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Xilinx Virtex VCU1525: gli FPGA per il mining tornano in voga?

Nelle ultime settimane su BitcoinTalk si è tornati a parlare di mining sfruttando gli FPGA. Nel dettaglio, nelle scorse settimane un utente aveva pubblicato alcune informazioni riferite agli Xilinx Virtex VCU1525, un FPGA prodotto da Xilinx, che con l’opportuna programmazione può essere sfruttato con discreti risultati nel mining di criptovalute.

Non è la prima volta che si utilizzano FPGA per minare, anzi, in passato, a cavallo fra il 2012 ed il 2013, furono proprio gli FPGA ad anticipare i primi ASIC specifici per il mining. D’altronde per la prototipazione di un ASIC spesso si parte da un chip non completamente specializzato come un FPGA (Gate Array, sistemi a celle o i Sea of Gates) a cui, una volta definito il layout funzionale, viene rimossa tutta la componentistica di configurazione dei vari transistor e blocchi logici programmabili (memorie, etc), così da rendere il device ottimizzato al massimo per l’esecuzione di una sola funzione, quindi un ASIC a tutti gli effetti. Con l’arrivo di quest’ultimi però, visti le differenze di prezzo e le prestazioni, gli FPGA vennero lentamente abbandonati.

Tuttavia, complici forse i prezzi sempre più salati degli ultimi ASIC e la “lotta” attuata dai team di sviluppo delle principali criptovalute contro l’hardware specializzato nel mining, potrebbe ritornare conveniente utilizzare gli FPGA. Questo perchè gli FPGA si, sono inferiori come efficienza e prestazioni agli ASIC, però possono essere riprogrammati in caso di cambio algoritmo di PoW. Il tutto mantenendo un’efficienza assai migliore delle più classiche GPU.

I problemi però sono due. Il primo è il prezzo, alto ma visti i prezzi generali per l’hardware destinato al mining si può ritenere quasi accettabile. In secondo luogo la difficoltà di programmazione di questi dispositivi, che richiede una certa competenza nel settore. Non sono quindi soluzioni adatte a tutti, anzi molto di nicchia.

Le specifiche ed il prezzo dello Xilinx Virtex VCU1525

Il post dell’utente riporta un sito dedicato interamente al progetto di mining tramite FPGA: Zetheron.com

Tra i tanti modelli e considerazioni effettuate, emerge come una delle migliori soluzioni sia l’FPGA VU9P, che ritroviamo nella soluzione proposta da Xilinx, ovvero lo Xilinx Virtex VCU1525All’apparenza può sembrare una scheda video visto il formato, ma in realtà ha a ben poco che vedere con una scheda grafica, se non lo standard adottato per il PCB, dissipatore e connettori PCI-E per l’alimentazione. Sono infatti realizzati in questo modo per la prototipazione di cui vi parlavo prima. Il controllo vero e proprio avviene tramite USB.

Xilinx Virtex VCU1525

Lo Xilinx Virtex VCU1525 in dettaglio, è caratterizzato da quattro slot di memoria DDR4, che garantiscono un quantitativo di RAM installato pari a 64GB. Quindi algoritmi che richiedono grosse quantità di memoria come Ethash non sono un problema. Tuttavia, per le funzioni più fortemente vincolate alla memoria, non come quantità o banda ma come latenza, l’FPGA VU9P, integra ben 360 Mb di memoria on chip. Quindi non è nemmeno un problema eseguire algoritmi quali il CryptoNight.

Passando ai consumi, la configurazione di Xilinx arriva ad assorbire 225 Watt di picco, ma nella realtà, a seconda della configurazione, i consumi effettivi dovrebbero essere minori. Non mancano poi le opportune interfacce per collegare più FPGA in parallelo e programmare le due unità in maniera complementare, così da migliorare le performance ove possibile.

Passando ai prezzi, arrivano le note dolenti. La versione commercializzata da Xilinx infatti, costa di base sui 4500 dollari. Cifra a cui va aggiunto il costo per la programmazione e modifica hardware, come riportato dall’utente. Ci aggiriamo attorno ai 5mila dollari dunque. Esistono anche versioni customizzate e ottimizzate (memorie più veloci) vendute a prezzi superiori, fra cui il Bittware XUPP3R-VU9P, disponibile a 5600 dollari.

