Banc de test de hashboard et testeur de puce ASIC : comment fonctionne le test d’établi

Ce qu'est réellement un banc de test de hashboard

Un Antminer, c'est quatre cartes qui travaillent ensemble : une carte de contrôle sous Linux avec le client de minage, trois hashboards, un bloc d'alimentation et les ventilateurs. Quand un hashboard est suspect, on ne veut pas le monter et le démonter sans cesse dans un mineur en marche pour le tester. Un banc de test remplace le mineur entier par un montage d'établi dont le seul travail est de parler à un hashboard. En son cœur, un FPGA (ou une carte de contrôle récupérée de la même génération) émule l'interface hashboard de la carte de contrôle : il pilote la ligne de reset, cadence la chaîne, parle le protocole UART des puces, lit les capteurs de température et l'EEPROM de la carte par I²C, et mesure courant et tension. Autour : une alimentation 12–15 V limitée en courant (jusqu'à ~50 A pour un test de hachage complet), des ventilateurs obligatoires, un afficheur d'état et des résistances de décharge pour vider les rails en sécurité après le test. La connexion à la carte passe par le même câble de signal 18 broches et les mêmes bornes de puissance que le mineur lui-même.

Tout l'intérêt est l'isolation. Sur l'établi, on peut alimenter une seule carte, voir exactement quelles puces répondent, sonder un signal précis à une frontière de domaine et lire la tension de chaque domaine — rien de tout ça n'est pratique dans une machine assemblée en fonctionnement.

Comment fonctionne le test par domaine et par puce

Chaque puce ASIC BM d'un hashboard est câblée de deux façons à la fois. Pour l'alimentation, les puces sont groupées en domaines de tension — de petits groupes qui partagent un rail régulé, empilés en série pour que la tension d'entrée de la carte se divise entre eux (un S19 a 76 puces en 38 domaines à ~0,36 V chacun; un S21 a 108 puces en 12 domaines à ~1,2 V chacun). Pour les données, toutes les puces forment une seule chaîne UART : les commandes avancent de puce en puce, les réponses reviennent en sens inverse. Un banc de test exploite les deux structures. Il mesure chaque domaine pour trouver les pannes d'alimentation, et il énumère la chaîne pour trouver les pannes de signal/communication — parce que ce sont deux familles de pannes différentes qui demandent deux lectures différentes.

Pour le contexte sur le silicium et les cartes : la référence des puces ASIC (carte puce → modèle → carte → domaine) et la référence des cartes de contrôle (quel SoC pilote quelle génération).

Les trois signaux de diagnostic qu'un banc lit

1. Continuité et tension des domaines de tension

Hors tension, un multimètre en mode résistance sur chaque point de test de domaine doit lire des valeurs cohérentes d'un domaine à l'autre; un domaine qui lit beaucoup plus bas est en court-circuit (puce morte ou condensateur claqué), beaucoup plus haut est ouvert (joint fissuré ou piste coupée). Sous tension sur le banc, la tension de chaque domaine doit rester à environ ±50 mV de ses voisins — un domaine à plus de ~100 mV sous la moyenne pointe vers un court-circuit partiel, nettement au-dessus vers un circuit ouvert. Une tension anormale entre domaines arrête toute la carte, c'est pourquoi le balayage des domaines est la première lecture sous tension. Les valeurs d'usine exactes de réussite/échec sont dans la référence diode et tension ASIC — avec la nuance importante qui y est documentée : les valeurs « diode » d'usine sont des résistances en ohms, pas des chutes de tension directe.

2. Détection des puces BM (énumération)

C'est le test vedette. Le banc applique le reset, désactive la chaîne, puis assigne des adresses séquentielles le long de la ligne et compte combien de puces répondent par UART. Le compte détecté est comparé au compte attendu du modèle; un manque est rapporté comme le nombre de puces manquantes. Point crucial : la chaîne étant série, une seule puce morte rend invisibles toutes les puces après elle — une carte qui rapporte, disons, 29 puces sur 108 a sa cassure à la 30e position, pas 79 pannes distinctes. Les réparateurs cernent la puce exacte par dichotomie, en injectant une réponse valide au milieu de la chaîne et en regardant si le compte grimpe. Une puce en court-circuit se comporte autrement : elle peut tirer les lignes de signal vers le bas et faire lire zéro à toute la chaîne.

