Майнинг на алгоритме Random X

RandomX – это PoW алгоритм, оптимизированный для проведения вычислений на процессорах. В нем используется код с изменением хеш-функции по псевдослучайному алгоритму вместе с использованием требовательных к производительности памяти операций. Благодаря этому уменьшается эффективность вычислений специализированного оборудования типа ASIC-ов и FPGA.

Этот алгоритм вызывает большой интерес среди майнеров в связи с тем, что 30 ноября 2019 года на него планируется перевести одну из популярнейших анонимных криптовалют – Монеро.

В этой статье рассматриваются особенности алгоритма RandomX и майнинг на процессорах и видеокартах с помощью этого algo.

Особенности алгоритма Random X

Алгоритм RandomX был разработан как anti-ASIC algo программистами под никами Monero by tevador, hyc, vielmetti, antanst and SChernykh специально для криптовалюты Монеро на компьютерах/устройствах со следующими архитектурами:

• x86 (32-бит, от младшего к старшему (little-endian);
• x86-64 (64-бит);
• ARMv7+VFPv3 (32-bit);
• ARMv8 (64-бит);
• PPC64 (64-bit).

Благодаря использованию ряда новшеств, этот algo будет использоваться и в других блокчейнах, например, у проектов Wownero (начиная с релиза 0.6, упрощенный алгоритм с названием RandomWOW), Arweave и других.

В зависимости от объема задействованной оперативной памяти, на алгоритме RandomX возможен майнинг в двух режимах: Fast Mode (нужно не менее 2080 MB оперативной памяти) и Light Mode (ОЗУ размером не менее 256 Мб).

Fast Mode предназначен для «чистого» майнинга, а Light Mode – для валидации блоков на узлах с небольшими аппаратными возможностями, например, на одноплатных ARM-компьютерах (Rock64 и т.д.).

Эффективный майнинг (Fast Mode) на алгоритме RandomX задействует более 2 гигабайт оперативной памяти, что осложняет маскировку майнера при несанкционированном использовании ресурсов компьютера, а также практически полностью исключает из процесса майнинга слабые компьютеры и прочие устройства (интернет вещей) с небольшой вычислительной мощностью (типа роутеров, смартфонов и т.д.).

Браузерный майнинг (web-майнинг) также практически невозможен из-за высокой требовательности к памяти и отсутствия полноценной поддержки вычислений с плавающей запятой в Javascript и WebAssembly.

При вычислениях на алгоритме RandomX используются числовые операции, соответствующие стандарту IEEE 754: сложение, вычитание, умножение, деление и вычисление квадратного корня. Применяются фрагменты кода хеш-функций от алгоритмов Argon2d, Blake2b.

Алгоритм RandomX написан на языке программирования C++ и для его использования в системе должны быть установлены соответствующие библиотеки. При вычислениях используется виртуальная машина, выполняющая микропрограммы по специальным инструкциям, включающим переменные различных типов.

Блок-схема виртуальной машины Рандом X:

Часть инструкций может быть интерпретирована в процессорных командах сходу (как ассемблерные программы), а часть выполняется как программы с 256-битной криптографической хеш-функцией Blake2b.

Майнеры, которые можно использовать на алгоритме Random X

Майнить Монеро после перехода на Random X можно с помощью таких программ, как:

• Xmrig (для процессоров);
• xmrigCC (для процессоров);
• XMRig AMD (видеокарты AMD);
• XMRig NVIDIA (видеокарты Nvidia);

После выпуска соответствующего обновления на алгоритме Random X можно будет использовать такие программы:

• Cast XMR (видеокарты AMD);
• SRBMiner (GPU АМД);
• XMR-AEON-STAK (видеокарты Нвидиа и АМД);
• XMR STAK (видеокарты AMD и Nvidia);
• CryptoDredge (видеокарты Nvidia).

До хардфорка Monero проверить хешрейт на алгоритме Random X можно с помощью утилиты RandomX-benchmark-windows-x64-v1.0.4.zip.

Кроме того, скорость майнинга в сети на алгоритме Random X можно узнать, запустив майнер на тестовый пул по адресу randomx-benchmark.xmrig.com:7777.

Подробнее о практическом майнинге на алгоритме RandomX можно почитать в статье «Майнинг криптовалюты Monero (XMR) на алгоритме RandomX«.

Хешрейт популярных видеокарт на алгоритме Random X

В следующей таблице представлены данные по хешрейту популярных видеокарт производства компании Nvidia на алгоритмах Random X и CryptonightR, в h/s (по данным бенчмарка):

В следующей таблице представлены теоретические данные по хешрейту популярных видеокарт производства компании AMD на алгоритмах Random X и CryptonightR, в h/s (бенчмарк):

Хешрейт процессоров на алгоритме Random X

Большинство процессоров, выпущенных компаниями Intel и AMD с 2011 года должны осуществлять эффективный майнинг на алгоритме RandomX. Самую лучшую производительность будут показывать 64-bit CPU, обладающие следующими функциями:

• поддержка вычислений с плавающей запятой (стандарт IEEE 754);
• поддержка инструкций AES на аппаратном уровне (команды AES-NI для архитектуры x86, криптографические расширения для ARMv8)
• не менее 16 кБ кеша уровня L1, 256 Кб кеша L2 и 2 мегабайта кеша L3 cache для каждого потока майнинга;
• поддержка больших страниц памяти (large memory pages);
• не менее 2.5 Гб свободной оперативной памяти (RAM) для одного узла NUMA;
• может понадобиться поддержка многоканальной передачи данных в оперативной памяти (multiple memory channels):

память типа DDR3 имеет лимит примерно 1500-2000 H/s на один канал (в зависимости от частоты и таймингов);

память DDR4 лимитирована примерно 4000-6000 H/s на один канал.

Для достижения максимального хешрейта на алгоритме RanomX при майнинге на процессоре нужно правильно выбирать количество потоков (T) и включить поддержку больших страниц памяти.

В зависимости от того, включена поддержка больших страниц памяти или нет при майнинге, различаются разновидности алгоритма RanomX по скорости майнинга на CPU (соответственно «Fast mode» и «Light mode»).

При майнинге желательно наличие поддержки инструкций AES в процессоре на аппаратном уровне. Майнить на старом процессоре без поддержки команд AES также возможно, хоть и с меньшей скоростью, включив их эмуляцию в программном режиме.

В следующей таблице приведены данные по хешрейту различных процессоров на алгоритмах CryptoNight-R и Random X (Fast и Light Mode), h/s:

Заключение

Серьезные требования к аппаратному обеспечению для майнинга на алгоритме рандом икс должны отсечь существующие сети ботов и пулы с ASIC-ами и сделать добывание монет типа Монеро более справедливым и доступным для обычных владельцев компьютеров и майнеров с машинами, оборудованными достаточно производительными процессорами с большим объемом оперативной памяти.

Наибольшую выгоду от майнинга Monero после форка Random X будут иметь владельцы процессоров АМД Ryzen с архитектурой ZEN 2. Фантастический хешрейт в 39 kh/s показывает АМД-шный процессор Epyc 7742 стоимостью 7 тысяч долларов. Третье поколение процессоров АМД семейства Threadripper должно стать доступной альтернативой Эпикам, сочетая высокую производительность и приемлемую стоимость. Шестнадцатиядерный процессор при стоимости порядка 750 долларов будет выдавать порядка 9-10 kh/s, а 24 и 32 ядерные монстры при цене 1000 и 2000 доларов соотвтественно выдадут до 20 kh/s, что в 10-15 раз больше RTX 2080 Ti.