Что такое ферма для майнинга?

Что такое майнинг ферма? Термин «майнинг» (который переводится как «добыча») чаще всего применяется к процессу добычи цифровых информационных блоков, за создание которых можно потом получить вознаграждение в виде денежной единицы системы (криптовалюты). Для более успешной добычи – то есть, для проведения параллельных вычислительных процессов – технологические мощности для майнинга криптовалюты собираются в так называемую ферму. Поскольку для вычисления чаще всего применяются видеокарты, ферма для майнинга криптовалют представляет собой компьютер с несколькими подключёнными к нему видеокартами.  Какой нужен компьютер и какие видеокарты, сколько стоит оборудование, как собрать майнинг ферму, что нужно для фермы и как работает майнинг ферма, мы подробно расскажем в статье.

Принцип работы майнинг-фермы

Для «чайника» вопрос о создании фермы делится на две части: теоретическую и практическую. Первая часть больше касается принципа работы фермы, темы выбора наиболее выгодных валют, сроков окупаемости оборудования и размеров заработка, которые могут не превышать одного доллара в сутки. Вторая часть касается того, как создать ферму и какие комплектующие использовать.

Для разъяснения первой части коротко ответим на два ключевых вопроса:как работает ферма для майнинга криптовалют и что это вообще такое.

• Майнинг ферма: что это такое?

  Обычно для домашней добычи криптовалюты собирается ферма для добычи с помощью видеокарт. Сейчас существуют и специализированные процессоры, но цена такого оборудования заметно выше и срок окупаемости продолжительнее. Таким образом, о майнинг ферма можно сказать, что это, говоряпростыми словами, почти обычный компьютер, с подключёнными к нему несколькими видеокартами. «Почти обычный», потому что характеристики такого компьютера ориентированы на майнинг, а поэтому какие-то элементы требуют максимальной функциональности (видеокарты, блок питания), а от каких-то привычных элементов (например, монитора) можно отказаться. Активность работы аппаратуры создаёт повышенную нагрузку и увеличивает теплоотдачу, что обуславливает соединение видеокарт на специальной проветриваемой подставке – каркасе.

• Майнинг ферма как это работает?

  Технология блокчейн позволяет хранить данные в базе цепочек-блоков. Каждый отдельный компьютер собирает цепочку независимо от остальных. Если компьютер майнера соберёт её раньше других, владелец вычислительных мощностей получит фиксированное вознаграждение. Принцип работы фермы – в разделении вычислительных процессов. Чем больше видеокарт работает над вычислением информации и чем производительнее каждая из них, тем больше возможностей для заработка даёт ферма при прочих равных условиях.

Из-за увеличивающейся трудоёмкости и энергозатратности вычисления новых уникальных кодов первой криптовалюты – биткоинов – эффективность их добычи с помощью домашних ферм уже давно под большим вопросом. Поэтому майнеры переключились нафермы для майнинга, сделанные своими руками, для добычи альтернативной биткоину криптовалюты (например, Эфириума). Однако чтобы новому майнеру для проведения вычислительных операций хватало ресурса аппаратуры, уже на старте ему надо разобраться с её оптимальной конфигурацией.

Особенности конфигурации: процессор, видеокарты, материнская плата, блок питания

Основные комплектующие для майнинг фермы – то есть, то,из чего состоит ферма и что позволит сделать майнинг ферму самому – это:

