Gros plan sur les ASICs dédiés au minage

Notre article de présentation sur le minage de Bitcoins vous aura permis d’en découvrir plus sur ce mécanisme au coeur de la Blockchain Bitcoin. Nous avons ainsi évoqué les équipements informatiques ultra performants que doivent désormais posséder les mineurs pour résoudre le problème mathématique leur permettant de valider un bloc et d’obtenir la récompense associée.

Dans cet article, nous allons nous intéresser un peu plus spécifiquement au matériel utilisé par les mineurs pour miner des Bitcoins le plus efficacement possible tout en maximisant la rentabilité de leur travail. Les équipements généralement utilisés sont appelés ASIC pour Application-Specific Integrated Circuits. Le terme générique ASIC désigne un circuit intégré regroupant sur une même puce toutes les fonctions nécessaires à une application spécifique.

Dans ce qui suit, nous allons voir en quoi les ASICs dédiés au minage de Bitcoins sont si importants pour le bon fonctionnement de la Blockchain Bitcoin et pourquoi ils permettent aux mineurs de maximiser leur chance de miner un bloc de transactions pour ensuite toucher la récompense tant convoitée. Mais avant toute chose, nous allons commencer par définir plus précisément certains termes techniques qui seront utilisés par la suite.

Un peu de terminologie

Comme toujours, il est essentiel de bien définir la terminologie qui sera employée afin de bien comprendre ce que nous expliquerons par la suite. Cela est encore plus important dans un monde des crypto monnaies où les termes techniques spécifiques ne manquent pas. Prenez donc un instant pour découvrir et bien comprendre les notions suivantes :

• Application-Specific Integrated Circuits (ASIC) : Il s’agit d’une pièce du hardware d’un ordinateur spécialisée dans un cas d’usage bien précis. Dans le cas du minage de Bitcoins ou de Litecoins, on aura donc des ASICs spécialisé dans l’exécution d’algorithmes de hash par exemple.
• Algorithme de Hash : Un Algorithme de Hash, présenté dans "Qu’est-ce que le minage de Bitcoins ?", est un processus mathématique prenant en entrée des données de taille différente, y appliquant une opération spécifique, avant de retourner en sortie une donnée de taille fixe.
• Minage : Dans le cadre du Bitcoin ou du Litecoin, le minage est le processus par lequel les transactions sont validées avant d’être ajoutées au grand livre de comptes de la Blockchain. C’est par ce processus que les nouveaux BTC ou LTC sont produits. N’importe qui ayant un accès à internet et un matériel prévu à cet effet peut faire du minage.
• CPU : Il s’agit de l’unité centrale de traitement d’un ordinateur ce que l’on appelle plus communément son processeur. Véritable cerveau d’un ordinateur, cette unité va réaliser la plupart des calculs en son sein. Pour contrôler les instructions et le flux de données échangées avec les autres parties de l’ordinateur, le processeur s’appuie sur un chipset, qui est un groupe de puces électroniques situées sur la carte mère de la machine.
• GPU : Il s’agit de l’unité de traitement graphique d’un ordinateur que l’on appelle plus communément carte graphique. Les calculs liés à l’affichage graphique d’un ordinateur lui seront délégués par le processeur.

Vous familiarisez avec ces termes vous permettra de mieux comprendre la suite sur le fonctionnement des ASICs dédiés au minage de Bitcoins.

Qu’est-ce qu’un ASIC ?

Les ASICs existent depuis un certain temps déjà, et vous pouvez probablement en trouver dans certains appareils technologiques qui sont déjà en votre possession, tels que les smartphones. L’intégration des ASICs dans l’univers des crypto monnaies est en revanche relativement nouvelle puisque les crypto monnaies et le minage ont émergé il y a peu de temps finalement. Les premiers ASICs dédiés au minage de Bitcoins ont ainsi été vendus en 2013 et, depuis lors, des ASICs spécialisés ont été conçus pour d’autres crypto monnaies telles que le Litecoin ou Dash qui fait partie des cryptos à forte confidentialité les plus prometteuses. Le problème peut être posé de la sorte : si la crypto monnaie fait bouger le secteur financier, les ASICs font bouger le secteur de la crypto monnaie.

En très peu de temps, les ASICs ont complètement transformé la sécurisation et la fiabilisation de la Blockchain en une industrie à partie entière. Cette industrie se révélant particulièrement gourmande en énergie électrique ce qui fait même dire à certains qu’il s’agirait du talon d’Achille du Bitcoin. Construire son propre ASIC dédié au minage reste dans le domaine du possible mais cela reste très compliqué. En effet, il faudra non seulement développer des logiciels particuliers (ou recourir à un assemblage de logiciels préprogrammés) mais aussi assembler le matériel nécessaire.

