше общая продуктивность, но увеличивается и цена покупки. Кроме того, чем выше мощность, тем больше будет тратиться электроэнергии.
  2. Энергопотребление. Наиболее важный параметр после мощности микросхем. Для майнинга необходимо тратить большое количество электроэнергии, несмотря на то, что производители пытаются уменьшить энергопотребление своих продуктов. Также следует учесть, что для майнинга необходимо иметь хорошую сеть.
  3. Стоимость. Цены на оборудование меняются, в зависимости от курса биткоина и количества граждан, занимающихся его майнингом. В некоторых случаях оборудование можно купить дешевле, переждав пик ажиотажа на него.
  4. Рентабельность. Главная цель сборки ASIC – заработок денег. Поэтому перед покупкой деталей и сборкой устройства, необходимо оценить текущую ситуацию с майнингом. Если собранный агрегат не сможет себя окупить, его владелец понесет убытки. Поскольку функционал таких устройств ограничен, их не получиться использовать для чего-то еще. Продать самодельный «АСИК» почти невозможно. Даже заводские устройства не пользуются популярностью на вторичном рынке. Это связано с их ограниченным ресурсом.

Также следует учесть, что браться за сборку рекомендуется только в том случае, если майнер разбирается в электронике. Без наличия элементарных знаний в данной сфере можно не только испортить приобретенное оборудование, но и причинить существенный вред посторонним предметам (неправильно собранное устройство может нанести вред домашней электросети, что чревато возгоранием).

Таким образом, перед тем как сделать «АСИК-майнер» своими руками, необходимо тщательно взвесить все за и против. Если гражданин настроен решительно, следует запастись терпением, поскольку поиск нужных компонентов может занять довольно много времени. Даже на самодельное устройство придется потратить большую сумму средства. Микросхемы, являющиеся ядром устройства, продаются по высоким ценам и производятся за границей. В некоторых случаях покупка готового «АСИКа» будет более выгодной.

znatokdeneg.ru

история развития, ASIC / Intel corporate blog / Habr


Bitcoin-майнер от ASICMINER, производительностью ~2TH/s (источник)

Предыдущая часть.
В этот раз рассмотрим заключительную часть истории развития вычислительных систем, предназначенных для добычи биткоинов, а именно эпоху ASIC, поставившую крест на GPU и FPGA майнерах.

Butterfly Labs (BFL)

BFL были первой компанией анонсировавшей свой майнер на основе ASIC. Уверенность в успехе во многом была основана на предыдущих достижениях этой компании в области FPGA-майнеров.
В июне 2012 BFL начала принимать предзаказы на три типа майнеров: $149 за Jalapenos, производительностью 4.5 GH/s; $1299 за SC Singles при 60GH/s; и за $30K можно было предзаказать монструозный SC MiniRigs с производительностью1500GH/s.
При такой цене эти майнеры могли добывать в 20-50 раз больше биткоинов на доллар инвестиций, чем GPU или FPGA майнеры. Сумма предзаказов только за первый день привысила $250K и активность заказчиков еще долгое время оставалось высокой. Этого оказалось более чем достаточно, чтобы покрыть существенные расходы на проектирование микросхем и изготовление литографических масок для 65нм техпроцесса, которые оцениваются в $500K.
Каждый чип производства BFL содержит 16 полностью развернутых конвейеров для вычисления SHA256, что по производительности эквивалентно 16 mid-hi-end FPGA, умещенным в 1 ASIC. При этом размер чипа составлял всего лишь 10х10мм в BGA корпусе.

Но тут ВНЕЗАПНО!... Первоначально BFL планировала начать поставки майнеров в начале ноября. Однако сроки многократно сдвигались из-за задержек связанных с производством на фабрике, сборкой и проблемами самой BFL. Также, энергопотребление на уровне 0.8W на GH/s за месяц до появления внезапно подскочило до 1.2W, а корпус сменился с QFN на BGA.
Энергоэффективность микросхем в итоге стала их основной проблемой. Энергопотребление оказалось в 4-8 раз выше планируемого, что вынудило снизить тактовую частоту вдвое с 500MHz до 250MHz. Из-за этого также пришлось вносить изменения во всё оборудование, которое проектировалось под эти чипы. Например, майнер Jalapenos изначально должен был использовать единственный ASIC чип, но, для достижения заявленной производительности в 4.5GH/s, потребовалось использование двух чипов. А итоговое энергопотребление составило ~6W на 1GH/s.
А еще оказалось, что только у 60% функционируют все 16 конвейеров, еще у 20% — 15 конвейеров, у 15% — 14, а оставшиеся 5% могут похвастаться лишь 12-13 работающими конвейерами.

