Сколько электричества потребляют видеокарты, ASICи и майнинг фермы: расчеты и сравнение

Приходит середина месяца, майнер получает чек за электричество, а там ЖЭК требует уплатить за двух соседей сверху, снизу и еще в довесок за предполагаемую контрафактную Теслу. Получится, что без настроек ферма намотает на добрую половину от своей же прибыльности.

А что вообще можно сделать с энергопотреблением фермы? Как его измерить? Как сэкономить на электроэнергии для фермы? Вот давайте и разберемся — эксель в зубы, считаем потребление Асиков и майнинговых ферм.

Как рассчитать потребление майнинг фермы

В майнинговой ферме задействованы несколько видеокарт сразу, плюс работа материнской платы, ЦПУ и БП, которые вносят свою лепту.

Прежде чем начать нарезать алюминиевые брусья для рига, следует посчитать, сколько теоретически ферма должна потреблять при добыче. Здесь и далее все цифры будут в контексте алгоритма Ethash, ориентированного для добычи ETH.

Данные получены из веток на майнинговых форумах, видеообзоров с тестами видеокарт и разборами случаев по даунвольтингу. Потребление конкретной фермы рекомендуется подсчитывать по двум методам — с розетки вольтметром и перед сборкой в экселе на основе открытых данных.

Почему потребление при майнинге отличается от энергопотребления в играх

Или почему номинальный ТДП и потребление карты из обзоров на Оверклокерах не даст реальной картины.

Рендер игровых моделей идет рывками, кадр за кадром, где-то больше деталей, где-то волосы и листья на деревьях сжирают ФПС. Нагрузка распределена неравномерно — сначала идет плато посильной нагрузки, затем пик.

В условном Ведьмаке 3 потребление видеокартой электроэнергии будет выглядеть следующим образом:

Выходит из номинальных ТДП, например в 180 Ватт, карта за час съест только треть от общего питания. Моментами видеокарта будет потреблять 100 Ватт, моментами она успокоится и будет погрызивать 55 Ватт.

При майнинге нагрузка идет монотонно, всегда на одном уровне. Выходит, карта работает на пиковом или около-пиковом уровне, потребляя в среднем одно и то же количество электроэнергии.

Схематический график потребления видеокарты во время майнинга будет выглядит так:

 

Удобство потребления видеокартой электричества при майнинге в его стабильности — можно посчитать сколько ферма будет потреблять за месяц. Пусть цена на криптовалюту и меняется, но стоимость одного киловатта стабильнее дедушкиного подвала.

Энергопотребление видеокарт Nvidia при майнинге

Видеокарты от Nvidia имеют свой набор алгоритмов, с которыми они способны работать. Но нас интересует Ethash.

Рассмотрим уровень потребления популярных видеокарт 10-й линейки: 1050, 1060, 1070, 1080 и TI-версий.

		Видеокарты от Зеленых
По Ethash	1050 Ti	1060 (6 Gb)	1070	1070 Ti	1080	1080 Ti
Номинальный TDP	75	120	150	180	180	250
Ватт/Час в стоке	75	100	125	120	214	220
При снижении PowerLimit	55	80	90	100	190	190

Потребление электричества видеокартами AMD

Народные видеокарты с быстрой окупаемостью: RX 470, 480, 570, 580 и 5500, 5600, 5700.

Майнеры отмечают большое количество телодвижений для настройки АМД и требовательное к ТО железо.

Не все видеокарты из линейки 5000-серии подойдут для добычи криптовалюты. Например, видеокарты ряда 5700 XT добывают столько же, сколько младшие собратья, но стоят дороже и потребляют больше. При даунвольтинге 5700 XT какой-либо пользы от деятельности не наблюдалось, в связи с чем эта процедура сочтена бесполезной.

			Видеокарты от Красных
По Ethash	RX 470	RX 480	RX 570	RX 580	RX 5500	RX 5600	RX 5700	RX 5700 XT
Номинальный TDP	120	150	150	185	130	150	180	225
Ватт/Час в стоке	120	135	130	140	110	116	130	219
При даунвольтинге	~75	119	110	89	90	94	103	Бесполезно.

Сколько потребляют АСИКи

АСИКи есть для добычи Биткоина и Эфира, ограничимся исследованием прибыльности добычи Эфириевых асиков. Сами устройства не поддаются ручной модификации БИОСа и не обладают инструментами для настройки питания. По умолчанию АСИК потребляет по уровню своего ТДП.

Однако, компании вроде Hive выпускают кастомные прошивки для асиков, которые должны снизить потребление и повысить частоты. Крайне экспериментальная сфера, открытых данных для сравнения не найдено.

