Почему видеокарты майнят лучше процессоров?
Задумывались ли вы когда-нибудь, почему майнинг на видеокартах в разы эффективней майнинга на процессоре? В этой небольшой статье мы попробуем дать ответ на этот вопрос.
Для начала давайте уточним:
CPU – центральный процессор (или просто процессор), является частью компьютера, исполняющей задачи программного обеспечения и указывающей всем остальным частям компьютера, что они должны делать в соответсвии с командами программ и пользователя.
GPU — графический процессор, является частью видео подсистемы компьютера. Основная функция GPU – рендеринг 3D графики и визуальных эффектов.
И GPU и CPU – являются процессорами, но сконструированны они были для выполнения различных задач. Эта конструктивная разница и делает GPU более производительным при майнинге в Bitcoin.
Короткий ответ:
Ядро CPU обрабатывает 4 32-битных инструкции за такт (SSE), или 8 32-битных инструкций за такт (AVX), в то время как GPU Radeon HD 5970 способно обработать 3200 32-битных инструкции за такт (используя свои 3200 ALU или шейдеров). Получается что в этом примере GPU способно обработать в 800 (или в 400 (при AMX)) раз больше инструкций за такт чем СPU.
Даже не смотря на то, что с 2011 года производятся CPU c 6, 8 и 12 ядрами, и тактовой частотой в районе 2000-3000 МГц и более, GPU Radeon HD 5970 (с тактовой частотой 750 МГц) остаётся более чем в 5 раз быстрее четырёх 12-ядерных CPU с частотой 2,3 ГГц (при стоимости последних в районе $4700, в отличии от $350 за HD5970).
CPU — «начальник»
CPU, в первую очередь, разрабатывались для того, чтобы принимать решения в соответствии с указаниями программы. Например, если вы печатаете документ и сохраняете его, то работа CPU заключается в том, чтобы преобразовать ваш документ в соответствующий тип файла и дать указание жёсткому диску записать этот файл. Процессор также способен выполнять математические расчёты, в каждом CPU есть один или несколько ALU, способен следовать инструкциям «если произошло это — сделай то, иначе сделай что то другое». Большое количество элементов CPU занимаются отслеживанием того, способны ли остальные элементы переключиться на выполнение новой задачи в необходимый момент.
Еще CPU выполняет множество других операций, которые добавляют сложности к его архитектуре, в том числе:
- ограничение привилегий между пользовательскими программами и операционной системой
- создание «иллюзии» виртуальной памяти для выполняемых программ
- обеспечение обратной совместимости для выполнения устаревших программ и инструкций
GPU — «рабочий»
GPU были разработаны для обработки видео. Да, GPU могут делать и математические расчёты и многие другие задачи, но сконструированы они были именно для обработки видео, а не для принятия решений. Обработка видео представляет из себя большие объёмы однотипной работы, при которой пикселям на экране монитора постоянно указывается, что они должны делать. Для эффективного выполнения такой работы GPU сконструированы так, что могут быстро обрабатывать большие объёмы повторяющихся операций, но при этом довольно медлительны в переключении на новую задачу. GPU содержат в себе большое количество ALU, значительно большее, чем содержат в себе CPU. В результате чего GPU выполняет громоздкие математические вычисления намного быстрее чем CPU.
Аналогия:
Представим себе что CPU — это маленькая группа очень умных людей. Они способны быстро справиться с любой поставленной задачей. Тогда GPU — это большая группа «бездарей», каждый из которых не в состоянии быстро выполнить какую-либо задачу, но которых можно научить выполнять повторяющиеся действия. В таком случае производительность большого числа «бездарей» делающих однотипную повторяющуюся работу окажется выше чем производительность небольшого числа очень умных людей выполняющих ту же работу.
Это вовсе не означает что CPU жирный, избалованный или ленивый. И CPU и GPU — изготовлены из миллиардов микроскопических транзисторов, размещённых на маленьком кусочке кремния, при этом то, что позволяет CPU хорошо делать свою работу — это более сложная структура каждого элемента. Сложнее структура — больше площади занимает каждый элемент, а площадь на кремниевом чипе стоит дорого. В отличие от CPU, в GPU структура каждого элемента проста и мала по площади, что позволяет разместить на одном чипе большее количество «бездарных» элементов.
ALU в GPU разбиваются на группы, в которых каждый участник в составе группы выполняет ту же операцию что и остальные (и не может выполнять какую то иную операцию). Они все будут работать над почти идентичной вариацией одной задачи, в идеальной синхронизации друг с другом, либо будут простаивать. При майнинге в Bitcoin выполняется одна постоянная операция — обработка хэш-функций, отличающихся друг от друга только одним символом — эта задача очень хорошо подходит для обработки на GPU.
