Американские инженеры придумали способ увеличить прибыльность майнинга биткоинов на 30%

    image

    Доктор Ракеш Кумар из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне в своей работе "Майнинг биткоинов с приближением" описал механизм, при помощи которого можно увеличить прибыль от майнинга биткоинов на 30% — в пересчёте на единицу потраченных процессорных мощностей. Метод основан на использовании приблизительных расчётов – если допустить появление небольшого количества ошибок, результирующая эффективность подсчётов вырастает.

    Приближённые расчёты часто используются в науке для упрощения математических выкладок. Доктор Кумар подсчитал, что при использовании железа, считающего с определённой, но не 100%-й точностью, можно повысить эффективность майнинга на 30%.

    При майнинге биткоинов необходимо рассчитывать хэши от неких начальных значений. Необходимо получить хэш определённого вида, а поскольку предсказать вид хэша до его вычисления невозможно, необходимо проводить расчёты, и тем самым доказывать, что процессорное время было потрачено.

    В связи с постоянным плановым увеличением сложности расчётов биткоинов, майнеры постепенно переходили с CPU на GPU, FPGA или ASIC. Увеличение сложности требует увеличения потребления энергии процессорами. Кумар со своими студентами задумались – нельзя ли разобраться в технологии майнинга и уменьшить потребление энергии, увеличив прибыль?

    В результате они обратились к идее приблизительных расчётов. По утверждению Кумара, довольно много приложений, работающих на компьютере,- например, визуализация,-
    могут работать с расчётами, точными не на 100%. Такие программы устойчивы к ошибкам и могут спокойно работать даже на неточно работающем железе. Исследователи выяснили, что майнинг биткоинов обладает теми же свойствами и «прощает» некоторые неточности.

    Исследователи обнаружили, что процессор, обязанный гарантировать 100%-ю точность операций, в некоторых случаях потребляет энергии в 2 раза больше, чем процессор, который должен выдавать 99%-ю точность.

    Майнинг биткоинов можно выполнять в несколько параллельных процессов, и железо, используемое для этого, состоит из независимых модулей. Если какой-то из модулей допускает ошибку, на работу других это не влияет.

    Как поясняет Кумар, ошибки майнинга могут быть двух типов – правильное решение, которое ошибочно посчитали неправильным (ложно-негативное), и неправильное, ошибочное принятое за правильное (ложно-позитивное). Поскольку вероятность нахождения правильного решения очень мала, то ложно-позитивными можно пренебречь – их будет мало. И их всё равно можно отправлять в сеть – всё равно его проверят и отсеют другие майнеры при обновлении цепочки блоков. А ложно-негативное решение представляет собой упущенную возможность – правильное решение, которое не было реализовано.

    Доктор Кумар утверждает, что использование железа, считающего хэши приблизительно, позволит упаковать большее количество модулей в то же самое пространство, по сравнению с обычным железом. В результате, время для подсчёта хэша уменьшается вдвое – майнер может генерить в два раза больше хэшей в единицу времени. Из-за периодических ошибок реальная производительность увеличивается примерно на 30%.

    Доклад на основе своей работы доктор Кумар будет делать в июне 2016 года на конференции, посвящённой дизайну электроники и автоматизации.
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 52

      +1
      Там очень простая штука, sha2(sha2(header)) должен быть меньше определенного значения. Как это оптимизировать без полного расчета хэша я не понимаю. Покурю еще объяснение от доктора Кумара. Если он прав, то он поимел неплохо вообще всю систему хэширования, что маловероятно.

      Если же они рассчитали как сделать железо, которое быстрее считает, чаще ошибаясь — это пожалуйста, банально поднять частоту чипа и следить за уровнем ошибок. В определенный момент количество ошибок станет таким, что увеличение частоты не дает прироста, а дальше выхлоп вообще уменьшается, валидных шар очень мало, несмотря на растущий хэшрейт. Я с этим еще в 2013 году развлекался.

        +2
        Если же они рассчитали как сделать железо, которое быстрее считает,… банально поднять частоту чипа

        Они предложили как именно можно поднять частоту (+10-15%) и уменьшить размер блоков (-5%) в новых чипах. Есть только теория и странные оценки. Авторы предложили, как можно изменить схемы сумматоров, сделав их неточными в некоторых (редких) случаях и оставив их при этом детерминированными.
        В выбранной модели эффективности чипов производительность зависит от отношения частоты к площади f/A (цитаты из Approximate Bitcoin Mining, dac_16_cam.pdf)



        Thus, designs that minimize the delay area product in order raise H(f) should be expected to maximize profits.

        В работе рассматривается дизайн "SHA-256 ASIC design outlined by Dadda et al. [6]." (2004 года, параллельные Compressor/Expander; doi:10.1109/DATE.2004.1269207). В вычислениях много 32-битных сумматоров, для уменьшения задержек местами используются сумматоры CSA с сохранением переноса (биты переноса являются выходными, реально цепочка переносов в них не вычисляется)

        In order to reduce delay, most additions are performed by carry-save adder (CSA) trees to avoid unnecessary carry propagation. The ultimate carry propagation is performed only once by some form of carry-propagate adder (CPA) (e.g. ripple-carry adder (RCA) or carry-lookahead adder (CLA)).