	Antminer E3	PandaMiner B3 Pro	Innosilicon A10 Pro+ 6G	Innosilicon A10 Pro 5G
Потребление	760W	1250W	1300W	750W
Хешрейт	190.0 MH/s	230.0 MH/s	720 Mh/s	500 Mh\s
Расценки	400 — 1400$	1900 — 2200$	5800 — 6000$	4500 — 5000$
Комментарии	Отмечают, что тихий.	Имеет OS: Windows 10	Рекомендуют розетку на 10А

Почему Асики потребляют много?

ASIC это компактная ферма с платами, на которых расположены кристаллы силикона, приспособленные для решения узкого набора задач.

Поскольку они оптимизированы для одной задачи, то решают её на предельном уровне расчетной мощности. Каждый АСИК это такой себе камикадзе — он майнит валюту пока не сгорит или не сломается, на это они и рассчитаны. Поэтому потребление АСИКА строго высокое, как и прибыльность.

Что еще в ферме потребляет электричество

Из всех компонентов фермы выделим процессор, материнскую плату и оперативную память. В 2008 году при полной нагрузке процессоры могли кушать даже больше, чем номинально должны были потреблять.

С появлением новых техпроцессов и нанометров, появилась возможность ставить в фермы процессоры, которые номинально и по факту потребляют до 35 Ватт. Оптимальным народным вариантом считается ферма на Селеронах, но ничего не мешает собрать её на Атлонах с ядром Зен.

Поскольку лишние Киловатты в майнинге обойдутся расходами на электричество, то рекомендуется подбирать процессоры с ТДП до 35 Ватт, без разгона. Роль процессора в ферме посредственная — нагрузки на него нет, значит и приобретать дорогой ЦПУ нет смысла.

Сколько электричества потребляет ферма для майнинга?

Рассчитываем. Берем за основу известные данные.

Один сферический риг в вакууме на 5 карточек RX 580 с подшитым биосом на снижение потребления. Итого пять карт, каждая по 90 Ватт. Материнская плата, совместно с жестким диском и ЦПУ потребляет до 35 Ватт.

Выходит, что за сутки, ферма будет кушать 12 000 Ватт-часов, или 12 Квт-час.

Как уменьшить энергопотребление майнинг фермы?

Когда ригов становится много, потребление растет вместе с количеством майнинговых установок. Выше хешрейт — длиннее счёт за электричество, но есть несколько хитростей.

Опытные майнеры используют два основных метода, для снижения потребления фермы: даунвольтинг и перепрошивка БИОСА видеокарты. Есть и третий метод — использование Таблетки для увеличения хешрейта на видеокартах с памятью GDDR5X, который в купе с даунвольтингом может дать второе дыхание старой ферме на 1060 или 1080 Ti.

Ограничение Power Limit через MSI Afterburner

Опишем два метода по снижению потребления электроэнергии у видеокарты.

Метод снижение потребления видеокарт первый — грубый. Подходит для любых видеокарт, вне зависимости от конфигурации, количества памяти, типа GPU и его компоновки.

Скачиваем MSI Afterburner, открываем панель настроек видеокарты, снижаем Power Limit до 75%. После снижения лимита по питанию тестируем хешрейт карты в любом майнере, если результат удовлетворительный, то оставляем всё как есть.

Понижать питание видеокарты можно до посинения — это ей не навредит. Минимальный уровень, на котором карта сможет продолжать добычу без потерь в прибыльности и будет результатом.

Удовлетворительный результат это потеря не более 10% от хешрейта карты в стоке. Например, если карта добывала 30 MH/s и потеряла 5, то это не есть хорошо. Чтобы не терять хешрейт при ограничении питания практикуют повышение частот GPU и видеопамяти в большую сторону.

На скриншоте — Power Limit понижен до 65% для карты P106-100. Потребление ядра стало 800 миливольт. 

Метод снижения потребление видеокартой второй — тонкий. Называется этот метод даунвольтинг и состоит в подборе оптимального напряжения на видеоядро вручную. В ряде случаев потребуется ручная модификация БИОСа видеокарты — система питания не всегда даст карте работать по пониженному вольтажу постоянно.

После тестирования, выгружается родной биос видеокарты и прошиваются все состояния под нужный вольтаж.

Даунвольтинг подразумевает перепрошив БИОС-а видеокарты.

Строго на свой страх и риск. Карту с отредактированным биосом могут не принять в сервисных центрах на ремонт. При поступлении карты на ремонт ее проверяют на износ и поднимают последнюю конфигурацию биоса — если она будет отличаться от стандартной, то видеокарта считается необслуживаемой.

Общий принцип даунвольтинга следующий — снижаете питание на ядро, повышаете частоту памяти или ядра, в зависимости от алгоритма.

Чтобы сделать корректный даунвольтинг видеокарты следует подобрать уровень напряжения на GPU при котором он едва может дышать. При постоянной нагрузке видеоядро может посчитать, что оно в бусте и скинуть частоты и вольтаж на несколько часов — это неприятный сценарий при майнинге.