Возьмём, к примеру, GPU Radeon HD 5970 — это популярная и высокопроизводительная видеокарта для майнинга содержит в себе 3200 ALU, которые можно рассматривать как 3200 «бездарных исполнителей», обученных делать одни и те же повторяющиеся задачи до тех пор, пока им не придётся прерываться для принятия каких либо решений. Radeon HD 5970 сконструирован по архитектуре VLIW-5, это означает что 3200 исполнителей объединены в 640 групп, и каждая группа способна выполнить 5 операций за 1 такт. Для сравнения возьмём 4-х ядерный CPU, способный моментально переключаться на новые задачи и принимать решения, он содержит в себе всего 4 (или небольшое кратное 4 количество) ALU. Так как ALU выполняет всю работу необходимую для майнинга в Bitcoin, то скорость майнинга напрямую зависит от количества ALU.
Вот причины по которым майнинг на GPU гораздо эффективнее майнинга на CPU: майнинг в Bitcoin не требует принятия решений, а представляет собой повторяющиеся математические операции. Принятие решений состоит только в определении «у меня есть блок» или «у меня нет блока». Это великолепная работа для выполнения на GPU.
Почему GPU AMD больше подходят для майнинга чем GPU Nvidia?
Во-первых, AMD конструирует свои GPU с использованием большого количества простых ALU (VLIW-архитектура), работающих на низких тактовых частотах (в среднем 1120-3200 ALU на частотах 625-900 МГц), в то время как конструкция GPU Nvidia состоит из меньшего числа более сложных ALU, что компенсируется повышением тактовой частоты ( в среднем 448-1024 ALU на частотах 1150-1544 МГц). Из-за разниц в архитектуре GPU ALU Nvidia занимают большую площадь, чем ALU AMD, соответственно Nvidia размещает в чипе меньшее количество ALU. Это и приводит к выигрышу GPU AMD в решении задач, в которых важнейшим является производительность ALU:
- AMD Radeon HD 6990: 3072 ALU x 830 МГц = 2550 миллиардов 32-битных инструкций в секунду
- Nvidia GTX 590: 1024 ALU x 1214 МГц = 1243 миллиардов 32-битных инструкций в секунду
Эта примерно 2х-3х кратная разница в производительности наблюдается во всём диапазоне линеек GPU от AMD и Nvidia, что сказывается в скорости решения всех ALU-связанных задач, таких как Bitcoin, подбор пароля (брутфорс) и т.д.
Во-вторых, алгоритм майнинга в Bitcoin основан на SHA-256, основная операция которого исполняется 1 инструкцией в GPU AMD (BIT_ALIGN_INT), но требует исполнения 3 инструкций в GPU Nvidia (2 shifts + 1 add), что даёт выигрыш производительности GPU AMD в 1,7 раза по сравнению с GPU Nvidia (около 1900 инструкций для AMD и около 3250 инструкций для Nvidia исполняются для функции сжатия SHA-250).
Суммарно эти 2 фактора делают производительность GPU AMD в 3-5 раз выше при майнинге в Bitcoin.
Все о майнинге на домашнем компьютере в 2021 году для чайников и не только
Определяем целесообразность майнинга криптовалюты на домашнем компьютере с единственной видеокартой в 2021 году.
В конце 2020 года разразился очередной криптобум, который продолжается и по сей день. Совершенно не случайно он совпал с началом продаж новых видеокарт компаний AMD и NVIDIA. Это вызвало небывалый дефицит видеокарт. Те небольшие партии видеокарт, что попадают на полки магазинов, продаются по двухкратной и более цене. Миллионы геймеров по всему миру выражают своё негодование. Их гнев направлен, прежде всего, на самих майнеров, а затем и на производителей графических ускорителей, не обеспечивших нужные объёмы своей продукции. Потребители видеокарт разделились на два непримиримых лагеря и на форумах всего мира разыгрываются нешуточные баталии. Но практически каждому геймеру, умеющему считать свои деньги, нет-нет да и приходила в голову мысль — а почему бы не попробовать помайнить криптовалюту на своей недавно приобретенной за огромные деньги новой видеокарте, чтобы отбить хоть часть переплаты за неё или на старой, чтобы всё-таки суметь накопить на новый графический ускоритель.