Des installations de minage (ce que l’on appelle souvent des rigs dans le milieu) vont être spécialisées sur certaines crypto monnaies afin de maximiser leur efficacité. Néanmoins, on peut considérer que tout rig de minage conçu pour miner des Bitcoins peut être exploité pour miner d’autres crypto monnaies reposant sur les mêmes mécanismes de cryptographie que la Blockchain Bitcoin. En d’autres termes, un matériel de minage basé sur l’Algorithme de Hash SHA-256, tel que Antminer, sera capable de miner toutes les crypto monnaies utilisant le SHA-256 comme le Bitcoin ou le Litecoin. Il y a donc des économies à réaliser avec un même matériel de minage ASIC en se diversifiant.

Les ASICs ciblent une seule tâche

Une comparaison directe entre les processeurs, les GPUs (les cartes graphiques pour ordinateurs) et les ASICs est difficile puisque les CPUs et les GPUs peuvent techniquement être considérés comme une sorte d’ASIC. La principale différence entre un ASIC dédié au minage et un CPU ou un GPU tient au fait que l’ASIC dédié au minage ne dispose pas de toutes les capacités supplémentaires qui rendent les processeurs et les cartes graphiques si polyvalents. Il est ainsi impossible d’exécuter un système d’exploitation complet ou de jouer à un jeu vidéo sur un ASIC Bitcoin car la puce est censée ne faire qu’une seule chose : réaliser des calculs bien spécifiques pour miner du Bitcoin.

L’efficacité des ASICs dédiés au minage est ainsi maximisée car toutes les ressources informatiques disponibles sont optimisées en vue d’accomplir une seule tâche bien définie. Un ASIC pour le minage va donc utiliser toutes ses capacités pour miner ne laissant aucune autre puissance de calculs au repos.

Le minage désigne donc un processus de calcul intensif consommant énormément de ressources et qui consiste essentiellement à deviner un nombre qui aboutit à la solution souhaitée lorsqu’il est connecté à un Algorithme de Hachage. La valeur trouvée va permettre de résoudre l’équation mathématique associée à un bloc de données contenant des transactions dans la crypto monnaie cible et d’ajouter le bloc à la Blockchain. Le mineur recevant alors une récompense en crypto monnaie pour son travail. Ces algorithmes basés sur le hachage sont appelés algorithmes de la Proof of Work (ou Preuve de Travail en Français).

Comment fonctionnent les ASICs ?

Maintenant que vous savez un peu mieux ce que sont les ASICs, nous allons pouvoir découvrir comment ils fonctionnent et agissent. Ne vous inquiétez pas, nous ne serons pas trop technique dans ce qui suit.

Pour faire simple, le minage est un processus exécutant des calculs compliqués afin de rechercher un nombre spécifique. Le matériel de minage, que ce soit des ASICs dédiés au minage ou un rig de GPUs dédiés au minage, va réaliser de très nombreux calculs avant de trouver le nombre solution de la fonction de hachage. Dans les systèmes basés sur la Preuve de Travail, tels que le Bitcoin, le premier à trouver le nombre va recevoir le bloc récompense et notifier le reste du réseau qu’il est temps d’arrêter de travailler sur la résolution de ce hash particulier. Ils peuvent alors passer à la validation du bloc suivant en attente sur le réseau.

A l’heure actuelle, de nombreuses personnes et de puissants systèmes informatiques essaient de miner du Bitcoin. Afin d’être toujours plus compétitifs, certaines personnes se réunissent désormais en groupes de minages également appelés "mining pools". Le but étant de mettre en commun leur puissance de calculs afin d’avoir plus de chances de trouver la solution à la fonction de hachage.

Fort logiquement, les mineurs gagnent plus d’argent s’ils ont un matériel plus puissant. C’est pourquoi les personnes qui en ont les moyens choisissent en priorité du matériel de minage ASIC. En effet, cela leur donne les meilleures chances de gagner de la crypto monnaie en échange de leur investissement initial. Chaque crypto monnaie a son propre Algorithme de Hachage cryptographique et les ASICs dédiés au minage vont être optimisés pour un algorithme spécifique. Néanmoins, il est possible d’optimiser l’utilisation de son matériel ASIC puisqu’en s’équipant en ASIC Bitcoin, il sera possible de miner efficacement toutes les autres crypto monnaies utilisant l’Algorithme de Hachage SHA-256 sur lequel s’appuie la Blockchain Bitcoin. Des économies d’échelle sont donc envisageables.

Conclusion

Volontairement, ce gros plan sur le matériel de minage ASIC n’aura pas été trop technique. Cependant, il aura permis de mettre en avant ce que sont les ASICs pour les crypto monnaies et pourquoi ils font fureur actuellement. Comprendre plus finement le fonctionnement des ASICs n’est pas réellement indispensable du point de vue des crypto investisseurs mais il est toujours intéressant d’avoir une vision plus complète du fonctionnement d’une technologie (au moins au niveau macro) avant d’y investir. C’est maintenant chose faite !