Чтобы обойти ограничения от производителя, вшитые в биос, требуется подобрать уровень напряжения при котором ядро будет считать, что ему нормально и не станет заниматься троттлингом или сбросом частот.

Редактирование BIOS: для видеокарт от AMD

Прошивать BIOS необходимо только в одном случае — видеокарта не способна удерживать свой Power Limit из Afterburner-а дольше двух часов. 

Чтобы выгрузить биос из видеокарты на жесткий диск используют ATIFLASH. Используя кнопку «Save» можно сохранить файл прошивки на жесткий диск. Файлу следует дать разрешение .ROM, чтобы его было легче открыть в дальнейшем.

Редактирование БИОСа видеокарт от АМД производится через SRBPollaris от D0kt0r. Открываете файл формата .ROM, во вкладке Powerplay меняете данные по своему усмотрению. Во вкладке «Voltages» можно изменить условный PowerLimit как в MSI на уровне биоса. После прошития карта будет работать на отступе от заводского напряжения на ядро.

На скриншоте выше на карте доступна регулировка напряжения на GPU и выбран оступ +25 Mv. При прошивке видеокарта будет работать на «Обычный вольтаж +25Mv» уровне.

Через вкладку PowerTune можно отредактировать ограничения по питанию для видеокарты. Например, выставить ей 90 Ватт и пусть делает, что хочет, но должна будет ужаться в это.

Альтернатива — Polaris Bios Editor. Интерфейс другой, суть та же.

Выбираете поле, прописываете желаемое значение возле кнопки APPLY CHG, нажимаете её и сохраняете.

Редактирование BIOS: для видеокарт от Nvidia

Прошивку биоса на Nvidia выполняют через NVFlash. Это консольная утилита, предназначенная для редактирования БИОС-файла. Для Нвидия не найдено ПО для выгрузки биоса прямо из карты.

Перед прошивкой следует скачать биос видеокарты из общей базы. Перед скачиванием, убедитесь, что модель вашей видеокарты совпадает с показателями в биосе.

Разберем как определить, подходит ли BIOS для видеокарты.

На скриншоте выше биос для видеокарты 1080 Ti с памятью GDDR5X фирмы Микрон. Такой не подойдет для карты с Самсунгом или Хайниксом.

А вот показатели биоса для 1060, который поддерживает работу с Samsung, Micron и Hynix. Карточка донор — Asus GTX 1060 6 GB

По умолчанию, биосы обратно совместимы друг с другом, но внимательно смотрите на память — берите Bios для своей: Elpida, Hynix, Samsung. Узнать тип памяти можно разобрав видеокарту и исследовав надпись на чипах или через утилиту GPU-z во вкладке «Дополнительно», где будет выпадающий список выберите раздел BIOS.

Порядок действий после скачивания NVFlash и подбора биоса.

1. Создаем папку в корне диска C: Называем ее к примеру NV Распаковываем скачанный прошивальщик в созданную папку NV.
2. Запускаем командную строку от имени Администратора из меню «Пуск».
3. В окне командной строки переходим в папку с прошивальщиком: cd C:/NV
4. Разблокируем видеокарту для прошивки: nvflash64 —protectoff По завершении услышим характерный тональный сигнал.
5. Прошиваем командой nvflash64 -6 [имя прошивки.rom] Система запросит подтверждение — нажимаем «Y» и ждем окончания прошивки.

Прошивка

6. Перезагружаем компьютер. Новый BIOS вступит в силу только после перезагрузки системы.
7. С помощью GPU-Z убеждаемся, что требуемая прошивка установлена.

Оптимальные показатели даунвольтинга для видеокарт RX 4xx и RX 5xx версии

Учитывайте, что референсные видеокарты имеют свои собственные настройки и в некоторых моделях придется подбирать значения вручную.

Видеокарты линейки RX 4xx хорошо себя чувствуют с показателями 800 — 880 Mv на ядро, RX 5xx будут работать с тем же показателем. Рекомендуется начинать с 800 Mv при даунвольтинге и понижать напряжение до отвала изображения с видеокарты. Это будет означать, что ниже GPU спуститься не способен. Видеокарта не будет повреждена в процессе снижения напряжения.

Можно ли сэкономить на охлаждении 

Охлаждение условно входит в общее потребление майнинговой фермы, поскольку считается «Обвесом» или доп.оборудованием. В майнинге охлаждение можно регулировать через HiveOS или MSI Afterburner, но удаленно. Подробнее об этом — в отдельной статье.

Оптимальной считается конфигурация, при которой одно окно в помещении переделывается под вентиляцию. Детальнее об этом в нашем лонгриде про постройку фермы.

Регистрируйтесь на нашем майнинг-пуле Hashalot, если вы готовы майнить уже сейчас.