«Машины для майнинга» для добычи биткоинов

Сложность добычи монеты в Bitcoin-сети уже несколько лет компенсируется стоимостью BTC. Пользователей не пугает даже высокая цена оборудования для биткоин-майнинга, которое с 2009 года прошло большой эволюционный путь. Подробнее об это и о том, какое именно оборудование нужно для заработка биткоинов, мы расскажем в статье.

Особенности вычислительных процессов на алгоритме SHA-256

При майнинге биткоина действует общий принцип: вероятность успешного создания нового блока примерно равна отношению вычислительной мощности оборудования пользователя, на котором производится перебор хешей, к совокупной вычислительной мощности Bitcoin-сети. Если показатель отношения низкий, то и шансов у пользователя получить вознаграждение очень мало, даже если майнить очень долго. Если хочется заработать на майнинге биткоина, нужно приобретать более мощное оборудование, создание под работу с криптографической хеш-функцией SHA-256 (с алгоритмом, на котором работает Bitcoin).

В основе Bitcoin-сети заключена функциональная идея, по которой майнеры группируют транзакции в единый блок, подвергаемый затем хэшированию. Редкое значение хеша должно соответствовать определённым условиям. Когда условия соблюдены и значение находится, блок считается вычисленным (смайненным) и заносится в блокчейн (цепочку блоков). Хеширование увеличивает сложность нахождения правильного блока и снижает вероятность единоличного захвата контроля над системой.

Алгоритм майнинга SHA-256

Фактически происходит процесс, при котором функция на входе получает большой блок с данными, а на выходе демонстрирует хоть и небольшой, но непредсказуемый результат (выход). Значение находятся только перебором, и ускорить этот процесс можно только ускорив перебор и/или произведя распараллеливание вычислений (разделив одну общую задачу на множество частей). В сети Bitcoin используется функция SHA-256, а для увеличения устойчивости она применяется дважды к блоку (т.н. двойная SHA-256). В цифровой логике каждый шаг в хешировании по этому алгоритму выглядит просто и сравнительно легко реализуется в «железе». Недаром специализированное ASIC-оборудование для майнинга монет «семейства SHA-256» появилось первым на криптовалютном рынке. Так, микросхемы на базе кремниевого кристалла, используемые известнейшим производителем майнингового оборудования – компанией Bitfury – могут за одну секунду вычислять порядка 2-3 миллиардов хешей.

Сегодня в интернете можно встретить описание «рукописного» майнинга биткоинов, при котором вычисления производятся буквально при помощи бумаги и ручки. Автор такого эксперимента доказывает, что хеширование SHA-256 оказывается достаточно простым, чтобы его можно было произвести, не прибегая к помощи компьютера. На один, первый, раунд хеширования у автора ушло почти 17 минут, поэтому он честно признает этот процесс непрактичным и медленным. Но зато при помощи такой иллюстрации наглядно демонстрируется принцип, положенный в основу всего оборудования для майнинга биткоина.

Эволюция оборудования: краткая история

Первые версии программы-клиента сети содержали виртуальную кнопку, позволяющие одним нажатием сгенерировать новые биткойны. Для вычисления хеша заголовка очередного блока достаточно было мощностей CPU – центрального процессора компьютера, на который и устанавливался клиент. Добыча биткойнов происходила практически в виде периферийного процесса. Этот вид майнинга до сих пор остаётся актуальным для криптовалют, работающих на алгоритмах, в которых ключевую роль играет объем подключаемой оперативной памяти, а не возможность максимального распараллеливания вычислительных процессов.

Но поскольку при добыче биткоинов преимущество получали те владельцы оборудования, чьи устройства обладали большей возможностью в решении задачи перебора хешей, после выхода в свет дополнительного программного обеспечения, майнинг BTC полностью перешёл на GPU – графические процессоры, обеспечивающие многопоточность.

Эти потоковые процессоры, которые использовались в майнинге для обработки неграфических данных, входили в комплектацию видеокарт, и их производительность была уже в сотни раз выше, чем у центральных процессоров. А собранные в майнинг-фермы (комплекты из нескольких видеокарт), они окупали себя буквально за несколько недель-месяцев (в зависимости от темпов роста курса).

Следующим относительно коротким эволюционным этапом развития индустрии стало использование для вычисления FPGA-оборудования, отличающегося превосходящей GPU энергоэффективностью. Field-programmable gate array – это такое полупроводниковое, программируемое пользователем (разработчиком) устройство, которые можно модифицировать в любой момент использования путем изменения функций логических блоков и их конфигурации. На следующем эволюционном этапе – в ASIC-оборудовании – стали использовать схожие по строению логические матрицы, но в асиках они конфигурируются сразу на производстве. Интегральная схема (то есть, application-specific integrated circuit, или ASIC) применялась для выполнения узконаправленной функции (в случае с биткоином – для вычисления хеша) и полностью вытеснила предыдущие виды майнинга.