• 4-6 видеокарт с достаточной памятью и предполагаемым минимальным объёмом (производители, специализированных видеокарт увеличивают размер пропорционально функциональным требованиям). Среднее количество в 5-6 видеокарт считается оптимальным для одной фермы.
• Мощный блок питания (например, один серверный или два синхронизированных с помощью кабеля). У него должен быть 20-30-процентный запас от величины максимального энергопотребления системы. Лучше использовать качественные блоки с сертификатами 80+.
• Процессор. Дорогие производительные процессоры для майнинга видеокартами не нужны. Здесь основное внимание следует уделять совместимости разъёмов, количеству и типу контактов, поддерживаемых материнской платой (наиболее распространены среди майнеров LGA1150 и LGA1151). Подойдёт, например, процессор с разъёмом 1150 – IntelCeleron («KabyLake») 7-го поколения.
• Материнская плата. Для 6-ти видеокарт самая известная «материнка» – ASRock H81 PRO BTC R2.0, которая разрабатывалась специально для «добычи», что привело к её оптимизации: отсутствии дорогих, но ненужных функций и присутствию 6-ти независимых слотов (для 5-ти из них нужно докупить райзер-удлинительUSB 3.0 достаточной длины – 60 см). Совместима с процессором под сокет LGA1150.Сейчас, однако, приобретаются и «материнки» на 12-13 видеокарт, что дорого и не всегда целесообразно.
• ОЗУ (оперативная память), которая на количество 4-6 карт должна быть от 4Гб, а при увеличении их числа до 10-12 – на 8 и более Гб.
• Твёрдотельный жёсткий диск (SSD) для установки на нём операционной системы (чаще, это Windows 10 или Linux) и специализированного софта для майнинга. Его объём зависит от типа майнинга: одиночного, для которого нужен больший объём, или в составе пула (когда не нужно хранить блокчейн).
• Деревянный или алюминиевый каркас, который необходим, чтобы компоненты не складировались друг на друге (из-за высоких температур это может спровоцировать возгорание).

В качестве дополнительного оборудования используется:

• эмулятор монитора, позволяющий обходится без монитора при установке в автозагрузку TeamViewer, например, VGA (DE15F),
• USB WatchDog, который повышает стабильность работы,
• ваттметр, что облегчает учёт потребляемой электроэнергии.

Однако, поскольку ключевым элементом майнинговой фермы видеокартами являются сами карты, остановимся на них подробнее.

В 2018 году размер файла увеличится до 4 Gb и собрать ферму для майнинга можно будет уже только с картами объёмом 6 Gb или больше.

Высокий спрос и высокие требования к производительности влияют на стоимость видеокарт и их наличие в магазинах. В итоге возникает ситуация, когда из-за отсутствия необходимых комплектующих майнер готов переплачивать за карту в полтора-два раза больше её не дефицитной стоимости. Так, например, ценаAMD RadeonRX 470 может доходить до 40 тыс. рублей в то время как средняя цена этой видеокарты при отсутствии дефицита – порядка 23-25 тыс. рублей.

Для того чтобы выбрать оптимальное соотношение цены-производительности, существуют калькуляторы окупаемости (или, как их ещё называют, калькуляторы дохода), корректирующие результаты относительно сложности текущего состояния сети и курса криптовалюты: WhatToMine, сервис NiceHash и др. С их помощью можно проанализировать ориентировочные показатели заработка в зависимости от типа добываемых монет и конкретной модели видеокарты. Это важно, поскольку производительность разных карт в майнинге тех или иных криптовалют отличается. Например, для добычи Zcash предпочтительнее использовать карты Nvidia (GTX 1050ti, 1060, 1070, 1080, 1080ti):

• GTX 1050ti – объём 4 Гб. У этой карты выше окупаемость с учётом более низкой цены, чем у GTX 1060 на 6 Гб (стоящей в два раза дороже). При майнинге Ethereum карта 1050ti даёт 14,2-14,4 (с дополнительным питанием – до 15 мегахеш). Две карты, которые будут стоить столько же, сколько одна 1060, выдают, соответственно, минимум 14,2*2 = 28,4 мегахеш. Тогда как одна 1060 – порядка 23 мегахеша. На добыче Zcash схожее соотношение: две 1050ti дают около 350 sol/s, а одна 1060 – 300-315 sol/s. Дополнительный плюс этих карт – более холодный режим работы. Средняя температура в эфире – около 60 градусов. Летом в сильную жару может достигать 68-69 градусов.
• GTX 1070 – 8 Гб. Хешрейт отличается при установке карт разных производителей. Так майнинг Ethereum(NvidiaOptimisedMiner) даёт хешрейт 32,3 MHS/sec с энергопотреблением 125W. Майнинг Zcash без разгона даёт 445 sol/s, и 475sol/s с разгоном при энергопотреблении 180W и 140W соответственно.
• GTX 1080ti – 11 Гб, видеокарта из Топ-сегмента с максимально производительным, на данный момент,одночиповым решением. Майнинг на этой видеокарте в среднем на 60-70% производительнее, чем на GTX 1070 (даёт приблизительно 700 sol/s), но эта карта и самая дорогая из перечисленных.