        В дизайне 2004 года для SHA256 задержки схем оцениваются так (пунктир на Figure 2: SHA-256 Pipeline Datapath; раздел 3.3 Functional Approximation)

        The Expander’s delay is delay(σ0)+ 2·delay(CSA)+ delay(CPA), and the Compressor’s delay is delay(CPA) + delay(Maj) + 2 · delay(CSA). Furthermore, we observe the critical path through the carry-propagation logic of CPA dominates the other terms

        Т.е. больший вклад в задержку вносят сумматоры с схемами распространения переноса (CPA, например, CLA или Kogge-Stone adder), точнее именно их схема распространения переносов. Есть много сумматоров, которые минимизируют задержку, однако при этом растет занимаемая ими площадь:

        For example, an n-bit ripple-carry adder (RCA) propagates signals in O(n) time with O(n) area, but certain carry-lookahead adders (CLA) propagate in O(log2 (n)) time with O(n log2(n)) area, reducing delay but increasing area [8]. The parallel prefix form Kogge-Stone adder (KSA) minimizes delay at the expense of area [7].

        Авторы предложили реализовать неточный 32-битный сумматор, который работает корректно только если цепочка последовательных переносов была меньше определенного значения (16 или 8 бит)

        The basic principle of approximate addition is that carry propagation chains longer than a certain length are a rare event [13]. By allowing certain carry propagation patterns to generate erroneous sums, the logic may be simplified, reducing area and delay.
        This gracefully decaying adder (GDA) ...GDA(1,4) configuration with a 16-bit carry chain as it lowers the error rate to an acceptable threshold. We also consider an approximate KSA design [7].… Inputs that generate more than k consecutive carries will produce erroneous outputs. We consider KSA16 and KSA8 implementations.

        Для оценки автор взял чип Bitmain BM1385 на 38 GH/s в 10 Вт, предположил что в нем реализован KSA32 (т.е. точный Kogge-Stone adder на 32 бита) и расписал, как уменьшится задержка (увеличится частота) и уменьшится площадь для ядра SHA256 (Table 2: Hashing Core Comparison (Expander & Compressor Pipelines) for Different Adder Choices)

        … Bitmain BM1385 [2] with hash rate of H0 = 38.8 GHash/s and power consumption of P0 = 10.2 W at nominal frequency and voltage. We assume that the ASIC is implemented using a KSA32 design since KSA32 minimizes the hashing pipeline’s delay-area product (Table 2).… We assume that the same relative changes would occur to the Bitmain ASIC in terms of area, delay, and power when its adders are changed.…
        Adder delay(ns) area(um2) delay*area P(mW)
        KSA32 1.86 48801 90769 17.33
        KSA16 1.73 47829 82774 19.0
        KSA8 1.58 46299 73152 20.4

        Симуляция для оценки потребляемой мощности проводилась на "65nm TSMC GP cell library" в предположении "high duty cycle, dynamic power dominates leakage power in the designs" (только вот BM1385 — это full-custom 28 nm TSMC и неизвестно, что именно ограничивало авторов чипа и поможет ли им предложенная замена сумматоров на неточные).
          0
          Чего они к ASICам приявзались? На них обкатывать что-то — очень дорого. Взяли бы FPGA да проверили свои теории, благо ее перепрограммировать проблем нет. Можно два алгоритма проверить на одном и том же кристалле, должно быть очень показательно.
            0
            ASIC-и имеют на 1-2 порядка больше GH/s чем FPGA, и требуются методы для получения еще более быстрых ASIC-ов. Можно просто ждать появления более тонких (и намного более дорогих) техпроцессов, а можно оптимизировать структуру схем. В данной работе нашли узкое место — цепочка переноса в сумматорах ограничивает максимальную частоту — и предложили, как эту критическую цепь можно сократить, используя неточный сумматор. При этом оценили, что из-за неточности сумматора будет возникать не слишком много ошибок.
            Проверять подобные оптимизации надо именно для ASIC — сначала путем синтеза и оценкой дизайна специальными САПРами (задержки, энергопотребление — Design Compiler / Power Compiler), затем — выпустив чип (для многих техпроцессов можно выпустить небольшой тестовый чип по MPW). В данной работе проведен синтез и анализ, правда не для современного техпроцесса (и на библиотечных элементах, а не на full-custom как у BM1385) — вероятно не было доступа к более современным САПР и библиотекам. С несколькими предположениями о реализации BM1385 авторы статьи смогли получить заманчивые выводы.
            В FPGA проверить задержки реализации схемы как ASIC сложно, т.к. в ПЛИС используется иной набор базовых элементов. В частности, сумматоры в ПЛИС реализуются либо в Hard IP блоках (в заранее изготовленных "ASIC"-сумматорах — DSP slice/DSP block), либо в LUT slices, имеющих специальные цепи быстрого переноса.
        +1
        Сколько уж статей читал, а так и не могу понять ценность всех этих вычислений, ну вычислили хэши, и что дальше, в чем их ценность то? С золотом как-то гораздо понятнее...
          0
          В самих вычислениях нет никакой ценности, ценность заключается в инфраструктуре самой сети, которая позволяет передавать токены от одного участника к другому напрямую, без третьей стороны. А вычисления нужны для того, чтобы нельзя было просто так взять и атаковать сеть, нужны очень большие мощности чтобы произвести атаку.
            +1
            Ценность их также в том, что их гораздо легче проверить, как результат вычисления, чем изначально вычислить. Это дает очень мощную защиту всей системы взаиморасчетов. Еще никто не умудрился взломать биткойн-сеть, чтобы там все перетасовать в свою пользу.
              –1
              =) выигрывает тот, кто придумывает правила. просто америкосы решили уйти от ничем неподтвержденного доллара, к биткам. и тут гораздо больше простора для действий и «продажи воздуха»
              –3
              изначально ценность была в составлении «радужных таблиц» для перебора паролей которые хешировались именно таким способом. Но к тому времени когда сеть стала популярна придумали множество других способов хешировать пороли а валюта осталась :) Так что ценности то уже нет но всё ещё есть уникальность в каждом бите… Хеш который меньше чем пороговая сложность найти очень маловероятно вот это сейчас и ценится. Трудозатраты на нахождение таких хешей.
              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                  0
                  Ценность в их сложности и невозможности выполнять их быстрее, чем нужно. Подпись блока гарантирует, что все транзакции в нём валидные, что на подпись потрачено огромное количество вычислительной мощности.