Страсти в интернетах

Совершенно ожидаемо, что, в свете этих событий, на интернет-форумах развернулась нешуточная драма. Заказчики, которые профинансировали компанию миллионами долларов, требовали объяснений задержкам поставок. Разнообразные срывы сроков и уточнение спецификаций привели к тому, что клиенты получили первые образцы оборудования только в апреле 2013го. На пять месяцев позже запланированных сроков и почти год после момента фактической оплаты. Огромная задержка поставок существовала до августа 2013.
Клиенты BFL небезосновательно считали, что их покупки стремительно устаревают, даже еще до того, как они успели получить их в руки. Однако изначальные прогнозы относительно сроков разработки, изготовления и масштабных поставок были весьма оптимистичными с самого начала. Особенно, если учесть, что это первый ASIC продукт для BFL. Фактические сроки оказались вполне типичными для данной индустрии, ведь, например, у Intel уходит около года с появления первых тестовых образцов и до начала поставок.
А вот что совсем нетипично, так это уровень прозрачности, который обеспечивала BFL для своих клиентов на протяжении этого времени. Возможно, это объясняется моделью финансирования, основанной на предзаказах. С другой стороны это привело к росту раздражения и злобы среди клиентов, с тревогой следящих за графиком сложности майнинга BTC и гадающих, не поставили ли они не на ту лошадку…
ASICMINER

Деятельность этой компании началась в июле, после того как BFL начала принимать предзаказы на свои майнеры. Компания была основана тремя гражданами Китая и одной из их мотиваций было создать конкуренцию для BFL и не дать той стать единственным поставщиком майнеров. Подход ASICMINER к ведению дел сильно отличался от использованного BFL, поскольку они не располагали тем доверием, что заработала последняя на поставках FPGA-майнеров.
Также примечательно, что сбор средств был проведен исключительно через интернет форумы. Основатели подробно излагали свои планы по разработке ASIC и отвечали на сотни вопросов от онлайн сообщества, многие из которых касались глубоко технических деталей их бизнес модели технических решений и финансовой благонадежности.

К 18 июля была зарегистрирована компания, юридически расположенная в городе Шенжень на юге Китая, был подписан контракт c производителем микросхем и получены технологические файлы, необходимые для того, чтобы начать проектирование микросхемы. Уже к 29 июля была готова первая версия дизайна, которая должна была обеспечить производительность 1.25GH/s на каждый чип, при техпроцессе 130нм, площади чипа 17.5 мм кв. и энергопотреблении 13.3W. Техпроцесс 130нм был выбран по причине низких капитальных затрат на разработку – приблизительно $150K. Согласно постам, использовался стандартный промышленный маршрут проектирования: Verilog, имитационное моделирование в VCS, синтез на основе Verdi, IC Compiler для трассировки и размещения, Calibre для проверки правил проектирования (DRC) и т.д. Набор лицензий на эти средства стоил бы немалых денег где-нибудь в США или Европе, но в Китае и лицензии, как и рабочая сила, оказались гораздо дешевле.

В начале августа, когда была завершена первая итерация проектирования, размещения и трассировки, компании удалось привлечь средства через IPO, проведенное на онлайн-бирже GLBSE, осуществлявшей торги в bitcoin. Было предложено продавать 1 из 400 тыс. акций компании за 0.1 BTC, при этом акционерам отходило не более 200 тыс. акций. Бизнес план предполагал начать майнинг на своём собственном оборудовании с общей производительностью 12TH/s, а затем начать прямые продажи чипов или оборудования покупателям. Прибыль должна была распределяться между акционерами, пропорционально их доле в компании.

IPO завершилось 27 августа, всего было продано 163.962 акции, что на тот момент примерно равнялось $160К. Интересен тот факт, что голоса акционеров уже на этом этапе использовались для того, чтобы принять решение о конвертации 8000BTC, из собранных в ходе IPO, в привычную валюту, чтобы минимизировать риски связанные с курсом биткоина и необходимостью оплаты услуг фабрики-производителя чипов.
22 сентября была опубликована финальная спецификация чипа: 1.05V, 335MHz, 6x6 мм. и 4.2W на GH/s производительности. Дизайн чипа практически повторял открытый дизайн, используемый ранее для FPGA-майнеров, но с большей частотой, меньшим энергопотреблением и во много раз дешевле.