Для майнинга Ethereum экономически эффективнее будет подключить карты AMD (RX 470, RX 480, RX 570, RX 580):

• RX 480 – 4 Гб (тактовая частота 7 Ghz) и 8 Гб (тактовая частота 8 Ghz). Восьми гигабайтная считается более выгодной при майнинге Эфириума. Мощность по умолчанию – 150W. Потребление энергии увеличивается с разгоном видеокарты приблизительно на 7-8W, что экономически оправдано. Температура при 100% загрузке вентилятора – порядка 68 градусов, но снижение интенсивности вращения лопастей до 80% увеличивает температуру всего приблизительно на 4 градуса, однако заметно снижает уровень шума.
• RX 580 – 8 ГБ. По сравнению с RX 480,в ней улучшено охлаждение. Скорость – приблизительно 22,5 MHS на последней версии ClaymoreDual ETH miner. Однако по своим параметрам карта ориентирована на геймеров, а не на майнеров, и по производительности хоть и превышает показатели RX 480, но незначительно. При этом, однако, в условиях дефицита RX 480, может стать её адекватной заменой.

Сборка майнинг фермы для подключаемых видеокарт AMD предполагает для стабильной работы системы приобретение эмулятора монитора. Для улучшения производительности этим картам прошивается BIOS.

Инструкция по сборке и подключению

Сборка фермы для майнинга из-за высоких показателей теплоотдачи требует покупки или самостоятельного изготовления стойки для видеокарт. Между видеокартами (речь о классической схеме на 6 карт) при жёстком креплении оставляется пространство сантиметров 15-20 для обеспечения охлаждения. Обычно на этот же каркас стойки по бокам надёжно крепятся блоки питания (основной и «ведомый») и материнская плата. При фиксировании материнской платы её не притягивают слишком плотно к стойке, оставляя небольшие люфты.

Итак, как собрать ферму для майнинга? Пошаговая инструкция начинается с подключения всех райзеров от ведущего блока питания. (К этому же блоку питания подключаются и две ближайшие видеокарты). Райзеры отличаются между собой версиями со специфическими разъёмами. Для фермы выбирают такие, которые сочетаются со свободными разъёмами на ведущем блоке питания. При этом крайне важно следить за правильным положением ключа на разъёме, поскольку в слот PCI-E x16 райзер можно случайно присоединить не той стороной. При подключении питания потребляемая мощность райзера (около 80 Вт) добавляется к энергопотреблению карты.

Ко второму, ведомому, блоку питания подключаются оставшиеся 4 видеокарты. Чтобы равномерно распределять нагрузку между блоками используется специальное реле add2psu, позволяющее объединить блоки питания в синхронизированную цепь. Molex к реле подключается от ведущего блока питания, а 24 pin – от ведомого.

При настройке ПО обязательно устанавливаются:

• файл подкачки на 20 Гб,
• MSI Afterburner, использующийся для разгона видеокарт,
• TeamVeaver, чтобы управлять компьютером удалённо,
• HWiNFO64, помогающий мониторингу системы,
• обновления драйверов,
• майнер для запуска процесса.

