Майнинговые ускорители Nvidia взломали – 64 ГБ памяти на карте за 250 долларов

Дефицит памяти и цены на ускорители подтолкнули энтузиастов к неожиданному источнику вычислительных мощностей – старой линейке Nvidia CMP, созданной пять лет назад специально для майнинга криптовалют.

Утилита CMP Unlocker разблокирует на карте CMP 170HX память, которую Nvidia отключила на уровне прошивки, увеличивая объём с 8 ГБ до 64 ГБ, то есть в восемь раз. Версия с 10 ГБ по тому же принципу превращается в 40-гигабайтную.

Чтобы понять, почему такой трюк вообще возможен, нужно посмотреть на устройство самого чипа. CMP 170HX построен на кристалле GA100 архитектуры Ampere, изготовленном по 7-нанометровому техпроцессу, том же самом, что лежит в основе куда более дорогого ускорителя A100.

В отличие от обычных видеокарт с распаянными на плате микросхемами памяти, GA100 несёт память прямо на подложке, так что физически весь объём присутствует на каждом экземпляре кристалла.

GA100 оснащена шестью стеками HBM2e, и в зависимости от целевой модели Nvidia активирует пять или шесть из них. Под CMP 170HX уходили отбракованные кристаллы, не прошедшие строгий отбор для серверного A100. Дальше в дело вступала прошивка, которая урезала не только объём памяти, но и вычислительную производительность вместе со скоростью интерфейса PCIe.

Схема напоминает времена AMD Phenom II и Athlon II, когда часть процессоров поставлялась с отключенными ядрами, а их иногда удавалось вернуть к жизни правкой настроек BIOS. С CMP 170HX ситуация похожая – теоретический предел составляет 64 ГБ для 8-гигабайтной версии и 80 ГБ для 10-гигабайтной, но пользовательские отчёты пока подтверждают стабильную работу только на 40 ГБ.

Техническую основу взлома описал Джон Прай в исследовательской работе "A Canary in the Crypto Mine: Defeating Stack Protection in a GPU Secure Coprocessor", посвящённой обходу защиты микропроцессора Nvidia Falcon. Именно на этих данных и построены инструменты вроде CMP Unlocker. Никаких паяльников и физических вмешательств процедура не требует – память в буквальном смысле "скачивается".

Гарантий, впрочем, нет. Отключенные стеки могли быть заблокированы как ради сегментации продуктовой линейки, так и из-за реальных дефектов кристалла, и заранее выяснить это невозможно.

Помимо памяти, эксплойт возвращает часть отключенных потоковых мультипроцессоров (SM), что напрямую поднимает вычислительную производительность. Отдельно снимается ограничение по интерфейсу – вместо PCIe 1.0 x4 карта начинает работать в режиме PCIe 2.0 x4.

Полный потенциал всё равно остаётся закрытым, так как Nvidia физически ограничила ускоритель четырьмя линиями PCIe и убрала с печатной платы 12 конденсаторов, без которых полноценный x16 недоступен. Их можно впаять самостоятельно, но работающих примеров такой модификации пока не показывали.

Экономика получается особенно интересной:

• на пике майнингового бума CMP 170HX стоил 4300 долларов

• до появления эксплойта карты уходили на eBay примерно за 250 долларов

• после огласки цена подскочила выше 1000 долларов, то есть выросла вчетверо

• A100 в вариантах PCIe на 40 и 80 ГБ стартует с 3500 и 11 500 долларов соответственно

Для задач ИИ такой ускоритель привлекателен именно объёмом памяти при цене, несопоставимой с A100. При этом Ampere отстаёт от нынешних решений на два поколения, и по чистой производительности и энергоэффективности карта не догонит ни Hopper, ни Blackwell, сколько памяти на ней ни разблокируй.