Per chi fa mining di criptovalute, Bitcoin in particolare, l’arrivo di nuovi prodotti in grado di agevolare questa attività è da seguire con grande attenzione. È quindi comprensibile l’interesse verso Bonanza Mine, ideato da Intel per il mining di BTC a elevata efficienza.

In attesa dell’International Solid- State Circuits Conference 2022, importante evento di settore, la casa statunitense ha affermato che 300 chip di questo genere saranno utilizzati in concorso. Dal loro mix deriverà la costruzione di un miner da 3.600 W in grado di garantire fino a 40 THash/s di potenza computazionale. Non a caso per il sistema ricorre l’aggettivo di mostruoso.

L’impegno di Intel va avanti con Bonanza Mine

Bonanza Mine può essere considerato l’ultimo risultato di una decisione presa dalla casa di Santa Clara qualche anno fa, ufficializzata con l’annuncio del suo impegno nell’XPU, ovvero la diversificazione del silicio di calcolo all’interno di architetture specializzate.

Più di recente Intel ha dato vita ad un nuovo gruppo di elaborazione all’interno della business unit Accelerated Computing Systems and Graphics (AXG) con il preciso intento di creare piattaforme di silicio personalizzate ottimizzate per i carichi di lavoro dei clienti.

BMZ1, questa la sigla che lo contraddistingue, rappresenta soltanto la prima generazione di prodotti derivante da questa impostazione. L’azienda ha già programmato la sua futura iterazione, BMZ2, tesa a contrastare Bitmain e MicroBT, con il dichiarato intento di sottrargli preziose quote di mercato.

Le caratteristiche tecniche

Ognuno dei sistemi va ad incorporare quattro schede hash posizionate alle spalle di altrettante ventole, un’unità di controllo Intel FPGA posta in alto e un alimentatore programmabile fissato verticalmente, a sinistra.

Un singolo chip BMZ1 è realizzato con package FCLGA raggiungendo le dimensioni di 4,14×3,4 mm, per un’area di silicio totale pari a 14.16mm². La riduzione della dimensione del die rende possibile un miglioramento delle prestazioni, massimizzando al tempo stesso l’uso dei wafer e la capacità di produzione.

Ogni ASIC è dotato di 258 mining engine, ognuno dei quali in grado di calcolare in parallelo i doppi hash SHA256. I componenti in questione vanno a coprire il 90% dell’area del die operando a una tensione ‘ultra-bassa’ di 355mV. Per quanto concerne invece la frequenza, ogni ASIC opera da 1,35 a 1,6 GHz a 75°C, con un consumo medio di 7,5W a testa, raggiungendo sino a 137GH/s.

La parte superiore del sistema contiene l’unità di controllo, un FPGA Intel dotato di core cortex ARM rigido ove è alloggiato il demone di mining. Ad esso è delegato il compito di sovrintendere alla distribuzione dei carichi di lavoro per le varie fasi del mining, programmare i PLL on-die e verificare i risultati ottenuti.

A rendere possibile la comunicazione con i mining pool è il collegamento Ethernet. Mentre quella con tutti i singoli ASIC Bonanza Mine avviene facendo leva su collegamenti UART e I2C acclusi a ciascuna delle singole hash board.

Ognuna delle schede incorpora 75 ASIC Bonanza Mine organizzati alla stregua di uno stack di tensione di 25 profondità. I singoli chip Bonanza Mine hanno un collegamento seriale UART da 10 Mb/s che che smista i dati tra i vari chip e l’unità di controllo. Ogni scheda è inoltre dotata di un microcontroller adibito al monitoraggio della temperatura e della tensione.

L’erogazione di potenza agli ASIC è reso possibile dall’utilizzazione dello stacking della tensione del die, il quale sfrutta l’uniformità degli ASIC per quanto riguarda tensione e corrente nominali. In tal modo è possibile  suddividere una tensione di ingresso di 8,875 V in 355 mV in ciascun gruppo di ASIC raggruppati. Intel afferma che in tal modo viene conseguito un miglioramento nell’ordine del 5% dell’efficienza di mining, migliorando inoltre i dati relativi alle perdite di caduta IR.

Il Bonanza Mine ASIC

Come ricordato in avvio, l’ASIC Bonanza Mine presenta una dimensione di 4,14 × 3,42 mm o 14,16 mm² ed è fabbricato utilizzando un processo a 7 nanometri. Il mix di 300 ASIC in un sistema portano ad un dato pari a 4.248 mm² di silicio.

A rendere possibile la sua ottimizzazione per Bitcoin, è il fatto che il suo elemento costitutivo di base sono i doppi motori hash SHA256. Sfruttando diverse ottimizzazioni specifiche per BTC (ad esempio il calcolo preventivo dei campi statici, l’inizio nonce dell’iterazione e la conclusione anticipata), si arriva all’eliminazione di 8 round, riducendo l’area del motore di circa l’8%.

Nell’intento di ridurre la potenza, anche tutti i flip-flop nel percorso dati SHA256 sono stati sostituiti da un clock basato su latch a 3 fasi sensibili al livello. Riducendo il discorso all’osso, tutto ciò dovrebbe infine sfociare in una riduzione nell’ordine del 50% della potenza sequenziale e di clock. Mentre un ulteriore risparmio energetico, pari al 10% circa, dovrebbe essere garantito dall’utilizzazione di uno scheduler a mezza frequenza in grado di implementare due percorsi dati di scheduler paralleli.

Il raffronto con la concorrenza

Naturalmente, quello che interessa realmente i minatori è il raffronto tra il nuovo sistema Intel e i prodotti già esistenti sul mercato. Per capirlo è bastato operare un raffronto con Bitfury Clarke e Canaan Avalon A9, nel corso della sua presentazione.

A 1,35-1,6 GHz, Bonanza Mine genera da 116 GHash/sa 137 GHash/s a una potenza media di 7,5 W. Un dato corrispondente a 54,8 J/THash. A livello di sistema, con 300 Bonanza Mine, l’azienda di Santa Clara afferma che il dispositivo è in grado di conseguire 40 THash/s a 3600 W, nonostante il sistema sia in grado di attestarsi su velocità più elevate. A 47,7 TH/s, il Bonanza Mine System raggiunge 55 J/TH, mentre Bitfury Clarke si posiziona sui 40 THash/s a 56 J/TH e il Canaan Avalon A9 si ferma a 30 TH/s a 58 J/TH.

Occorre anche sottolineare come Intel non proceda a raffronti con Antminer S19 Pro+ Hyd, il nuovo dispositivo di Bitmain imperniato sul raffreddamento liquido. Raffronti del resto impossibili, alla luce dei dati dichiarati dall’azienda concorrente. Ovvero un hashrate di 198 TH/s, un consumo energetico di 5445 W e un’efficienza energetica di 27,5 J/TH.

Per quanto riguarda il prezzo con cui verrà commercializzato il Bonanza Mine, non è stato ancora reso noto. In ordine alle tempistiche, all’inizio di questo mese, in un articolo pubblicato sul sito di Intel, Raja Koduri, SVP e GM di AGX Group ha affermato che le consegne avverranno entro la fine dell’anno e vedranno Argo Blockchain, BLOCK (ex Square) e GRIID Infrastructure in veste di clienti privilegiati.

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