Как из майнинговой карты за $2500 сделали A100 быстрее оригинала

Карта для майнинга Ethereum, которую NVIDIA в 2021 году намеренно урезала до 8 ГБ памяти и 70 вычислительных блоков, на самом деле всё это время несла на плате 80 ГБ HBM и полный кристалл. Исследовательница, пишущая под именем Kate, нашла способ снять все заводские ограничения — и получила на выходе ускоритель, который ведёт себя как A100 на 80 ГБ и при этом обгоняет настоящий.

Фото: TechPowerUp

Один кристалл, двадцать масок

Чтобы понять фокус, надо понять, как NVIDIA вообще делает из одного чипа и дата-центровый ускоритель, и майнинговую карту. Кристалл GA100 — один и тот же в почти двадцати разных SKU. Различают их пережжённые предохранители (eFuse): 16 384 штуки, 512 рядов по 32, которые при загрузке превращаются в «опционные слова», определяющие, сколько памяти, ядер и интерфейсов увидит система.

CMP 170HX — самое радикальное проявление этой сегментации. Снаружи это 8 ГБ, 70 из 128 потоковых мультипроцессоров, PCIe первого поколения и ноль линий NVLink. На плате — те же ~80 ГБ HBM, что у A100. Программный анлокер cmpunlocker раньше уже умел доставать 64 ГБ и часть ядер, но до полного кристалла «последнюю милю» никто пройти не мог.

Главная уязвимость, которую описала Kate, почти абсурдна: на GA100 пережигание дополнительных предохранителей может не ограничивать, а расширять доступ. В нормально спроектированной системе пережжённый фьюз — это необратимое ужесточение. Здесь часть ограничений снимается, если прожечь правильные ряды.

Вольтовый глитч и «фьюзы-скрипты»

Сложность в том, что запись в нужную область (NVIDIA называет её «fuseless fuses» — по сути скрипт, описывающий значения опционных слов) запрещена, пока установлен бит OPT_SECURED_BURN_FEATURE_ENABLE. На серийных картах он всегда равен единице.

Чтобы сбросить защиту, Kate применила инъекцию сбоя по питанию (voltage fault injection): короткие просадки напряжения в момент загрузки заставляют контроллер предохранителей вести себя непредсказуемо. Инструмент она собрала сама — плату на STM32G4, которая перехватывает PWM-сигнал к регулятору напряжения карты и подменяет его собственной формой. Любопытная деталь эпохи: схему платы, по её словам, спроектировала нейросеть GPT-6 Astra.

Процесс не имеет ничего общего с «вставил и заработало». Нужны припаянный эмалированный провод на тестовые точки, выпаянный резистор 0402, подбор формы импульса под конкретный кристалл и от одного часа до двух суток глитчинга на карту. После десятков тысяч попыток ловится «состояние Златовласки» — когда гаснут ровно нужные биты, открывается запись, и можно прожечь новые ряды, снимающие маски с памяти, ядер, PCIe и NVLink.

Быстрее, чем карта, которую она изображает

Результат впечатляет даже на фоне самого трюка. В розницу NVIDIA включает в A100 только 108 из 128 блоков кристалла — запас на выход годных. Разлоченный CMP почти всегда отдаёт 120–126 рабочих блоков, и когда включены все, числа расходятся прилично:

• Программный анлок CMP 170HX: 50,1 TFLOPS FP16
• Розничный A100: 72,5 TFLOPS FP16
• Аппаратный глитч-анлок CMP 170HX: 85,9 TFLOPS FP16 — в 1,18 раза быстрее A100 и в 1,7 раза быстрее софтового анлока

Цифры получены в бенчмарке ProjectPhysX OpenCL; память тоже раскрывается — в выборке Kate из десяти 8-гигабайтных карт у девяти оказались целыми все 80 ГБ, у одной — только 64. Реальные инференс-стеки вроде vLLM работают на полном объёме. Возвращается PCIe Gen4 x16 (с доработкой развязывающих конденсаторов), а NVLink оживает после очистки бита запрета и пайки перемычки на месте недостающей микросхемы U11 — правда, Kate предупреждает, что так соединяются 3,3-вольтовые линии карт, которые могут питаться от разных блоков.

Как подчёркивает Tom's Hardware, при цене A100 около $20 000 против примерно $2500 за майнинговую карту весь вторичный рынок CMP 170HX за неделю стал выглядеть совсем иначе, чем раньше.

Рынок отреагировал мгновенно

На профильных форумах и в r/LocalLLaMA энтузиасты уже рапортуют о сборках: сообщается, что на связке из четырёх разлоченных карт удаётся крутить GLM 5.3 Flash со скоростью под 400 токенов в секунду. Предсказуемый побочный эффект — остатки CMP 170HX на вторичке размели почти мгновенно, а отдельные продавцы задрали цены до 7000 евро, уловив, что продают теперь не металлолом из эпохи майнинга, а почти A100.

Kate сообщила об уязвимости в отдел безопасности NVIDIA ещё до публикации, и параллельно ту же дыру независимо нашёл другой исследователь. Но лечить тут почти нечего: речь о картах, которые уже на руках, а необратимость пережжённых фьюзов работает против самого производителя. Сегментация, которая годами приносила NVIDIA маржу, впервые оказалась не крепостью, а приглашением.