                  У золота ценность в сложности добычи и ограниченности.

                  Аналогия с золотом удачна далеко не во всём — хороша только для тех, кто вообще не представляет, что такое криптовалюты. Вот отличная статья, после которой должно быть понятно, что это и как работает — geektimes.ru/post/222493
                    +1
                    По моему мнению, популярность битков основана на человеческой жадности. Разрешили людям ковать свои монетки, чужими руками (компьютерами) вот они и ломанулись. Причем эта пирамида основана на вот таких статьях.
                      0
                      Ой как тут много всего затронуто. Что значит разрешили? Никто вроде не разрешал особо. Хотя и запреты не везде есть. Люди взяли и сами себе сделали инструмент, кто хочет — пользуется им. И по запретам уже интересно, некоторые экономисты сомневаются, что привилегия печатать деньги должна быть только у государства. Что конкуренция в предложении денег может создавать лучшие деньги. Ну да ладно.

                      По поводу жадности — конечно. Все мы жадины. Не понимаем нифига, что такое деньги, но жадины, нас так с детства учили. Остановите любого на улице и попросите дать определение денег. Реально ступор будет. А спросишь, хочешь ли мол денег, так все хотят. Что такое не знают, но хотят. Потому что с детства нас учат потреблять и производить, а задумываться нам некогда.

                      По поводу пирамид уже комментировать не буду, что раз обсуждено. Но если есть большое желание, сделайте список свойств пирамиды и посмотрите под какое количество из них биткоин подходит, и какому количеству он противоречит.

                        0
                        Насчет разрешили, это я написал в переносном смысле — дали инструмент чтобы ковать свои монетки не работая при этом физически. Инструмент создала очень маленькая группа людей. Остальные просто используют его на холяву. Используя его они повышают ценность монеток (вовлекаются в оборот).

                        Деньги с самого начала и не выпускали государства. Их выпускали частные банки, и это правильней. У денег напечатанных частным банком есть ОЧЕНЬ ПОЛЕЗНАЯ особенность — он их обязан принять и выдать эквивалент их ценности (например золото или другие деньги). Именно это свойство останавливает частные банки от печати ЛИШНИХ денег — такие деньги тут же вернут в банк и вынесут все его запасы. У битка нет такого свойства, его некому вернуть, поэтому теоретически его можно печатать бесконечно (это бы сразу его обесценило). Именно поэтому его эмиссию жестко ограничили (умный был создатель).

                        Битки это не классическая пирамида, у них рост ограничен (очень ценное свойство). Но все равно кто вступал раньше — получал больше чем вступавшие потом. Сколько процентов успел напечатать его создатель пока они ничего не стоили и не было конкуренции в печати? Я точно не знаю, но думаю что в районе половины. Т.е. он стал богаче за счет остальных, второй за счет других и т.д. Такая пирамида с ограничением на рост. В классической пирамиде он бы был должен больше всех. Здесь же он ничего никому не должен. Т.е. эта пирамида даже эффективней — за ним не придет полиция если все рухнет. Тем более их печать анонимна.

                        Анонимность позволяет использовать битки в теневых операциях. Это главное свойство которое их поддерживает на плаву. Т.е. стоимость всех битков как раз оценивается оборотом теневых операций использующих битки, плюс немножко добавляют им ценности люди их покупающие за деньги чтобы хранить (инвестировали в них). Если теневой бизнес использующий битки уйдет в другие деньги — битки рухнут.
                          0
                          Насчет обеспеченности — ее давно нет и у государственных денег. и опять же идут разговоры, нужна она или это лишний якорь.