При каждом новом шаге развития технологий предыдущие форматы майнинга биткоина устаревали и проигрывали более прогрессивным. А использование центрального процессора уже приблизительно с 2013 года стало не просто малоэффективным, а совершенно нецелесообразным занятием, сравнимым с попыткой выиграть в лотерею «одним билетом» при миллиардах возможных вариантов. Математически получалось, что стоимость электроэнергии, потраченной на работу оборудования, была выше, чем потенциально возможная расчетная прибыль.

Актуальное и на сегодняшний день ASIC-оборудование с того же 2013-го года стало широко применяться не только манерами-любителями, но и целыми корпорациями. Сами же производители такого оборудования формировали уже не просто фермы, а целые фабрики, на которых в стеллажах были установлены тысячи устройств. Поскольку обеспечение работы такого количества оборудования требовало колоссальных энергоресурсов (в том числе и потраченных на систему охлаждения), фабрики старались размещать в тех географических зонах, где сочетались дешевизна электричества и климатические условия.

Еще в начале 2015 года суммарный расход электроэнергии, необходимой для добычи биткоина, был равен энергопотреблению 135 тыс. американских домов (1,46 тераватт-часа/год). Более поздние сравнения сопоставляли эти энергорасходы с электропотреблением целых стран (например, Кипра).

В основном вычислительные мощности группировались в Китае, но в СМИ публиковалась информация о создании аналогичной фабрики по добыче биткоина и на территории России. Первоначально прямой месячный доход такого рода производств мог достигать миллиона долларов и более (особенно в периоды быстрого роста цены криптовалюты). Позднее он снизился, и часть производств переквалифицировались в бизнесы по предоставлению услуг облачного майнинга. Каждый желающий мог арендовать мощности, зарабатывая биткоины без приобретения крайне дорогостоящего оборудования.

Такие фабрики в итоге и становились основной для создания объединения тысяч майнеров в одно целое. У объединённого сервера – пула, который пропорционально распределял общую задачу вычисления между всеми подключенными к «бассейну» добытчиками – было несравнимо больше шансов найти нужный результат, чем у отдельных пользователей, решающих эту задачу целиком самостоятельно. На сегодняшний день при майнинге биткоина любое, даже самое мощное оборудование, рентабельнее подключать к пулам и производить свою долю вычислений в их составе.

Текущее состояние биткойн-майнинга

Цена асиков составляла минимум несколько сотен долларов (иногда – тысячи долларов) даже у производителей, которые рассчитывали стоимость своего оборудования так, чтобы им его уже было выгодно продавать, а майнерам ещё было выгодно покупать. Условия на рынке майнинга криптовалют, работающих на алгоритме SHA-256 (и других алгоритмов, уязвимых для асиков), стали диктовать производители оборудования, иногда на какое-то время монополизирующие целые области индустрии.

Курс Биткоина

Активизировались перекупщики, в среднем увеличивающие цену оборудования для конечного потребителя в 2-3 раза. Но к услугам подобных частных лиц и компаний нередко прибегали хотя бы потому, что при прямом заказе техники у производителя до заказчика асик доезжал не всегда, поскольку подобные посылки задерживали на таможне в рамках борьбы со «шпионским» оборудованием. Иногда объявление о предзаказе очередного супер-ASIC с революционными хешрейтом и низким энергопотреблением оказывалось обычным мошенничеством: деньги собирались, а товар не отправлялся.

В последние несколько лет сюжет «чистого» появления очередного устройства развивался по одной и той же схеме:

  1. Представлялся опытный тестовый образец, который демонстрировал привлекательные технические характеристики.
  2. Объявлялся предзаказ по заводской цене на первую партию оборудования. Иногда фирмы ставили условные ограничения на количество проданных асиков «в одни руки», чтобы не допустить единоличного захвата мощности сети. Но технически это ограничение невозможно было контролировать, а часто и незачем. Поэтому, как правило, поступали наоборот: делали скидку при заказе оптовой партии, добавляя поощрительные бонусы – сумму на следующую покупку, блок питания в нагрузку или бесплатную доставку.
  3. Дата продажи первой партии отстояла от момента первоначальной демонстрации возможностей анонсированного оборудования на несколько недель или месяцев. Поэтому к моменту получения своего устройства на руки майнер, чаще всего, уже не мог рассчитывать на ту же окупаемость, которую предполагал изначально. За время ожидания менялся не только курс криптовалюты, но и, нередко, совокупная вычислительная мощность сети, поскольку производители-конкуренты, которых в Китае стало множество, успевали вывести на рынок свою высокопроизводительную новинку.
  4. В формате продажи первой партии продавалось и оборудование для майнинга Bitcoin следующих партий. И поскольку количество асиков было ограничено, а число желающих купить превышало предложение, «второй волной» на рынок они попадали уже через руки перекупщиков, стоя гораздо дороже. (До сих пор «прицениваться» к выбранному устройству лучше с поправкой на этот фактор).
  5. «Третьей волной» на рынок выходило бывшие в употреблении оборудование для биткоинов, которое, как правило, побывало в активной эксплуатации, хотя по его цене об этом можно было сказать не всегда. Проблема в том, что часто оставалось неизвестным, какие эксперименты ставил бывший владелец с системой охлаждения чипов и плат, как разгонял асик, а провести тестовый запуск перед покупкой не удавалось.

