Создание энергоэффективной майнинг‑фермы Ethereum

Ethereum‑майнинг может быть дорогим, в первую очередь из‑за затрат на электроэнергию. Однако можно собрать собственную майнинг‑ферму, которая потребляет очень мало мощности и остаётся дешёвой в сборке. Эта статья объясняет, как построить недорогую и энергоэффективную систему для майнинга Ethereum, какие компромиссы придётся принять и как минимизировать эксплуатационные расходы.

Что важно помнить прежде чем начать

• В майнинге важны два параметра: сколько хэшей вы получаете и сколько ватт потребляет система. На практике это означает: выбирайте GPU с лучшим соотношением хэшей/ватт и блок питания с высокой эффективностью.
• Не вкладывайте больше средств, чем готовы потерять; криптовалюты волатильны и окупаемость не гарантируется.
• Для дешёвых энергоэффективных билдов часто лучше использовать старшие недорогие карты от AMD и компактные маломощные блоки питания.

Основные подходы к снижению затрат на электроэнергию

1. Снизить общее энергопотребление системы: выбрать слабее потребляющие компоненты, убрать лишние устройства.
2. Максимизировать добычу криптовалюты на ватт: оптимизировать GPU (undervolting, оптимальные частоты, прошивки), подобрать эффективный блок питания.

Оба подхода часто приводят к похожему результату: компактная материнская плата, минимальный процессор, одна энергоэффективная видеокарта и высокоэффективный источник питания.

Графические процессоры: выбор для энергоэффективной фермы

Самые энергоэффективные устройства для Ethash — специализированные ASIC‑майнеры, но они дороги и малоуниверсальны. Для большинства энтузиастов и новичков выгоднее собрать недорогую GPU‑систему и использовать её и для других задач позже.

Ключевая метрика — хэши в секунду (Mh/s) на один ватт (Mh/s/W). При выборе карты ориентируйтесь на хэшрейт при реальной нагрузке и на её пиковое и среднее энергопотребление.

Примеры из практики (данные приведены в исходной статье и рассчитываются исходя из реальных измерений, если указано):

• Nvidia GTX 2070 8GB: примерно 42 Mh/s при 170 Вт. Это даёт около 0.247 Mh/s на ватт.
• AMD Radeon RX 550: ~11 Mh/s при ~50 Вт → 0.22 Mh/s/W.
• AMD Radeon RX 570: ~25 Mh/s при ~120 Вт → 0.208 Mh/s/W.

Примечание: в целом карты серии RX 550/460/560 подходят лучше всего для дешёвых, низкопотребляющих систем, поскольку многие из них полностью питаются от слота PCIe (до ~75 Вт) и не требуют отдельного 6‑/8‑pin кабеля.

Примечание: больше видеопамяти (VRAM) обычно улучшает хэшрейт для алгоритма Ethash — если есть возможность, выбирайте варианты с большем объёмом памяти.

Питание: как не «жечь» лишнее электричество

Типичный ATX‑блок питания преобразует переменный ток (AC) в постоянный (DC) с эффективностью порядка 70% у устаревших моделей. Современные блоки с сертификатами 80 Plus дают 80% и выше; чем выше класс (Bronze → Silver → Gold → Platinum → Titanium), тем выше КПД и меньше потерь в виде тепла.

Для низкопотребляющих сборок имеет смысл использовать picoPSU — компактный DC‑DC модуль, который получает напряжение от внешнего адаптера (power brick) и отдаёт стабильные линии питания материнской плате и накопителям. picoPSU обычно применим для систем до ~200 Вт и обеспечивает высокую эффективность при малой нагрузке.

Преимущества picoPSU:

• компактность и низкий уровень шума (чаще без вентилятора);
• высокая эффективность при малых нагрузках;
• простой внешний «блок питания‑адаптер» типа ноутбучного адаптера.

Ограничения:

• часто поддерживается только 1–2 SATA‑порта (для накопителей потребуются переходники или питание от материнской платы);
• может потребоваться модификация корпуса для вывода разъёма DC‑jack;
• не подходит для систем с высокопотребляющими GPU.

Материнская плата и процессор: требования минимальны

Единственное требование к материнской плате — наличие полноразмерного слота PCIe x16, способного обеспечить до 75 Вт по спецификации PCIe. Процессор может быть самым простым — главное, чтобы была совместимость с выбранной платой.

Рекомендации:

• Intel J‑series (например, с интегрированными Atom/J‑CPU) — дешёвая опция со встроенным процессором;
• AMD AM1 — модульная, недорогая платформа;
• prefer ITX‑форм‑фактор для компактных сборок.