Мы не будем сейчас вас учить как майнить. Информация о майнинге в избытке в сети. Мы постараемся ответить на вопрос нужно ли это делать в принципе на домашнем компьютере с одной-единственной видеокартой! Прежде чем майнить на своей видеокарте необходимо с холодной головой взвесить все за и против. Давайте сейчас этим и займёмся! Для начала необходимо трезво оценить свой уровень компьютерной грамотности. Это касается как знания софта, так и «железа». Они вам понадобятся! Затем перейдем к шагу первому.
реклама
1. Видеокарта
Конечно же, вы знаете модель своей видеокарты. Если нет, то она указана на коробке от неё, на ярлыке, который наклеен на саму видеокарту, в личном кабинете онлайн-магазина, где совершалась покупка. Также это можно сделать с помощью диспетчера задач Windows, утилиты GPU-Z и других программ. Но всё же лучше знать не только модель, но и полное название видеокарты.
Самая популярная криптовалюта для майнига на сегодня это Ethereum (Биткоин давно нельзя добывать с помощью видеокарты). Если объём вашей видеокарты менее 6GB, то вы «пролетаете», поскольку это необходимый минимум на сегодня. После, необходимо установить на что она способна в добыче криптовалюты. Для этого переходим в любой известный калькулятор прибыльности. К примеру, можно использовать калькулятор nicehash. В нём есть автоопределение и ручной выбор. Если с учётом затрат на электроэнергию и потерь при выводе в фиатные деньги (рубли) ваша видеокарта способна приносить хоть сколько-нибудь значительную для вас прибыль, то идём дальше.
Приблизительный расчёт прибыльности GPU от известного майнера ПроТОН.
реклама
Теперь оцениваем уровень качества нашей видеокарты. Для этого вам необходимо найти и прочитать обзор на вашу модель (вот где нужно точно название модели). Есть модели с качественной элементной базой и системой охлаждения, а есть карты с откровенной экономией производителем. И бренд здесь не помощник. К примеру, в MSI RX 5700 evoke первой ревизии пользователи жаловались на перегрев чипов памяти уже в играх. Страшно представить её в майнинге. А некоторые видеокарты ASUS и вовсе остались без должного охлаждения чипов памяти. Если ваша видеокарта обладает достаточным «запасом прочности» системы питания и системы охлаждения, то будем считать, что вы условно готовы попробовать её в деле. Не всё же вам одному зарабатывать в доме!
Далее оцениваем риски. При майнинге Ethereum значительная нагрузка ложится на чипы памяти видеокарты. Поэтому память будет греться. При её разгоне нагрев будет значительно увеличиваться. Самый сильный нагрев у чипов памяти GDDR6X. Но стоит знать, что не на всех видеокартах есть датчики температуры чипов памяти. К примеру, они есть на видеокартах RX 5700 и RTX 3080, но их нет на RTX 3060ti и большинстве остальных видеокарт среднего ценового диапазона. А это значит, что вы не сможете точно знать, насколько сильно будут прогреваться чипы памяти вашей карты при майнинге. Во избежание перегрева вам придётся установить обороты вентиляторов видеокарты на уровень близкий к максимальному. Это вызовет, в свою очередь, высокий уровень шума, с которым вам придётся уживаться большую часть времени, находясь дома. Также перегрев памяти влечет за собой проблемы с термопрокладками, которые стоят на чипах. Если их конструктивно нет, то считайте, что память охлаждается минимально. Термопрокладки от избыточных температур могут начать «течь» и терять свои теплопроводящие свойства. Многое зависит от их качества. Поэтому после окончания криптобума, если вы решите продолжить использовать видеокарту по её прямому назначению, то существует вероятность, что вам потребуется их заменить. При наличии гарантийной пломбы, замена термопрокладок лишит вас гарантии на устройство. Следующим компонентом, страдающим от износа, являются вентиляторы видеокарты. Срок их службы также зависит от их качества и наработки. На дорогие модели, как правило, устанавливают вентиляторы с шарикоподшипниками или гидродинамическими подшипниками. На более дешевые стоят обычные втулки. Вот такие вентиляторы могут начать трещать, шуметь или вовсе остановиться. Заменить их также не всегда возможно без снятия гарантийной пломбы. Остальные компоненты видеокарты, работающие в режиме 24/7, также подвершены уменьшению ресурса. Охлаждению GPU и VRM большинство производителей уделяет больше внимания. Все GPU имеют датчик температуры. Для того чтобы создать видеокарте максимально возможные при майнинге комфортные условия, необходимо также провести её программную настройку: напряжений, частот, настройку таймингов памяти и настройку скорости оборотов вентиляторов. Для этого нужны определенные знания, упомянутые мной в начале. Почерпнуть их можно из различных источников. Но лучше всего это делать на тематических форумах. Вам необходимо быть уверенным на 100%, что ваша видеокарта способна справиться с майнинговой нагрузкой без существенного вреда для неё. Если вышеупомянутые моменты вас не смутили, и вы уверены в себе и видеокарте, то перед тем, как вы начнете изучать непосредственно сам процесс майнинга, необходимо обратить внимание ещё на несколько моментов.