6го октября биржа GLBSE закрылась из-за взлома и разногласий среди её основателей. Поскольку информация об акционерах хранилась биржей анонимно, представители ASICMINER больше не знали кто их акционеры. Ситуацию усугубил и тот факт, что часть средств, привлеченных в ходе IPO, застряла на счетах биржи. Со временем, на основе электронной почты и других документов, удалось восстановить владельцев примерно 150 тыс. акций. На это ушло два месяца.
К 14 октября был запущен процесс производства и к 31 октября первые вафли добрались до стадии металлизации, за которой следует разрезание вафли на отдельные чипы. Однако фабрика задержала производство, в интересах других, более крупных заказов, и первые готовые чипы появились только 28 декабря.

14 февраля общая вычислительная мощность майнеров, которую ввёл в строй ASICMINER, достигла отметки 2TH/s. В дальнейшем мощность только увеличивалась, но не без всевозможных проблем.
Наконец компания приступила к прямым продажам оборудования. Сначала было продано около 60 «лезвий», чипы которых давали 10.7GH/s @ 83W при цене 50-75 биткоинов (примерно $5K-7.5K). Затем компания разработала майнер в стиле USB-стика под названием Block Erupter. Майнер, содержащий единственный ASIC чип, изначально продавался по 2BTC и стремительно падал в цене. Сейчас его можно найти на Amazon в районе $50-60.


USB-хаб с целым массивом Block Erupter'ов, каждый из которых дает 330 MH/s или примерно половину производительности GPU AMD 7970. (источник)

Avalon

Еще одна компания, которой удалось привлечь инвестиции путем прямых предпродаж через интернет. Её история не столь интересна, поэтому не буду тратить на неё много времени. ASIC выпускаемые этой компанией используют 110нм TSMC-техпроцесс, каждый чип размером 4х4 мм содержит единственный SHA256 конвейер, а типовая поставка представляет собой 300 чипов, смонтированых на поверхности трех «лезвий» в 4U форм-факторе. Как и ASICMINER, компания расположена в Китае.
Первоначально заказы размещались на майнеры, производительностью 66GH/s @ 600W и ценой $1299. Затем появились майнеры в формате USB-stick. А сейчас компания ведет разработку ASIC на технологии 55nm.
Bitcoin Hardware Scaling

На текущий момент многим энтузиастам майнинга удалось предзаказать майнеры, которые будут изготовлены по технологии 28 и менее нанометров. Это вызывает закономерный вопрос – насколько чипы биткоин-майнеров масштабируются в соответствии с техпроцессом. Из-за проблем тёмного кремния, улучшения в производительности следующего поколения микросхем оказываются ограниченными энергоэффективностью на уровне ~1.4x на каждый шаг техпроцесса. Логика биткоин-майнера представляет собой едва ли не худший для тёмного кремния случай, еще более худший чем Multicore или GPU, по причине практически полного отсутствия накристальной памяти и высокой активности всех элементов схемы. Т.е. если, допустим, прогресс остановится на 10нм, то можно ожидать лишь ~6.5х улучшения производительности, по сравнению с 65нм чипами. История когда BFL пришлось снижать частоту своих чипов из-за ограничений энергопотребления лишь еще раз показывает к чему сейчас приводят попытки вылезти за рамки «дозволенного» тёмным кремнием.

После того, как стремительная смена поколений майнеров перешла к переходу на ASIC, разница между последующими поколениями майнеров будет не настолько велика, чтобы быстро отправить на пенсию старое железо. Полная аналогия с ПК – если в середине 90х рост производительности превращал топовое железо в хлам за 2-3года, то сейчас и 5-летнее железо выглядит очень даже неплохо. Для производителей ASIC это будет означать погоню за энергоэффективностью, а не производительностью. А среди групп энтузиастов майнинга наибольшую выгоду получит тот, у кого будет доступ к наиболее дешевой электроэнергии. Уже сейчас известны случаи, когда скупалось старое оборудование для майнинга и возвращалось в строй, скажем, вблизи электростанций, где тарифы на электроэнергию намного ниже городских.

Оптимизация энергоэффективности

Чипы от BFL по технологии 65нм потребляют ~5.5W на GH/s. Для 130нм-ASICMINER и 110нм-Avalon чипов эти цифры составляют 8W и 9W соответственно. Согласно закону Деннарда, при переходе на 14нм можно ожидать 65/14 = 4.6x снижение энергопотребления, примерно до уровня 1W на GH/s.
Правда, т.к. первые поколения ASIC-майнеров ставили своей целью перейти от FPGA в эпоху ASIC, то, вероятно, есть огромный простор для дальнейших оптимизаций архитектуры и схемотехники с целью сократить энергопотребление, не ухудшив производительность и не увеличивая площадь. Среди таких оптимизаций может оказаться использование нескольких уровней напряжения, замена триггеров на latches или даже использование самосинхронной схемотехники, чтобы сэкономить энергию, которая тратится на тактирование. Согласно экспертным оценкам, есть еще по крайней мере четырехкратная возможность снижения энергопотребления в рамках используемого техпроцесса.