В сети для майнинга (например, nanopool.org) в файле «старт» открывается с помощью правой кнопки мыши режим редактирования в блокноте и прописывается адрес кошелька и емейл, на который будет приходить сообщение об отключении. Бесплатные кошельки можно получить на биржах, ориентируясь на степень их надёжности и функциональность. После запуска файла начинается процесс добычи.

Эффективное целевое назначение фермы

Эффективность майнинга для криптовалюты и целесообразность создания фермы зависит от самой криптовалюты – точнее, от сложности сети и проведения вычислительных процессов. На сегодняшний день майнинг Bitcoinна видеокартах в домашних условиях потерял экономическую целесообразность.

При небольшой совокупной мощности сети на старте запуска проекта у первых «фермеров» были преимущества. Но уже за четыре первые года с момента запуска сети Bitcoinв 2009 году сложность добычи блока (количество работы при генерации блока) выросла в полмиллиона раз. Увеличение общих вычислительных мощностей майнеров приводит к увеличению энергетических и аппаратных затрат, с одновременным уменьшением размера вознаграждения.Гораздо эффективнее сегодня использовать эти же вычислительные мощности видеокарт для добычи альткоинов (альтернативных биткоину монет): Ethereum, Monero, Zcash.

Добыча Bitcoin (BTC) перешла в разряд специфической деятельности, для которой необходимо дорогостоящее оборудование при длительных сроках окупаемости. Поэтому майнер, который добывает биткоины, чаще выбирает другие варианты добычи:

1. Облачный майнинг. Сервисы Hashflare, GenesisMining предлагают услуги без значительных вложений, а потраченные суммы относительно быстро «отбиваются». Отсутствие необходимости заботиться о настройке и поддержании работоспособности системы делает облачный майнинг самым выгодным и удобным способом добычи блоков в системе Биткойн. Бюджетная ферма проигрывает по эффективности такому способу заработка.
2. ASIC. Специализированные процессоры, которые предназначены для добычи биткоинов, имеют большую производительность, чем видеокарты. Они экономичны по сравнению с майнингом биткоинов видеокартами, но всё равно считаются довольно дорогим и долго окупаемым решением.
3. Сервис NiceHash. Майнинг альткоинов пока эффективнее производить с помощью процессоров видеокарт для майнинга. На этом сервисе добытые альткоины мгновенно конвертируются в биткоины. Но цены на видеокарты растут пропорционально повышению спроса на альтернативные криптовалюты. В связи с ажиотажем Asus и Sapphire выпустили специализированную линейку комплектующих для майнинга.

Майнинговые фермы начинают активно создавать на государственном уровне. Так для поддержания стабильности национальной денежной единицы фермы по добыче криптовалюты в 2017 году построили в Северной Корее (КНДР). В России планы привлечения 100 миллионов долларов на создание 20 мегаваттной майнинговой фермы озвучил интернет-омбудсмен Д. Мариничев. Но даже государственный проект с большими инвестициями ферма криптовалют предполагает локализацию в областях с излишками добычи электроэнергии, поскольку для деятельности фермы такого размера требуется колоссальный энергоресурс.

Майнинг, в основе которого лежит принцип Proof-of-work(доказательства выполнения работы), – это очень ресурсоёмкий процесс. Для сравнения: в 2017 году полное оформление всего одной транзакции в системе Биткойн требовало 163 киловатт-часов энергии. Их хватило бы на обеспечение нужд живущей в одноэтажном доме семьи из 3-х человек на протяжении пяти-шести дней. Энергия, которая требуется сейчас для добычи криптовалюты в двух сетях Биткоин и Эфериум,могла бы полностью «закрывать» потребности, например, Кипра или Камбоджи.

Создание новых блоков, на сегодняшний день, происходит с помощью трёх различных технологий, в число которых входит и майнинг. Две другие – ICO (аббревиатура InitialCoinOffering) ифоржинг (или минтинг). В большинстве случаев применяется одна технология, но в некоторых криптовалютах применяется комбинация технологий.

Автор статьи: Κирилл Τретьяков