2. Помещение. Электроэнергия. Шум.
Майнинг в помещении неизбежно приводит к повышенному уровню фонового шума. Убедитесь, что он не будет мешать вам и вашим домочадцам, включая четвероногих. Поскольку вы будете майнить на своём основном (возможно единственном) компьютере, то вряд ли у вас есть возможность перенести его в отдельную комнату, на балкон или иное помещение. В используемом помещении может увеличиться температура, а воздух стать более сухим. Скажу сразу, находиться дома с постоянно шумящим компьютером не самая лучшая идея. Но кто-то может возразить, что при играх шум ещё больше. Это так. Но вряд ли многие играют круглосуточно.
реклама
Также будьте готовы к тому, что суммы в квитанциях за оплату электроэнергии вырастут. Хорошей идеей будет вести журнал потребления хотя бы первые пару месяцев, чтобы оценить разницу в оплате.
Процессор. Материнская плата. ОЗУ. Накопитель. Корпус.
Для майнинга «эфира» не требуются мощный процессор, дорогая материнская плата, большой объём ОЗУ и сверхбыстрый накопитель. Скорее всего, ваша платформа будет соответствовать необходимому минимуму. О нём вы узнаете в процессе обучения майнингу. Но наличие SSD в системе приветствуется. А вот требования к вашему корпусу увеличатся. Для горячей видеокарты потребуется хороший продув в корпусе. Его необходимо обеспечить в обязательном порядке, установив необходимое количество вентиляторов. Можно просто снять боковую крышку корпуса, если в доме нет детей и животных. Как правильно создать циркуляцию воздуха в корпусе, можно узнать в соответствующей теме в конференции Overclockers.ru. Там можно почерпнуть практически все необходимые знания по компьютерному железу. Вопреки расхожему мнению о токсичности Ru/community в целом, в конференции преобладают адекватные люди и в большинстве случаев можно не стесняться задавать им вопросы, не нарушающие правила. А за «облико морале» участников там неустанно следят отборные модераторы. Что касается майнинга на процессоре, то эта тема не очень актуальна на сегодня. Суммы вознаграждения невелики. Но, если вы обладатель производительного многоядерного процессора, то требования к оборудованию в целом те же, что и к видеокарте: качественный VRM на материнской плате, достаточное охлаждение процессора.
3. Блок питания.
реклама
Одним из компонентов, на который ложится нагрузка при майнинге, является блок питания. В его качестве также необходимо убедиться, прочитав обзоры на него и задав вопросы знатокам на форумах. Ведь надпись 600 или 700 Ватт на самом блоке питания ничего не значит. На деле это может оказаться низкокачественный 400-ватный блок питания, приукрашенный зазывающими надписями, созданными хитрыми маркетологами. Блоки питания также подвержены нагреву и выходу из строя от длительной высокой нагрузки. В них также есть и вентиляторы. На их корпусах также есть гарантийные пломбы, мешающие замене шумящего вентилятора.
4. Подводные камни.
Если вы уже приняли решение начать майнить на домашнем компьютере с единственной видеокартой, то в ходе обучения старайтесь как можно больше узнать про подводные камни майнинга и различные негласные его аспекты. Что и как майнить выгоднее, как выгоднее выводить деньги, как не лишиться их вовсе. Такие знания позволят вам извлечь из майнинга максимальную выгоду. Лень здесь неуместна. Хотя не новость, что самые опытные майнеры крайне неохотно делятся своими секретами. Никто не любит растить конкурентов.
Итог.
Не слишком ли много условий для того, чтобы просто начать майнить? Так могут подумать некоторые. Опытные пользователи не задаются этими вопросами, поскольку ответы у них есть уже на момент покупки комплектующих. Тем не менее и тем и другим стоит ещё раз взвесить все за и против перед тем, как окунуться в омут майнинга. Стоит ли овчинка выделки – каждый решает для себя сам!