Помимо базовых оптимизаций существует много улучшений, характерных для тёмного кремния, и для которых ASIC-майнер отлично подходит. Например, использование уровней напряжения, близких к порогу срабатывания (NTV – Near Threshold Voltage). Отсутствие статической памяти и необходимости передавать сигналы на большое расстояние внутри чипа позволяет ожидать здесь еще 5х снижения энергопотребления.
Также, поскольку аппаратная реализация SHA256 очень проста, то можно представить специализированный техпроцесс изготовления для майнеров, по аналогии с разными процессами, применяемыми для чипов памяти и логики сегодня.

Вместо заключения

Развитие bitcoin-майнеров привело к появлению специализированных решений на основе ASIC. Без всякой поддержки со стороны крупных компаний. Пользователи самоорганизовались, сами профинансировали разработку программной и аппаратной части, преодолели риски и недоверие, оценили бизнес-планы и справились с задачей создания дорогих чипов при невероятно малом бюджете. Это неслыханное дело в наше время, где оценка усилий по созданию микросхем последнего поколения начинается с отметки $100млн., а количество специализированных чипов падает год от года.
Какие из этого можно извлечь уроки? При каких условиях создание чипов под конкретную задачу действительно возможно? Несколько мыслей на этот счет.

Чипы, производимые на заказ, наиболее конкурентноспособны по сравнению с массовым производством, если проходят «концентрационный тест» — выгода от использования специализированного чипа должна заключаться в нем самом, а не других компонентах системы. В случае биткоина, прибыльность – прямая характеристики чипа. Лишь с несколькими дополнительными факторами, вроде цен на электричество.

Если вычисления обладают высоким параллелизмом, а специализированная реализация гораздо меньше чем эквивалентный ей код для системы общего назначения, то ASIC – хороший выбор для того, чтобы сделать скачок в производительности.

Как ни странно, но исследования, проводимые в университетах, сыграли весьма скромную роль в разработке ASIC-майнеров. Для этого есть объяснение. Во-первых, университетские исследования направлены на новейшие технологии производства, которые из-за своей нестабильности не подходят для быстрого использования. Во-вторых, у университетов есть бесплатный доступ к САПР, стоимостью десятки миллионов долларов, лицензированным только для некоммерческого использования. Это означает, что выпускник университета просто не знает как делать «железо» дешево, не разорившись на лицензиях.

Время выхода на рынок обратно пропорционально новизне используемого техпроцесса. 130нм появится первым, 65нм появится потом. В тех случаях, где использование ASIC действительно дает выигрыш, нет большой разницы в том, какой техпроцесс используется. Зато очень важно время.

Инвестиционный капитал также не сыграл значительной роли. Во многом благодаря распространенному мнению, что «железные» стартапы слишком дороги и занимают слишком много времени. Пользователи смогли сами профинансировать проект, даже не прибегая и к помощи сайтов вроде kickstarter.

Машины для майнинга биткоинов имеют очень сильное и понятное людям объяснение своей ценности – «вы покупаете майнер и он приносит вам много денег». Кроме того, эта идея уже была проверена на предыдущих поколениях майнеров.

Две из компаний-разработчиков оказались из Китая и там же вели свою деятельность. Хоть Кремниевая Долина и известна тем, что стоит на острие прогресса, большая часть работы в условиях малых бюджетов выполняется в Азии. Дешевый доступ к рабочей силе и лицензиям играет важную роль. Маршрут проектирования, использованный ASICMINER, в США обошелся бы в $400K за лицензии на каждого разработчика.

Для того, чтобы добиться инноваций в железе, необходимо перепробовать множество новых идей, при малых затратах. Но современная полупроводниковая индустрия отошла от этого направления в сторону дорогих и очень дорогих чипов. В результате «полупроводниковые» стартапы практически не существуют, и практически нет областей, где можно было бы исследовать рискованные инновационные идеи. Не потому что нет идей, а потому, что уж очень дорого. В то же время сокращается спрос на hardware-engineer'ов на рынке труда, а молодые специалисты уходят в софтверные компании за более высокими зарплатами.
Что-то с этим надо делать.

habr.com


Смотрите также



© 2010- GutenBlog.ru Карта сайта, XML.