Le prestazioni

Arriviamo ora alla parte più interessante, ovvero le prestazioni. Stando alle informazioni reperibili sul thread BitcoinTalk, minando monete basate sull’algoritmo Lyra2z lo Xilinx Virtex VCU1525 ottiene un hashrate di circa 20-21 MH/s. Il tutto tramite le opportune modifiche hardware.

Su Monero invece, più nel dettaglio nel CryptoNight V7, si riesce a raggiungere un hashrate compreso tra i 14 e 20 KH/s con un consumo di 160 Watt. Anche in questo caso è necessario effettuare le opportune modifiche hardware e programmarlo correttamente. Bisogna infatti ridurre il voltaggio, migliorare il sistema di raffreddamento, modificare leggermente il PCDB della scheda ma soprattutto saperlo programmare. Ad oggi infatti non sembrano essere reperibili firmware di configurazione già pronti all’uso.

Vi è poi un rumors (presumibilmente fake) che riporta un hashrate nel mining di Ethereum pari a 1900 MH/s. Sinceramente non credo molto a quest’ultimo dato che consiglio di prendere con le pinze, visto che Ethash, l’algoritmo di Ethereum, dipende fortemente dalla banda della memoria. Dal momento che l’FPGA usa memoria di tipo DDR4 in Quad-Channel, difficilmente dovrebbe superare gli 80-100GB/s, ancora troppo lontani dai valori registrate dalle GPU, compresi fra i 250-300 ed i 500 GB/s a seconda del tipo di memoria implementata.

Probabilmente sarà possibile ottenere alti hashrate su Ethereum con alcune versione di FPGA munite di memoria HBM, ma che al momento hanno costi troppo elevati.

Tra gli altri valori, segnalo direttamente dal thread:

  • Keccak (Smartcash, Maxcoin): 17GH/s;
  • Tribus (Denarius, Virtus): 2.1GH/s;
  • Phi1612 (Luxcoin, Folm): 650MH/s;
  • Skunhash (varie monete): 1.3GH/s.

Buoni valori. Certo, non paragonabili agli ASIC ma superiori alle GPU. Anche i consumi sono davvero contenuti. Tuttavia resta da valutare l’alto costo d’acquisto del device. Infine, vista l’elevata domanda, risultano assai difficili da reperire.

Per maggiori informazioni infine, vi rimando al sito web Zetheron.com ed al thread su BitcoinTalk.

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Emanuele Pagliari

Ingegnere delle telecomunicazioni appassionato di tecnologia. La mia avventura nel mondo del blogging è iniziata su GizChina.it nel 2014 per poi proseguire su LFFL.org, GizBlog.it, ed ora su CryptoMinando.it. Sono nel mondo delle criptovalute come minatore dal 2013 ed ad oggi seguo gli aspetti tecnici legati alla blockchain, crittografia e dApps, anche per applicazioni nell'ambito dell'Internet of Things, la mia branca di studio.
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  1. Anche gli fpga hanno delle carenze specifiche in base alla generazione presa in esame, non sarà difficile per monero tarpare le ali anche a queste soluzioni se si diffonderanno più di una quota risibile.
    Per fare 1900 MH/s in ethash servirebbe circa 22TB/s di banda verso le memorie, una roba impensabile, un quad channel ddr4 arriva circa a 70/80GB/s quindi sarà in grado di fare circa 6,7MH/s

    • Si i 2/3 video che girano online in cui viene mostrato l’FPGA raggiungere 1900 MH/s sono quasi sicuramente fake. Comunque credo visto il costo ed il basso numero di unità disponibili ad oggi non possono venir considerati un problema per il mining, visto che parliamo di un numero risicato di unità, e visto prezzo ed hashrate, potrebbe risultare poco conveniente

      • Bisogna anche dire che le fonderie hanno gli slot pieni e strapieni, non sono riusciti a soddisfare la domanda aggiuntiva di amd, l’unica fonderia che potrebbe immettere fgpa sul mercato sarebbe intel con altera, tutto da vedere se intel ha un qualche interesse nella cosa e se realmente i rumor di sottoproduzione per i 14nm sono veri (posto che i suoi 10nm sono in alto mare da 4 anni).

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