Важно: некоторые платы физически имеют слот x16, но работают электрически как x4. Для майнинга это не критично: важна физическая форма и подача питания в слот, а не пропускная способность.

Остальные компоненты и корпус

Остальные компоненты (RAM, SSD, корпус) выбирают исходя из стоимости и удобства сборки. SSD ускорит загрузку и конфигурацию системы. Корпус важно выбирать так, чтобы не мешать воздушному потоку видеокарты — многие сборки делаются в открытом корпусе или в компактных корпусах формата SFF.

Открытые стенды и полки IKEA используются энтузиастами для лучшего охлаждения и удобства обслуживания, но они менее защищены от пыли.

Пример сборки: компактный сверхнизкоэнергопотребляющий майнер

Ниже — пример бюджетной сборки, описанной автором исходной статьи, с ориентировочными ссылками и ценами в момент публикации исходной информации.

• Материнская плата + CPU: ASRock J4005B‑ITX (комплект)
• GPU: Sapphire Radeon RX 550 4GB (~$95)
• Корпус: Silverstone SG05‑LITE Sugo (~$43.99)
• RAM: Crucial DDR4‑2400 1×4GB SO‑DIMM
• SSD: Crucial BX500 120GB
• picoPSU + адаптер питания: 120 Вт (~$65)

Ориентировательное энергопотребление системы: 75–95 Вт Ориентировочный хэшрейт: ~14 Mh/s Хэшей на ватт: около 0.14 Mh/s/W

Более дорогие майнеры используют более мощные GPU и полноценные ATX‑блоки питания, но для новичка и экспериментальной сборки разумнее держать всё в пределах низкой мощности, чтобы свести к минимуму электрические расходы и риски.

Настройка GPU: понижение напряжения (undervolting)

Undervolting — это снижение напряжения питания GPU для уменьшения энергопотребления и выделения тепла при сохранении рабочей производительности. На практике многие видеокарты позволяют понижать напряжение на уровне профилей частот без потери стабильности, хотя это зависит от конкретного куска кремния (так называемая silicon lottery).

Короткая пошаговая инструкция для карт AMD:

1. Установите ПО Radeon Settings (или Adrenaline версия); запустите.
2. Перейдите во вкладку Gaming.
3. Выберите Global Settings.
4. Перейдите во вкладку Wattman.
5. Найдите пункт Voltage Control (mV) и постепенно уменьшайте напряжение по внутренним состояниям (STATE 1..7).
6. Начните с небольших шагов, например, −25–100 mV на каждом уровне и тестируйте стабильность.

Практический совет: если система становится нестабильной, Radeon Settings часто сбрасывает параметры автоматически. В крайнем случае можно извлечь карту и загрузиться с базовым профилем.

Критерии приёмки

• Система запускается и работает непрерывно в течение 24–72 часов без ошибок или артефактов на экране.
• Хэшрейт стабилен в пределах допустимого отклонения (например, ±5% от целевого значения) при неизменном энергопотреблении.
• Температуры GPU остаются в безопасной зоне (обычно <80 °C для карт, ориентируйтесь на рекомендованные производителя значения).

Мини‑методология: как протестировать стабильность и эффективность

1. Измерьте базовое энергопотребление системы в состоянии простоя (W_idle) при питании через тот же адаптер/розетку.
2. Запустите майнер (например, ethminer, PhoenixMiner, TeamRedMiner) и зафиксируйте энергопотребление под нагрузкой (W_load) и хэшрейт (Mh/s).
3. Рассчитайте эффективность: Mh/s ÷ (W_load − W_idle). Получайте значение Mh/s/W.
4. Попробуйте понижение напряжения и/или частоты карт, повторите измерения.
5. Оставьте систему на длительный прогон (минимум 24 часа) и проверьте стабильность, температуру и изменение хэшрейта.

Инструменты для измерения:

• Ваттметр на розетке (Kill‑A‑Watt или аналог);
• Мониторинг в драйвере GPU и в майнере (логирование хэшрейта);
• Простая таблица для записи измерений и сравнения вариантов.