                          Насчет пирамиды. У пирамиды цель — заработок. В биткоине никто заработка не обещает. Да, есть пирамиды на биткоине, но это частные лавочки. Сама технология не про это. Те, кто раньше начал развивать систему получали больше. они и рисковали своим временем и помогали другим людям разбираться. О том, сколько владеетСатоши вы тоже заблуждаетесь. И даже если предположить, что все так — то он не трогает свои монеты уже 7 лет. Это игра очень вдолгую получается. И я не удивлюсь, если эти монеты не будут трогаться и дальше. Их движение будет очень опасным сигналом для сообщества, курс упадет очень быстро.

                          Насчет анонимности и черных рынков. наличные тоже анонимны. Черные рынки существовали и до биткоина. Первые операции с криптовалютой были вроде покупки пиццы, продажи носков. Я помню в 2013 монитор продал за биткоины. Сейчас ими оплачиваю услуги регистратора. Как-то и без черных рынков все развзвивалось и развивается. Понятно, что там технологии криптиовалют очень интересны. И скорее даже не биткоин с открытым блокчейном, а альткоины со встроенными миксерами. Но и без них никуда ничег оне исчезнет. Это скорее обратная сторона полезных свойств крипты. Те же террористы например пользуются и телефонами и автомобилями. Если вдруг перестанут, ничего производителями телефонов и автомобилей не случится.
                            +1
                            Государственный деньги тем и отличаются от частных, что их нельзя вернуть государству. Этим они с битком как раз похожи. Правда биток ограничен в эмиссии, а гос. деньги нет.

                            Люди майнят битки не из энтузиазма, а потому что хотят заработать на этом, при этом они ничего не производят для общества (ну или почти ничего). Причем публикуется очень много статей что это выгодно, хотя это давно не так… Очень напоминает рекламу форекса и пирамид, где как раз заработок и обещают. Все статьи пестрят графиками роста и огромными процентами. В том числе эта обещает на 30% больше обычных майнеров.

                            Львиная доля оборота битков это оплата нелегального товара, этим он отличается от рынка телефонов, авто и других товаров. Террористам в массе битки не нужны. А вот удаленная продажа оружия и наркоты битками в основном и пользуется, потому что битки как раз и созданы для этого. Для легальной продажи удобнее карты, пейпел и т.д.

                            Огромное количество битков лежит нетронутыми, я не знаю, известно ли через блокчейн на каком кошельке сколько лежит. Если известно, то имеет смысл подобрать секрет к самым толстым кошелькам. Даже можно просто выкрасть компы где лежат секреты. В общем рынок битков ненадежен и может быть в любой момент обвален создателем или если его просто вычислят и украдут ключи. Это НЕНОРМАЛЬНО. И тут не важно что он играет в долгую, может этому долго меньше года осталось… Что это за деньги судьба которых зависит от одного неизвестного никому человека. Это как вера в Мавроди у МММшиков.

                            Биржи битков часто организуют мошенники. Вокруг битков вообще много мошенников как в форексе и пирамидах, которые разводять глупых буратин на обещании денежного дерева. Причем многих уже ограбили, но поток буратин не иссякает…

                            Зачем оплачивать товары битками, когда там огромные комиссии? Может порно хостинг только? Или всякие другие сайты зарабатывающие нелегально. Если у вас нелегальный или полулегальный бизнес на сайтах, тогда имеет смысл. Ну или намайнили битков и теперь хоть на что то потрать…

                              0
                              Люди майнят битки не из энтузиазма, а потому что хотят заработать на этом, при этом они ничего не производят для общества (ну или почти ничего). Причем публикуется очень много статей что это выгодно, хотя это давно не так… Очень напоминает рекламу форекса и пирамид, где как раз заработок и обещают. Все статьи пестрят графиками роста и огромными процентами. В том числе эта обещает на 30% больше обычных майнеров.

                              Насчет ничего не производят, а что полезного инкассаторы производят? Или куча других всяких офисных работников, по сути перекладывающих бумажки с одной стороны стола на другую? Вопрос смысла такой, можно доказать и что его нет, и что он есть. Все от позиции зависит.
                              По поводу невыгодности майнинга — миф. Он не может быть невыгодным для всех, иначе бы им не занимались. Он для кого-то выгоден, для кого-то нет, этот баланс уже давно поддерживается, и это нормально, в отличие от сверхдоходов, которые можно было получать в 2011 например. Тогда летом помню был пик, даже в фиате затраты на железо для майнинга отбивались за две недели. Теперь же все зависит от цены на электричество и доступа к современному железу. Майнинг для кого-то будет выгоден всегда, т.к. если он становится не выгодным слишком большому проценту участников, падает мощность сети, потому что майнеры отключаются. Тогда при очередном пересчете сложности падает сложность майнинга, доходы растут, опять кому-то становится выгодным. Система саморегулируется. И в последнее время только рост мощности и сложности идет.