3. La méthode diode / résistance (au niveau composant)

Avant de mettre une carte sous tension — ou à la place —, un multimètre en mode diode/résistance vérifie les broches et rails individuels contre des valeurs de référence : les signaux de bus (BI/BO), le reset (RST), les lignes UART (RX/RI, TX/CO), l'horloge (CLK) et les sorties LDO par domaine (1,8 V et 0,8 V). Une lecture loin de la valeur saine localise la panne sur une broche, un régulateur ou un passif. La règle qui protège la carte : la sonde noire va sur un vrai point de masse, jamais sur le dissipateur, qui peut court-circuiter un domaine sous tension. Les valeurs complètes par modèle sont dans la référence diode et tension; les connecteurs par lesquels on sonde sont cartographiés dans la référence des brochages.

Ce que révèle un testeur de puce (ASIC) individuelle

Un testeur de puce autonome est un banc réduit à un seul socket ASIC. Son travail est étroit mais précieux : prouver qu'une puce BM — un remplacement fraîchement acheté, ou une puce récupérée et rebillée d'une carte donneuse — peut s'initialiser (accepter une adresse, répondre par UART, rapporter une température et une tension de cœur sensées) et idéalement passer un test de motifs, avant d'être refusionnée sur un hashboard à plus de 1 000 $. Sans cette étape, un réparateur peut passer une heure à souder une puce morte à l'arrivée, puis chasser une panne fantôme. Des testeurs existent pour les familles Bitmain modernes — BM1366 (classe S19 XP / S19K Pro), BM1368 (S21 / T21) et BM1370 (S21 Pro / S21 XP) — parce que souder à la main une puce contrefaite ou morte est l'une des erreurs les plus coûteuses de la réparation de cartes. C'est l'équivalent d'établi de tester un fusible avant de le câbler.

La méthode d'établi, étape par étape

Le test en production comme en réparation suit une séquence délibérée et ordonnée — la même logique que le montage soit un banc commercial ou un montage maison. Les trois étapes sous tension sont universellement appelées PT1 (énumération), PT2 (motifs) et PT3 (balayage de fréquence), et une carte réparée se reteste toujours depuis le début :

1. Inspecter la carte à froid, avant toute mise sous tension. Sur un tapis antistatique, examinez la carte sous grossissement : composants brûlés ou déplacés, soudures fissurées sur les résistances de frontière de domaine, cristal 25 MHz fêlé, connecteurs endommagés et toute bille de soudure étrangère créant un court-circuit. La plupart des pannes sont visibles avant d'appliquer le moindre volt.
2. Faire les mesures hors tension en mode résistance / diode. Alimentation débranchée et condensateurs déchargés, réglez un multimètre d'établi en mode résistance (diode). Sonde noire sur la masse de la carte — jamais sur le dissipateur, qui peut court-circuiter la carte. Relevez chaque point de test de domaine de tension et chaque broche de signal des puces (BI/BO, RST, RX/RI, TX/CO, CLK, les LDO 1,8 V et 0,8 V) et comparez à une carte saine connue ou aux valeurs de référence d'usine. Une lecture de domaine proche de zéro est un court-circuit; une lecture nettement plus haute est un circuit ouvert.
3. Monter la carte sur le banc de test. Reliez le hashboard au banc par le câble de signal 18 broches (inséré en dernier) et l'entrée de puissance à fort courant. Le banc remplace la carte de contrôle du mineur : un FPGA ou une carte de contrôle récupérée pilote la chaîne par UART, une alimentation 12–15 V limitée en courant nourrit la carte, quatre ventilateurs tournent à plein régime et des résistances de décharge sont câblées pour l'après-test.
4. PT1 — énumérer les puces. Mettez sous tension et laissez le banc appliquer le reset, envoyer CHAIN_INACTIVE, puis distribuer SET_CHIP_ADDR le long de la chaîne à 115200 8N1. Chaque puce qui répond est comptée. Comparez le compte détecté au compte attendu du modèle (par exemple 108 sur un S21). Si le banc rapporte moins de puces qu'attendu, la chaîne casse à la puce qui suit immédiatement la dernière détectée.
5. PT2 — tester chaque puce par motifs. Envoyez des vecteurs de test SHA-256 connus à chaque puce et comparez chaque nonce retourné au résultat attendu. Une puce qui renvoie un mauvais nonce, une réponse incomplète ou rien du tout est signalée par son adresse — cela distingue une puce qui s'énumère seulement d'une puce qui hache réellement correctement.
6. PT3 — balayer la fréquence sous refroidissement. Avec le dissipateur correctement monté sur une interface thermique fraîche et un ventilateur en place, montez l'horloge d'une fréquence basse vers la fréquence nominale du modèle, en vérifiant la sortie de hachage à chaque palier. Une puce qui tombe à zéro quand la fréquence grimpe, ou un domaine qui surchauffe, échoue ici. Une carte réparée se reteste toujours depuis PT1.
7. Décharger et consigner. Coupez l'alimentation, laissez les résistances de décharge vider les rails, et consignez le résultat : compte de puces, adresses défaillantes, écart des tensions de domaine et fréquence d'apparition de la panne. C'est ce relevé qui transforme un vague « carte morte » en une panne précise et réparable.