План действий (SOP) для сборки и запуска

1. Подготовка материалов: все комплектующие, винты, кабели, ваттметр.
2. Сборка на столе: установить материнскую плату в корпус/стойку, подключить SSD и RAM, вставить GPU в слот PCIe.
3. Подключение питания: соединить picoPSU с адаптером, подключить питание материнской платы и накопителя.
4. Первый старт: загрузиться с USB‑установщика ОС (Linux‑дистрибутив для майнинга или Windows), обновить BIOS при необходимости.
5. Установка драйверов и майнера: драйвер GPU → майнер → конфигурация пула и кошелька.
6. Базовые тесты: прогон на 30–60 минут, проверка температуры и логов на предмет ошибок.
7. Оптимизация: undervolt, power limit, настройка частот; каждый шаг тестируется и документируется.
8. Долговременный тест: 24–72 часа; если стабильность достигнута — ввод в эксплуатацию.

Ролями: кто что делает

• Сборщик: отвечает за физическую сборку и распиновку кабелей.
• Администратор: устанавливает ОС, драйверы, майнер и настраивает мониторинг.
• Оператор: отвечает за ежедневную проверку состояния, замену накопителей/вентиляторов и мониторинг потребления.

Отказ‑кейсы и когда этот подход не подходит

• Если вы уже имеете низкую цену на электроэнергию и цель — максимальная производительность, более мощные GPU или ASIC окажутся экономичнее.
• Если вы хотите перепродать добытые монеты быстро при высокой волатильности — майнинг с низким хэшрейтом может быть нерентабельным.
• Если нужен майнинг на нескольких карт (multi‑GPU) с высокой нагрузкой, picoPSU не подойдёт — нужен полноформатный ATX‑PSU.

Управление рисками и эксплуатация

• Оценивайте окупаемость исходя из текущих тарифов на электричество и блокчейн‑наград; при изменениях правил сети (например, переход на Proof of Stake) майнинг может потерять смысл.
• Обеспечьте вентиляцию и защиту от пыли — пыль повышает температуры и нагрузку вентиляторов.
• Учитывайте шум и безопасность: открытые стенды громче и уязвимы к детям/питомцам.

Тестовые случаи и критерии приёмки

• Тест 1: система стартует и майнит 24 часа без зависаний.
• Тест 2: при понижении напряжения на 100 mV хэшрейт уменьшается не более чем на 5% и температура падает.
• Тест 3: при перезагрузке настройки не теряются, система автоматически подхватывает профиль драйвера.

Краткая таблица сравнения (ориентировочно)

(Цифры — ориентировочные, взяты из исходного практического тестирования.)

Частые вопросы (FAQ)

Q: Можно ли майнить без GPU?
A: Для алгоритма Ethash GPU остаются ключевым компонентом; CPU‑майнинг неэффективен.

Q: Нужен ли отдельный кошелёк?
A: Да, перед началом работы настройте адрес кошелька и выберите пул, если не планируете solo‑майнинг.

Q: Какой софт использовать?
A: Для AMD‑карт часто используется TeamRedMiner, PhoenixMiner; для Nvidia — PhoenixMiner, ethminer. Выбор зависит от совместимости и поддерживаемых оптимизаций.

Заключение

Энергоэффективный подход к майнингу Ethereum ориентирован на минимизацию потребления и затрат при приемлемом хэшрейте. Для большинства начинающих и экспериментаторов оптимальный выбор — недорогие AMD‑карты (RX 550/460/560), picoPSU и простая материнская плата с PCIe x16. Ключевые этапы: аккуратная сборка, базовые замеры энергопотребления, понижение напряжения и длительное тестирование стабильности. Помните о рисках и старайтесь не инвестировать больше, чем готовы потерять.

Важно: рассматривайте эту статью как практическое руководство по сборке и оптимизации небольших энергоэффективных систем для майнинга. Оценка рентабельности должна быть сделана индивидуально перед покупкой комплектующих.

Дополнительные ресурсы и чек‑листы

• Чек‑лист перед покупкой: соответствие корпуса размерам GPU; достаточная длина кабелей; наличие необходимых переходников; соответствие питания.
• Базовый набор инструментов: крестовая отвёртка, мультиметр/ваттметр, изолента, запасные кабели питания.

Mermaid диаграмма принятия решения

flowchart TD
  A[Начать: хочу майнить Ethereum?] --> B{Имеется низкая цена на электричество?}
  B -- Да --> C[Рассмотреть мощные GPU или ASIC]
  B -- Нет --> D{Хочешь минимизировать расходы и эксперименты?}
  D -- Да --> E[Собирать энергоэффективную сборку 'RX 550/460 + picoPSU']
  D -- Нет --> F[Майнить не рекомендуется; рассмотреть облачный майнинг или инвестирование]
  C --> G[Проверить ROI и риски]
  E --> G
  F --> G