BZM1 é construído em 7nm, 137 GigaHash/s a 2,5 W

Foi notado na mídia que na próxima conferência ISSCC no final de fevereiro, a Intel está pronta para dar uma palestra intitulada ‘Bonanza Mine: An Ultra-Low Voltage Energy Efficient Bitcoin Mining ASIC’. Já tem muita atenção, pois confirma o fato de que a Intel está trabalhando para hardware habilitado para blockchain. Por meio de vários canais, conseguimos obter mais detalhes sobre esse chip antes da conferência.

DS1 significa que haverá uma demonstração dele

Quanto mais poder de computação um minerador tiver, mais recompensas de blockchain o minerador receberá durante um período de tempo – sempre se torna uma competição entre os grandes jogadores para obter uma parcela maior do poder de computação para ganhar mais recompensas. Originalmente, isso passou de CPUs para GPUs, FPGAs e agora hardware projetado especificamente para o único propósito de processar o blockchain e obter esses prêmios. O estado atual da mineração de Bitcoin é liderado por circuitos integrados específicos de aplicativos, ou ASICs. Existem empresas do setor, como Bitmain e MicroBT, que trabalham com parceiros como a TSMC para criar silício específico para Bitcoin como mineradores para perseguir a criptomoeda baseada em Proof-of-Work.

O hardware da AMD e da NVIDIA foi usado quando a mineração de Bitcoin era focada em GPU, mas como o algoritmo de bitcoin pode ser ainda mais acelerado, os ASICs foram criados. Atualmente, essas GPUs estão sendo usadas para algoritmos e cadeias resistentes a ASIC, como Ethereum, e é parte do motivo (mas não o único motivo) pelo qual os preços das placas gráficas de jogos são tão altos – se você puder ‘ganhar’ mineração suficiente para pagar o cartão em semanas ou meses, torna-se uma compra óbvia para grandes operações de mineração. Com o Bitcoin, no entanto, a tendência para ASICs apresentou várias ordens de magnitude melhor desempenho para o mesmo poder. Em última análise, esses sistemas de prova de trabalho são limitados por quanto hardware e quanta energia está disponível – a Intel citando um uso anual estimado de eletricidade de 91TWh em bitcoin hoje (embora não mencione como essa energia é obtida).

ASICs dentro de um WhatsMiner M30S-88T, como exemplo

Nos primórdios dos ASICs, estes eram essencialmente blocos de IP protegidos por FPGA ampliados e ampliados. A necessidade de produzir e habilitar o silício muito rapidamente o tornou muito apressado no início, e as empresas envolvidas tinham experiência limitada no desenvolvimento tradicional do silício e nos prazos de implantação. Isso foi há alguns anos, e algumas dessas empresas estão em sua 8ª^º ASICs de geração e são parceiros líderes nas principais tecnologias de processo de ponta das fundições. O silício é pequeno, levando a altos rendimentos e, com a vantagem certa, pode ser muito lucrativo. Por exemplo, o produto ASIC de próxima geração da Bitmain instala 384 chips em um sistema e em uma única transação já vendeu 78.000 sistemas (29,5 milhões de chips) para a Marathon Digital Holdings por US$ 879 milhões – e esse é apenas um cliente. Às vezes, na corrida do ouro, são aqueles que vendem os machados que fazem o dinheiro.

No entanto, no contexto dos players de silício mais tradicionais, não vimos muito movimento nessa frente. Os fornecedores de GPU estão lutando com mineradores e Ethereum, mas não houve realmente nenhum movimento em silício focado neste campo – pelo menos até a Intel começar a dar dicas. Já em dezembro, Raja Koduri, da Intel, sugeriu que a empresa estava se mudando para esse espaço, e com a palestra listada no ISSCC no próximo mês, isso confirma. Mas temos mais detalhes.

ASIC de primeira geração da Intel: BZM1

A Intel tem duas gerações de SHA-256 ASIC. O primeiro, BZM1, é o tema da palestra no ISSCC. A Intel está construindo o chip em um processo de 7nm. Exatamente o que não é declarado – os documentos que temos indicam ‘7nm’, mas o mesmo documento também se refere ao Intel 4 como ‘4nm’. Muito provavelmente, isso significa que o BZM1 está sendo construído na Intel, e este pode ser um dos primeiros clientes IDM 2.0 da Intel utilizando a equipe interna de design personalizado da Intel – o arquivamento da SEC é co-assinado pelo GM de Aceleradores Personalizados da Intel, para contexto.

O chip é 14,16 milímetros² (portanto, um máximo de 4.000 chips por wafer), opera a 1,6 GHz e gera 137 gigahash (137GH) por segundo a 2,5 W. 25 desses chips são usados ​​em uma configuração de placa profunda, tensão empilhada a 335 mV por chip, totalizando Fonte principal de 8,875V.

Vale a pena notar que 335 mV por chip como tensão mínima é incrivelmente baixo. A Intel diz que este é o Bitcoin ASIC mais avançado tecnicamente até o momento, usando um design de tensão ultrabaixa, estratégias de clock especializadas e outras otimizações de circuito e microarquitetura – mais detalhes na palestra do ISSCC em fevereiro.