                              Львиная доля оборота битков это оплата нелегального товара, этим он отличается от рынка телефонов, авто и других товаров.

                              Какие ваши доказательства?(с) желательно с ссылками на источники.

                              А вот удаленная продажа оружия и наркоты битками в основном и пользуется, потому что битки как раз и созданы для этого.

                              Не соответствует действительности. Читайте доку от создателей, чтобы понять смысл создания криптовалюты.

                              я не знаю, известно ли через блокчейн на каком кошельке сколько лежит.

                              Все транзакции открыты, да, все можно посмотреть. Вот, например, свежий список самых толстых кошельков.

                              Если известно, то имеет смысл подобрать секрет к самым толстым кошелькам. Даже можно просто выкрасть компы где лежат секреты.

                              Удачи. И в поиске компов, и в подборе ключей. Кстати, есть софт для генерации ключей, вот в этой статье я про него писал, и внизу есть пример расчета времени для поиска ключа к определенному адресу.
                              Умиляют меня такие заявления. Вы правда думаете, что за 7 лет существования никто не пытался систему поломать, и все держится на честном джентльменском слове не подбирать ключи?

                              Что это за деньги судьба которых зависит от одного неизвестного никому человека.

                              Судьба — это как-то очень громко. Может курс просядет сильно, если кто-то сможет найти биткоины Сатоши, в чем я лично сомневаюсь. Но с судьбой это явно перегиб.

                              Биржи битков часто организуют мошенники. Вокруг битков вообще много мошенников как в форексе и пирамидах, которые разводять глупых буратин на обещании денежного дерева. Причем многих уже ограбили, но поток буратин не иссякает…

                              Именно биржи — редко. Скорее по своей глупости встревают, биржу сделать это не хайп очередной раскрутить. Но в целом согласен, лохотронов вокруг наросло огромное количество. Я лично считаю это прививкой от жадности новому поколению. Предыдущее уже с Властелинами, Хопер-Инвестами и МММ урок более-менее усвоило.

                              Зачем оплачивать товары битками, когда там огромные комиссии?

                              Не соответствует действительности. Комисии в биткоине чаще всего меньше, чем в любых других ПС или отсутствуют вовсе. Тут подробнее. Я зачастую отправляю вообще без комиссии, и все доходит нормально. Откуда дезинформация про огромные комиссии?
                      +1
                      Эти хеши ценны сами по себе только для самой сети тем, что контролируют сложность вычислений и обеспечивают контроль целостности блока.
                        0
                        Есть мнение, что золото тоже вычислено.
                        0
                        Но зачем?! Майнер станет больше зарабатывать? Ровно до того момента, пока это железо не появится у остальных майнеров и то, не факт, что отобьются вложения на апгрейд. Затем биткоин сеть поднимет сложность расчетов и все вернется туда же. Плюс, сеть будет наводнена блоками с неправильно посчитанным хэшем.
                        Хотя, сама идея неплоха, но ей лучше найти другое применение.
                          +3
                          Так-с. Кажется не все поняли, что именно имел ввиду автор и в чем ценность идеи.
                          Есть класс вычислительных устройств вероятностные вычислительные устройства. Они достигают повышенной скорости и пониженного энергопотребления за счет отказа от того, что вычисления будут 100% точными. Уже были выставки где показывались такие устройства, пока штучные экземпляры.

                          В комментариях есть несколько грубых ошибок.

                          1. Не будет блоков с неправильно посчитанным хэшем. Их не выпустит клиент bitcoin. И их не примут другие участники сети т.к. верификация все-равно проводится на процессоре.

                          2. "Взяли бы FPGA" Нельзя взять FPGA и просто обкатать на них. Как и нельзя взять существующие ASIC'и и пробовать на них. Это должен быть специальный дизайн ASIC'а. В среде разработки для FPGA нельзя контролировать процесс деградации дизайна (например вся схема отстает от идеального тайминга одинаково). Там либо всё проходит тест, либо где-то достаточно большая задержка, которая делает всю схему 50% нерабочей. Т.е. классический случай bottleneck при разгоне.

                          Теперь почему это на самом деле win:

                          1. Если уменьшить потребление чипов, то их можно больше запихнуть в +- стандартный пакет 2 КВт. И это уже будет, может даже больше чем +30% на одно изделие потребляющее фиксированную мощность.

                          2. Уже сейчас проблема с 32 nm и ниже. См. статьи про темный кремний. Если задействовать весь чип, то он будет иметь эпичное тепловыделение. Если обкатать новую технологию, то можно выжать из того самого кристалла больше. Чем меньше nm, тем больше будет возможностей применить этот прием. Т.е. на 14 nm вероятностный вычислитель будет приятной альтернативой классическому.

                          3. А теперь почему эта новость на самом деле отличная. Благодаря биткоинам появится не в теории, а на практике первый серийный вероятностный вычислитель. Да, это не процессор общего назначения. Без биткоина нам ждать серийных вероятностных вычислительных устройств нужно было бы на 5 или даже 10 лет больше. Ключевое слово "серийных" т.е. хотя бы 100k чипов.