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news — это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Майнинг — видеокарта или процессор: 3 этапа выбора
Перед будущими майнерами закономерно возникает вопрос: как пробовать «заработать» свои первые электронные деньги. Ведь, помимо фактической покупки криптовалюты ее можно намайнить – то есть заработать при помощи своего компьютера посредством решения последним массивов математических задач. На этом этапе и возникает дилемма: на чем начинать майнинг – на процессоре или видеокарте?
Как происходит процесс майнинга
Как правило, майнинг возможно организовать при помощи одного из процессоров:
- Центральный процессор CPU (central processing unit) в ответе за выполнение множества задач. Он «раздает команды» и управляет действиями на компьютере (открытие папок, сохранение файлов). Майнить можно и на нем, особенно если это «сильная» модель вроде Intel Core i3-7100
- Графический процессор GPU (graphics processing unit) – комплектующее ПК, которое отвечает за получение изображения. Сегодня GPU, отвечающими за обработку компьютерной графики, оснащают планшеты и телевизоры. Что же касается майнинга, устройство может выполнять вычислительные задачи в очень больших масштабах, даже когда процесс происходит и днем, и ночью. Для добычи криптовалюты хороши игровые модели (ASUS GeForce GT). Но, в отличие от центрального чипа, графический очень долго переключается между задачами.
«Легкие» криптовалюты можно добывать и на персональном ПК, а вот при майнинге более «увесистых», вроде Биткоина, одного компьютера уже недостаточно. Для успешной работы «шахтеры» (от английского “miners”) объединяются в майнинг-пулы и, соединяя таким образом свои ресурсы, работают намного эффективнее.
Чем плох майнинг на процессоре
Для успешного майнинга одного объединения в пулы недостаточно. Производительность «железа», которое принимает участие в процессе, является не менее важным моментом. Часто новички в майнинге не догадываются, почему нужны видеокарты, и считают, что можно обойтись без использования дополнительное оборудование. Они майнят на своих ПК, используя CPU. Но такой метод имеет множество недостатков:
1. Центральный чип, несмотря на быстрое переключение между задачами, медленно проводит большие вычисления.
2. У компьютера только один центральный процессор, а значит, как бы не хотелось увеличить его производительность, сделать это будет непросто. В то время, в работе с GPU вопрос легко решается покупкой дополнительных видеокарт.
3. ПК начнет очень быстро «уставать» и изнашиваться, кроме того, есть риск и вовсе потерять машину, однажды перегрузив ее (ведь самый продуктивный майнинг – непрерывный, когда компьютер работает, не переставая, целые сутки).
Почему эффективнее майнинг на видеокарте
Да, видеокарта не «раздает команды», но ей это и не нужно, ведь она прекрасно справляется с задачей, необходимой для майнинга – быстрой обработкой больших и однообразных массивов информации. Вот почему процессору не угнаться за ней поэтому параметру — майнинг на видеокарте куда эффективнее. GPU изначально были созданы для обработки видео, и для них ничего не стоит обработать огромные объемы математических уравнений за считанные секунды. Особенно легко справляются с майнингом игровые модели (MSI GeForce GTX).
Основные преимущества GPU перед CPU:
- Более простой доступ к памяти – например, после решения одного алгоритма сразу наступает очередь следующего – и не нужно тратить время на ожидание конца вычисления и закрытия блока.
- Память на видеокартах быстрее, чем на процессорах, что обеспечивает им большую пропускную способность (это еще одна причина, почему выбирают это устройство, а не процессор).
- Возможность работать на нескольких потоках: в отличие от центрального процессора, который может одновременно обрабатывать два потока вычисления, но на одно процессорное ядро, графический способен обработать сотни таких потоков на мультипроцессор. К слову, мультипроцессоров в GPU установлено сразу несколько, чего не скажешь о CPU.
- Сама структура графического модуля отвечает за производительность: так, у graphics processing unit большую площадь чипа занимают блоки для исполнения, в то время как у central processing unit почти все место занимают буферы команд.
Таким образом, именно графический процессор благодаря своему устройству более приспособлен для майнинга криптовалюты. С ним можно добиться не только продуктивного добывания коинов, но и менее загруженного центрального процессора, который будет удобнее использовать для других важных процессов.
Смотрите видео: Майнинг для начинающих. С нуля на одной видеокарте и процессоре
Источник https://cryptor.net/kriptovalyuty/pochemu-videokarty-maynyat-luchshe-processorov
Источник https://overclockers.ru/blog/RaddaR/show/46857/vse-o-majninge-na-domashnem-kompjutere-v-2021-godu-dlya-chajnikov-i-ne-tolko
Источник https://www.moyo.ua/news/mayining_videokarta_ili_processor_3_etapa_vybora.html