A Intel vai dizer no ISSCC que leva 55 J por TH, embora a matemática aqui não faça sentido, considerando os outros números que está apresentando. A 137 GH e 2,5 W, isso significaria 18,2 W/TH. Para contexto:

Bitcoin ASIC
AnandTech	Chip ou Sistema	Taxa de hash	Poder	Eficiência	Nó	Custo* (1 unidade)
Intel BZM2	Lasca	?	?	?	TSMC N5**	–
Intel BZM1	Lasca	137 GH	2,5 W	18,2 W/TH	Intel 7nm	–
Bitmain S19j XP	Lasca	?	?	21,5 W/TH	TSMC N5	$ 11.620
	Sistema	140 TH	3010 W
Bitmain S19j Pro 104T	Lasca	270 GH	7,99 W	29,5 W/TH	TSMC N7	$ 11.024
	Sistema	104 TH	3068 W
MicroBT M30S++	Lasca	252 GH	7,82 W	31,0 W/TH	Samsung 8nm	$ 13.035
	Sistema	112 TH	3472 W

*O custo varia de acordo com o BTC. Preços listados em 20/01/2022.
**Fonte única não confirmada de informações

ASIC de segunda geração da Intel: BZM2

O chip de segunda geração da Intel está listado em um arquivamento da SEC. De acordo com o registro, chama-se BZM2 e já existe um acordo financeiro com um cliente. O arquivamento é um contrato de fornecimento de quatro anos entre a Intel e a Grid Infrastructure, com início em 8 de setembro.^º, 2021, e o chip BZM2 foi projetado especificamente para funções de hash criptográfico SHA-256. Enquanto os números exatos do contrato de compra são editados, a Griid deve fornecer uma previsão contínua de 18 meses do fornecimento solicitado para o qual a Intel trabalhará, com uma quantidade de reserva específica e um depósito mínimo no início do contrato. Esses chips serão entregues até maio de 2023, embora o contrato possa ser prorrogado. A Intel não oferece garantia nos chips, exceto DOA, e também oferece suporte de 3 meses após a entrega de cada lote de chips.

No arquivamento, os detalhes do BZM2 são redigidos.

Existem duas versões do BZM2, provavelmente diferindo em potência e desempenho, embora os números exatos sejam editados. Nós temos uma única fonte que afirma que o BZM2 está sendo construído no TSMC N5, oferecendo 35 J/TH, o que, pela mesma métrica, seria uma economia de energia de 37% em relação à primeira geração. No entanto, esta informação pode não estar correta; estamos procurando uma segunda fonte.

Não sabemos ao certo por que a Intel está dando uma palestra sobre seu chip de primeira geração na ISSCC quando já está recebendo pedidos para seu hardware de segunda geração – pode ser simplesmente porque a Intel não quer divulgar detalhes sobre seu hardware de ponta. Isso apesar do novo CEO da Intel, Pat Gelsinger, repetir frequentemente o penhor ser mais aberto.

A concorrência e o mercado

A última geração da Bitmain é construída no TSMC N5, apresenta quase a mesma eficiência. Analisamos os números do S19j Pro 104, construído no TSMC N7, sabendo que um sistema completo contém 384 chips a 2750-3250 W. Isso equivale a cerca de 7-8 W por chip, o que é 3x o que a Intel está sugerindo para seu chip pode fazer. Também estamos vendo relatos de que esses chips TSMC N7 têm mais de um bilhão de transistores cada. Para competir pela densidade, veremos sistemas com 2-3x mais chips. Será uma maneira de a Intel encher suas fábricas de 7 nm com silício pequeno de alto rendimento de qualquer maneira.

Vale a pena notar que se a Intel tivesse um pedido de 29,5 milhões de chips (como mencionado acima, por US$ 867 milhões), com rendimento perfeito de 4.000 por wafer, seriam necessários quase 7.500 wafers. A Intel cita uma pesquisa de mercado que diz que espera que o mercado de hardware de mineração de criptomoeda cresça em US$ 2,8 bilhões durante 2021-2025.

Falei com um colega que se concentra mais no espaço de mineração/ASIC, e ele afirmou que é provável que a produção de ASIC nos EUA seja um benefício para a localidade, idioma e relações, evitando tarifas adicionais de 25% atualmente em hardware de mineração. Meu palpite é que a Intel trabalhará com parceiros específicos que têm requisitos mínimos de pedido para esse tipo de hardware.

É improvável que isso signifique muito para o mercado de GPUs sitiado – apenas espero que eles não coloquem um na placa de GPU como uma maneira de ajudar os mineradores a ‘recuperar’ o custo da própria GPU. Estamos em uma boa linha do tempo, certo?

Se alguém tiver tamanhos de matriz de ASICs concorrentes no mercado, por favor me avise.

Atualização: Na semana passada, um dos diretores seniores da Intel, acreditamos que o diretor de Custom Accelerators, foi contratado por Bitfury.

Atualização 2: a Intel entrou em contato para nos informar que a conversa do ISSCC é sobre sua primeira geração BZM1 ASIC. O acordo com a Griid é para sua segunda geração BZM2 ASIC, que será discutida posteriormente. O artigo foi atualizado para esclarecer isso.