                          4. Чем больше будет финансово выгодных проектов с вероятностными вычислителями, тем быстрее обкатают технологию. См. Невозвращаемые инвестиции на дизайн масок для чипов.

                          N.b. Немного сумбурно, где-то я, возможно, допустил грубые ошибки т.к. я не профессиональный FPGA разработчик и не ASIC разработчик. Также стоило бы привести ссылки на соответствующие статьи (даже на хабре всё уже есть).
                            0
                            Уже сейчас проблема с 32 nm и ниже. См. статьи про темный кремний.

                            Спасибо за упоминание темного кремния. Эта проблема не только на 32/28 нм, она была и раньше.

                            вероятностные вычислительные устройства

                            Не уверен что это следует называть вероятностным вычислителем. Предложенные схемы сумматоров вполне детерминированы (не нужен "специальный дизайн ASIC'а", это просто альтернативная логическая реализация), они просто не способны обработать длинные цепочки переносов (например, KSA16 может сложить 0x000FFF00 и 0x00000100, но выдаст некорректный результат при сложении 0x0000FFFF и 1). Конечно при их использовании в реализации SHA256(SHA256(data)) в итоге получится схема, с определенной (достаточно небольшой) вероятностью выдающая некорректные результаты.

                            повышенной скорости и пониженного энергопотребления

                            Улучшение по частоте и площади всего лишь на 5-10% (кстати, энергопотребление более компактных схем с KSA16 и KSA8 повысилось, см P (mW) в таблице 2), да и то оценки получены по немного странной методике (по старым техпроцессам, с предположениями о том, как реализованы asic-майнеры, без указания на проблемы дизайна более производительных майнеров — может быть они уже давно ограничены тем самым utilization wall — темным кремнием).

                            Благодаря биткоинам появится не в теории, а на практике первый серийный вероятностный вычислитель.

                            Это не серийный продукт и еще не факт что оценки исследователя подтвердит "индустрия" дизайна bitcoin майнеров. Индустрия достаточно закрытая, я не смог найти адекватных научных статей по оптимизации майнеров для ASIC. Писали вот такое (не все оценки и прогнозы могут быть точными):
                            http://cseweb.ucsd.edu/~mbtaylor/papers/bitcoin_taylor_cases_2013.pdf Michael Bedford Taylor, "Bitcoin and The Age of Bespoke Silicon" // CASES '13 doi:10.1109/CASES.2013.6662520

                            3.7 Bitcoin Hardware Scaling… In fact, Bitcoin logic is close to the worst case for dark silicon, much worse than multicore [1] or GPUs, because of high duty cycles and lack of low power-density SRAMs.
                            Thus, if we suppose 10-nm is the terminal process generation for CMOS scaling, there is only a 6.5× improvement that we can expect in performance/$ due to process generation improvements versus 65-nm. Thus, the additional transistor count and frequency gained by these advanced processes will not pay the dividends one might expect, due to power limitations. BFL, with its advanced 65-nm chip, already bumped up against these dark silicon related limits when it had to scale back performance due to power consumption.…
                            Post-Dennard Scaling [2] predicts that a 14-nm process could allow energy efficiency to improve another 65/14 = 4.6× to around 1 W per Gh/s.
                            ...reducing energy cost by replacing flip-flops with latches, using multi-Vt flows, or using dual-edge triggered flip-flops, or even using self-timed logic to reduce clock energy. Additionally, there are systemlevel power distribution and cooling overheads (especially for BFL) that can be reduced. I would estimate at least a factor of 4 energy efficiency to be gained from these approaches.
                            Beyond this initial level of optimization, Bitcoin hash engines are very friendly targets for dark-silicon types of optimization [2]. In particular near-threshold voltage (NTV) operation is a great fit for Bitcoin mining because hash units can hash with almost no communication, and there are no
                            SRAMs to limit Vdd scaling. We could expect that nearthreshold could offer an additional 5× in energy efficiency.

                            новую технологию, то можно выжать из того самого кристалла больше

                            Новая технология дизайна логики (предложенная в обсуждаемой статье dac_16_cam.pdf) = новый кристалл и новые "Невозвращаемые инвестиции на дизайн масок".
                              +1
                              новую технологию, то можно выжать из того самого кристалла больше

                              Да, вы правы. Я немного неправильно выразился. Имелось ввиду не с того самого дизайна кристалла. А с одного и того же самого куска кремния.

                              Предложенные схемы сумматоров вполне детерминированы

                              Про более оптимальные сумматоры. Да, конкретно эти работы они о детерминированных реализациях. Я сначала подумал, что там схемы переноса есть, но они работают не всегда (т.е. метастабильное состояние у них есть, но обычно оно скатывается куда надо).

                              В такой реализации, как есть, на FPGA обкатывать можно, только оно не даст понимания как оно будет в ASIC'е т.к. нужен будет редизайн под ASIC.

                              P.s. Думаю, если задумались над такого рода оптимизациями, то до того, чтобы пожертвовать стабильностью тоже дойдут. Потому мой комментарий всё-таки немного ошибочный, относительно именно этой статьи, но скорее правильный в общей тенденции.
                                0
                                В такой реализации, как есть, на FPGA обкатывать можно, только оно не даст понимания как оно будет в ASIC'е т.к. нужен будет редизайн под ASIC.