Construire un banc sans équipement d'usine

Un banc fonctionnel n'exige pas de matériel propriétaire. Un atelier économe peut reproduire la fonction avec une carte de contrôle récupérée de la génération correspondante, un adaptateur USB-TTL sur sa console série (115200 8N1), une alimentation d'établi capable du courant de pleine charge de la carte, quatre ventilateurs pour le refroidissement et la bonne configuration de test sur carte SD. La carte de contrôle sait déjà énumérer et piloter ses propres hashboards; l'adaptateur permet simplement à un PC de suivre la sortie de diagnostic. Nous décrivons ici la méthode et n'hébergeons délibérément aucun firmware de test des fabricants, binaire de banc chiffré ni fichier de carte d'usine que certains kits embarquent — c'est protégé par le droit d'auteur, et on n'en a pas besoin pour comprendre comment un banc fonctionne. Pour la carte des signaux sous-jacente, tout est dans les références ouvertes liées sur cette page.

Sur les épaules de géants

Rien de tout ceci n'est une invention de D-Central. Si le test ouvert de hashboards est possible, c'est que la communauté du minage et de la réparation — les ateliers indépendants qui ont publié leurs cartes de points de test, et les auteurs de firmware open source qui ont rétro-conçu le protocole UART des puces BM (les travaux skot9000 / Open Source Miners United et ESP-Miner derrière le Bitaxe, qui pilote une seule puce BM avec un firmware entièrement ouvert) — a fait le gros du travail en public d'abord. Bitmain et les autres fabricants ont conçu le silicium et le flux de test de production. Nous avons simplement rassemblé la méthode vérifiée en une référence claire, ancrée dans notre atelier de réparation de Montréal et la Mining Bible D-Central, pour que la prochaine personne ne parte pas de zéro.

Pour continuer : la référence diode et tension (valeurs d'usine réussite/échec) · la référence des connecteurs et brochages · la liste d'outils de réparation et d'équipement d'établi · la base de données des pièces remplaçables · l'exploration approfondie de la réparation de hashboards au niveau des puces et le guide des testeurs de hashboards. Pas un projet à faire soi-même? Le détecteur de pannes et notre service de réparation ASIC peuvent prendre le relais. Ancré dans la Mining Bible D-Central (HASHBOARD_DIAGNOSTICS, ANTMINER_ARCHITECTURE, DIODE_VOLTAGE_REFERENCE) et l'atelier de Montréal — méthode seulement, aucun détail de sécurité ou d'exploit, aucun fichier de banc des fabricants hébergé.