В любом случае, независимо от того, какое именно оборудование приобреталось для майнинга биткоинов, самостоятельная добыча стала давно не актуальна, если, конечно, «в гараже» из асиков не была собрана целая многомиллионная фабрика, сопоставимая по мощности с пулами.

ASIC-устройства и «машины» для добычи биткоинов

Принять участие в заработке биткоинов можно и с помощью простаивающей мощной видеокарты, но получаемая прибыль даже с укомплектованной фермы, скорее всего, будет меньше, чем при добыче с помощью этой же фермы ряда других криптовалют. Выбор для добычи именно биткоина, в этом случае, может быть продиктован только верой в стремительный рост BTC, который некоторые аналитики пророчат к концу 2018-го года.

В остальных же случаях, несмотря на дороговизну «машин», целесообразнее в работе с биткоинами использовать специально предназначенное оборудование для добычи криптовалют на SHA-256. Его же можно потом, при желании и экономической целесообразности, переориентировать на майнинг других монет на этом алгоритме, особенно, если их курс начнет расти. Средняя окупаемость таких устройств составляет от полугода до года в зависимости от того, за сколько удалось купить ASIC (у производителя или перекупщика), и как менялся курс биткоина в течение майнингового периода.

Поскольку в представленный перечень оборудования входят и устройства авторитетных компаний, и приборы менее известных производителей, теоретически сэкономить можно, выбрав менее авторитетный бренд с сопоставимо высоким хешрейтом и низким энергопотребелением. Однако «плюс» проверенных производителей в том, что их продукция чаще соответствует заявленным характеристикам, а «новичков» еще нужно проверять. Топ-5 ASIC 2018 года может быть у каждого майнера свой, но, чаще всего, в окончательные списки входят следующие позиции:
  • Antminer S9
  • DragonMint T1
  • AvalonMiner 821 (до него – 761)
  • WhatsMiner M3
  • Ebang Ebit E 10.1 Miner 18T.

Рассмотрим их технические характеристики отдельно подробнее.

Antminer S9

На сайте самого известного в мире (до последнего времени почти монопольного) производителя асиков – компании Bitmain – это устройство стоит 2320 долларов (плюс блок питания APW3++ порядка 100 долларов). Antminer S9 считается «примером для подражания», но приобрести его сложно. В работе он демонстрирует следующие показатели:
  • Потребление энергии: 1375 Вт;
  • Хешрейт (мощность): 13,5 TH/s (фактическая мощность может находиться в диапазоне 11-14 TH/s в зависимости от партии);
  • Чип: BM 1387 (189 шт.).

Antminer S9

DragonMint T1 (от компании Halong Mining)

Поначалу, после появления информации о выходе этого асика, криптосообществом ставилось под сомнение даже существование самой компании. Гендиректор Blockstream Адам Бек своим заявлением успокоил майнеров и подтвердил работоспособность T1. Но чрезвычайно конкурентные показатели DragonMint взбудоражили сообщество:

  • Потребление энергии: 1400 Вт;
  • Хешрейт (мощность): 16 TH/s;
  • Чип: DM 8575 (189 шт.), энергоэффективность – 0,075 J/GH.

AvalonMiner 821

До появления 821-го, у производителя Avalon (подразделения Canaan Creative), топовой моделью считался 761-ый асик. В производстве чипов под SHA-256 эта компания была одной из первых, и её продукция уже давно заслужила положительные отзывы.

  • Потребление энергии: 1200 Вт;
  • Хешрейт (мощность): 11 TH/s;
  • Чип: A 3210 (104 шт.).

WhatsMiner M3

Оборудование от компании Pangolin Miner удивило заявленным гарантийным сроком в 180 дней, но с учётом того, что из другой страны вернуть по гарантии устройство технически довольно сложно (особенно, если покупать «с рук»), этот параметр не всегда считается преимуществом. Большим достоинством является относительно невысокая стоимость M3 – 1899 долларов, включающая стоимость блока питания. Прибор содержит встроенный контроллер.

  • Потребление энергии: 2200-2200 Вт;
  • Хешрейт (мощность): 11,5 TH/s;
  • Чип: SMiT 1700 (198 шт.).

Ebang Ebit E 10.1 Miner 18T

В устройстве заявлен очень высокий хешрейт, присутствующий в названии, поэтому E 10.1 продаётся по соответствующей этой мощности цене в 4800 долларов. Не все пользователи верят утверждениям производителей, тем более, на сайте говорится о 10 hm-чипах, что тоже часто вызывает недоверие.

  • Потребление энергии: 1620 Вт;
  • Хешрейт (мощность): 18 TH/s;
  • Чип: DW 1228 (70 шт.).

Майнеры с большим инвестиционным капиталом иногда используют в добыче биткойнов так называемые «машины для майнинга» – целые вычислительные комплексы, объединенные в одном корпусе с мощной системой охлаждения, встроенным блоком питания и готовой разводкой. Внешне они представляют собой системные блоки с множеством встроенных плат с ASIC-чипами. Их цена может легко превышать 10 тыс. долларов, но есть и более доступные, хоть и менее мощные варианты.

Отзывы, комментарии и обсуждения