                                Корректность логики можно проверить хоть в FPGA, хоть в iverilog. Полезность подобной модификации надо смотреть путем реализации дизайна ASIC в нормальных САПРах и современных библиотеках и/или дорисовывая full custom дизайн. Если полезно — продать идею или дизайн какому-нибудь bitcoin asic вендору. Если бесполезно или же сложно самостоятельно провести более точный эксперимент — написать статью, продолжать преподавание в University of Illinois at Urbana Champaign и заниматься своим стартапом Hyperion Core, Inc (http://rakeshk.crhc.illinois.edu/)

                                http://www.zdnet.com/article/how-to-increase-your-bitcoin-mining-speed-by-30-percent-with-less-effort/ "The team told the publication that the goal isn't to build vast arrays of specialist systems for mining cryptocurrency, but to help developers consider new ways and methods for mining in the future."

                                Кстати, в интервью автор статьи не упоминал о большей энергоэффективности: "When compared to original non-approximate hardware, a smaller and faster approximate system allows the miner to pack more mining units into the same or smaller chip area. Increased speed, and more hashes per second, increases how many bitcoins can be mined per unit-time."

                                http://thehackernews.com/2016/02/mine-bitcoins-faster.html "Dr. Kumar also had expressed that his team's goal is not building a perfect Bitcoin mining hardware, but their research work would inculcate to design much better mining hardware in the near future."
                                PS Более близкая к реализации в bitcoin ASIC технология — near-threshold voltage, а не «probability-based complementary metal-oxide semiconductor» (хм...)
                                0
                                Я ориентировался на вот эту статью https://geektimes.ru/post/51491/

                                Однако представленный прототип, при создании которого разработчики отказались от традиционной булевой логики, заменив ее вероятностным подходом, в 7 раз быстрее нынешних чипов, и при этом в потребляет в 30 раз меньше энергии.

                                Другое дело, что полностью вероятностный подход плохо сработает для криптографических функций, т.к. лавинный эффект очень быстро убъет теоретически правильный результат. Т.е. 99% точности для одной операции может быть слишком мало.
                            • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                +1
                                Нет, это не рядом. Проверить решение — задача дешевая, и пулы решения проверяют.

                                Если так, то всё сходится — у пулов защита от неправильных вычислений намного ниже самого биткойна и не нужна абсолютная точность.

                                Это можно раскрыть? не понял, с чего у них защита ниже и почему не нужна точность.
                                • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                    0
                                    Если речь все еще про статью http://rakeshk.crhc.illinois.edu/dac_16_cam.pdf “Approximate Bitcoin Mining” (по мотивам которой написан пост) то был предложен способ реализации (дизайн) одиночного SHA256-блока в ASIC, имеющий чуть большую частоту и чуть меньшую площадь, чем традиционная реализация SHA256. Эксперимент заключался в написании исходного кода блока и его синтезе в САПР, реальные чипы не создавались. 30% — это оценки, полученные сравнением нескольких дизайнов в САПРе.
                                      +1
                                      Почему же не могут? Легко можно взять заголовок блока, посчитать его хэш и сравнить с тем хэшем, что прислал майнер. Вот найти данные (nonce), которые бы давали нужный (удовлетворяющий условиям) хэш — это сложно, а проверить корректность — легко. На этом и строится весь принцип майнинга — майнер долго ищет хэш, а пул и сеть его быстро проверяют.
                                      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                        0
                                        С чего вдруг пулы не могут? Это майнеры занимаются перебором огромного количества вариантов, для них это долго. А пулам проверять решения дешево. По сути им надо знать набор транзакций, нонс, время и еще немного служебных данных. Хэшируем и проверяем результат.

                                        Или вы думаете, пулы платят майнерам, веря на слово?) Анекдот сразу вспомнился про джельтельменов "И тут у меня такая карта поперла!"

                                        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                            0
                                            Ничего, я тоже через пару месяцев отвечу)

                                            Может, для этого майнеры посылают ему шары — решения, которые не закрывают блок, но которые имеют некую верифицируемую сложность. Им не жалко — они уже их получили в процессе. А пул по скорости прихода этих шар имеет возможность судить о реальной мощности майнера, чтобы оценить его вклад. Чтобы не закакать канал совсем пулу, для мощных майнеров обычно выставляется сложность повыше.

