Huge pages (большие страницы) для ускорения майнинга Blocknet

Если зарезервировать huge pages, seine размещает память каждого потока майнинга в нескольких больших страницах вместо сотен тысяч маленьких. В этом руководстве объясняется, почему это ускоряет доказательство работы Argon2id в Blocknet, сколько страниц резервировать, и приведены точные команды для Linux, WSL2 и Windows.

Почему huge pages ускоряют майнинг Blocknet?

Каждое обращение к памяти начинается с виртуального адреса, который процессор должен перевести в физический. Недавние трансляции хранятся в буфере ассоциативной трансляции (TLB), который документация ядра Linux описывает как «кеш трансляций виртуальных адресов в физические» и «очень дефицитный ресурс процессора». Если адреса нет в TLB, процессор обходит таблицы страниц в памяти, прежде чем вообще начать загрузку данных.

Доказательство работы Blocknet делает такой обход частым. Каждый хеш заполняет 2 GiB арену блоками по 1 KiB, и во второй половине прохода каждый новый блок читает более ранний блок, положение которого зависит от данных, вычисленных мгновением раньше. Как показано в статье об Argon2id, в сумме это около 2 GiB разбросанных чтений на один хеш. Размер страницы определяет, сколько трансляций нужно этим чтениям:

С huge pages одна запись TLB покрывает в 512 или 262 144 раза больше памяти, поэтому намного большая часть арены остаётся в пределах досягаемости TLB и больше времени каждого потока уходит на хеширование.

Насколько быстрее майнинг с huge pages?

Руководство seine по huge pages называет их самым важным параметром настройки CPU-майнинга в Linux. На тестовом хосте зарезервированные 2 MiB страницы добавили около 4–6%, а 1 GiB страницы — ещё примерно 2%. В руководстве также отмечено, что при большом числе потоков покрытие huge pages обычно важнее, чем настройка под набор инструкций.

Результаты серверов на графике производительности seine измерены с явно зарезервированными 2 MiB huge pages. 49,4 H/s на AMD EPYC Zen 5 (EPYC 9R45) с 32 потоками, измеренные в октябре 2026 года, получены с 34 407 зарезервированными страницами — тем же числом, что и в строке для 32 потоков в таблице ниже. В руководстве по оборудованию для майнинга собраны все результаты по поколениям.

Даже без резервирования seine запрашивает у ядра Linux прозрачные huge pages. Зарезервированный пул даёт больше, потому что страницы выделяются заранее, и каждый поток получает их, как бы сильно ни была фрагментирована память.

Сколько huge pages нужно seine?

Число потоков — это значение Threads на панели seine. seine выбирает его по объёму ОЗУ и числу ядер процессора, поэтому запустите seine один раз без huge pages и запомните его. Если резервирование слишком маленькое, в журнале запуска seine появится строка hugepages | с нужным числом страниц и командой sysctl для их резервирования.

Зарезервированные страницы откладываются для программ, которые запрашивают huge pages, поэтому рассчитывайте резервирование под то число потоков, с которым вы действительно майните. При выборе числа потоков seine считает зарезервированный пул доступной памятью, так что резервирование страниц сохраняет прежнее число потоков.

Как настроить 2 MiB huge pages в Linux?

Зарезервируйте страницы под своё число потоков. Этот пример — для 4 потоков:

sudo sysctl -w vm.nr_hugepages=4301

Проверьте, что ядро выделило их все:

grep -E 'HugePages_Total|HugePages_Free|Hugepagesize' /proc/meminfo

Если HugePages_Total меньше запрошенного, память фрагментирована. Сбросьте кеши, уплотните память и попробуйте снова:

echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches
echo 1 | sudo tee /proc/sys/vm/compact_memory
sudo sysctl -w vm.nr_hugepages=4301

Сделайте резервирование постоянным:

echo 'vm.nr_hugepages=4301' | sudo tee /etc/sysctl.d/99-seine-hugepages.conf
sudo sysctl --system

Для больших резервирований самый надёжный путь — сохранённая настройка плюс перезагрузка, потому что ядро резервирует страницы в начале загрузки, пока память ещё не фрагментирована. Затем запустите seine как обычно. Его режим страниц по умолчанию, auto, размещает арену каждого потока в зарезервированном пуле без дополнительных флагов.

Как добавить 1 GiB страницы?

1 GiB страницы требуют чуть больше настройки и добавляют около 2% поверх 2 MiB страниц. Каждой 2 GiB арене нужно ровно две такие страницы, так что запас считать не нужно. Они работают в Linux и WSL на x86_64.

Резервируйте их при загрузке параметрами ядра — это самый надёжный способ получить страницы такого размера. Для 9 потоков:

hugepagesz=1G hugepages=18

На только что загруженной машине можно также попробовать резервирование во время работы, а затем проверить число свободных страниц:

echo 18 | sudo tee /sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-1048576kB/nr_hugepages
cat /sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-1048576kB/free_hugepages

Строки HugePages_* в /proc/meminfo относятся только к размеру по умолчанию 2 MiB, поэтому пул 1 GiB страниц смотрите в /sys. Затем запустите seine в режиме 1 GiB:

./seine --cpu-page-mode large-1g

В этом режиме каждый поток размещает свою арену в пуле 1 GiB страниц, так что вы точно знаете, что весь запуск использовал 1 GiB страницы.

Как зарезервировать huge pages в WSL2?

WSL2 работает на настоящем ядре Linux, поэтому команды для Linux выше работают и в нём. Для 1 GiB страниц передайте параметры загрузки через %UserProfile%\.wslconfig на стороне Windows. Виртуальной машине также нужно достаточно памяти для резервирования плюс для служб Windows и WSL. На проверенном хосте seine с 64 GiB использовалась такая конфигурация:

[wsl2]
memory=48GB
processors=32
swap=8GB
kernelCommandLine = hugepagesz=1G hugepages=18

Сохраните файл, выполните wsl --shutdown в Windows и снова откройте свой дистрибутив. Перед началом майнинга убедитесь, что свободных страниц хватает на все потоки.

Как включить large pages в Windows?

Нативный майнинг в Windows обычно быстрее, чем в WSL на том же оборудовании, и там seine использует large pages Windows. Для этого нужно одно разрешение — Блокировка страниц в памяти (Lock pages in memory):

1. Откройте secpol.msc, затем Локальные политики → Назначение прав пользователя.
2. Добавьте своего пользователя в Блокировка страниц в памяти.
3. Выйдите из системы и войдите снова: право применяется к новым сеансам.

secpol.msc входит в Windows Pro, Enterprise и Education. В редакциях Home выдайте то же право с помощью утилиты, например ntrights.

На этом настройка закончена. При запуске seine сам включает это право и выделяет 2 GiB арену каждого потока через VirtualAlloc с MEM_LARGE_PAGES — способом, который документирует Microsoft для памяти на больших страницах. Если large pages недоступны, seine майнит на обычных страницах и записывает в журнал причину вместе с точным способом исправления. seine никогда сам не меняет права учётной записи и не выводит вас из системы.

Какой режим страниц выбрать?

Режим по умолчанию подходит почти всем. Остальные режимы нужны для 1 GiB страниц и для измерений:

Чтобы измерить прирост на своей машине, помайните некоторое время с --cpu-page-mode regular, затем с auto или large-1g и сравните хешрейт на панели. На серверах с несколькими узлами NUMA зарезервированные страницы также должны находиться на тех узлах, где работают ваши потоки; об этом рассказывает руководство по майнингу на серверах.