                                            Конечно, это не гарантирует того, что майнер не зажмет выигрышную шару, отправляя только пустые. Но такая атака — ни себе ни людям. Награду себе не заберешь, только пул обворуешь, потому что он надеется на статистику. Ущерб от такой атаки или ложится на пул, или размазывается по всем участникам пула в зависимости от методов вознаграждения майнеров, принятых на пуле.
                                  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                      +2
                                      Повысили скорость расчетов. В сети увеличилось количество расчетов в секунду. Сеть отреагировала, повысив сложность. В итоге количество верных расчетов вернулось на тот же уровень что и до оптимизации. В итоге получается прибавка на 2-6 месяцев, пока другие крупные майнеры не поменяют оборудование у себя.
                                        +1
                                        всё равно его проверят и отсеют другие майнеры
                                        так вот за чей счет банкет…
                                          0
                                          И их всё равно можно отправлять в сеть – всё равно его проверят и отсеют другие майнеры при обновлении цепочки блоков.
                                          Ага. Такие же приблизительные майнеры и проверят.
                                            0
                                            Всё это постоянное сжигание электроэнергии на маининг мне как инженеру решительно не нравится. Полагаю что будующее за намного менее энерго-интенсивнымы алгоритмами Proof-of-Stake (PoS), например Casper и т.п.
                                              0
                                              Я вообще не понимаю ценность этой валюты. Одно дело золото, вот оно физически можно потрогать и применить во благо или ещё куда, обладает уникальными свойствами. А биткоин? Просто решили что это будет волюта и всё? Как и вся остальная бумага? Глупость какая-то. Только электричество жгут в пустую да потребляют тонны железа.
                                                +2
                                                Большую часть денег в мировой финансовой системе тоже невозможно потрогать — людей это устраивает. Чем биткоин хуже?
                                                Если золото применять во благо, стоило бы оно не намного дороже меди. Просто когда-то решили, что золото будет дорогим. Это нормально. Объективной ценности вообще не существует, кругом условности.
                                                  0
                                                  Так вот я о чем и говорю, биткоин ничем не лучше нарезанной бумаги. Сами себе выдумали ценность и всё. Такие валюты и отношение, к прогрессу не приведут. Это и печально :-)
                                                    0
                                                    но биткоины нельзя нарезать из бумаги! В этом то и фишка что по сути если бы все стартанули одновременно то честность данной системы просто зашкаливала бы.
                                                    нолики что на бумажках что на экране вашего банка могут быть подрисованы вашим же банком. А с биткоинами такое не пройдёт.
                                                  0
                                                  Вопрос привычки. "Можно потрогать" создает ценность само по себе? Какие-то животные инстинкты)
                                                  Свойства у золота да, интересные. И вариантов лучше для денег в свое время наверное не было. А у биткоина свойства еще интереснее, потому народ и интересуется и пользуется. Никто не заставляет ими пользоваться, обратите внимание, в отличие от государственных денег.
                                                    0
                                                    Да да именно потрогать в полезном качестве, а вот полезные свойства должны быть материальны, это реальная ценность. А какие свойства у биткоина? Из него полупроводник не сделаешь. Просто решили некоторые люди решили его принимать в качестве оплаты вот и вся ценность. Как от нарезанной и разукрашенной бумаги, одно и то же.
                                                    К слову, люди животные, почему инстинкты должны отличаться? У многих они ещё более примитивные чем "потрогать" и применить полезные свойства на благо своего вида, многие хотят просто "отобрать", "убить" и т.п. лишь бы накопить себе фантиков и потом умереть :-)
                                                      0
                                                      А какие свойства у биткоина?

                                                      Преимущества биткоина

                                                      многие хотят просто «отобрать», «убить» и т.п. лишь бы накопить себе фантиков и потом умереть :-)

                                                      Не спорю. Но вот хочется как-то эволюционировать, знаете ли)
                                                        0
                                                        Основная ценность золота не в том что из него что-то можно сделать, а в том что оно а) не портится б) его нельзя создать из воздуха.

                                                        Оба этих качества — и несколько других важных качеств — есть и у криптовалют. Сам Биткоин меня абсолютно не привлекает ввиду вопиющего несовершенства технологии. Обратите внимание что есть и другие криптовалюты, у которых есть "реальная ценность", в виде оплаты за хранение информации или оплаты майнерам за операции с блокчейном. Мой фаворит — Ether, встроенная валюта сети Ethereum, это как раз второй случай.
                                                          0
                                                          Так в Ethereum вообще нет ограничения на эмиссию Ether. Так что ценность его сомнительна. Ну шумиху конечно развели вокруг него, пузырь пока растет…

                                                            0
                                                            Почему же нет? Очень даже есть, что вы, это же первый вопрос которым интересуется любой инвестор. 77ММ изначально, каждый следующий год — 14% от добытого в предидущем, или что-то типа того. Правила изменятся при переходе на PoS, но разумеется всегда будет ограничение.
                                                    0
                                                    А колоссальное потребление электроэнергии и человеческих ресурсов мировой банковской системой Вас устраивает?) Можно считать, что вся эта потраченная энергия гарантирует надёжность системы.

                                                    PoS имеет очень неприятную уязвимость "nothing at stake", которую закрывают костылями.
                                                      +1
                                                      По моему мнению человечество на данном этапе своего развития лучше всего в наибольших количествах производит только одно: мусор.
                                                      Быть эффективными нам еще учиться и учиться. Затраты на майнинг это цветочки.
                                                    –1
                                                    Доктор Кумар — это не фамилия. Это уже диагноз…

                                                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                    Самое читаемое