L'essor des ASIC : une histoire étape par étape du minage de Bitcoin

Au cours de la dernière décennie, les machines qui maintiennent le réseau Bitcoin ont connu un développement technologique rapide.

L’équipement minier est un élément fondamental du succès du réseau Bitcoin , car ces machines déterminent s’il est rentable ou non pour les mineurs de faire ce qu’ils font, c’est-à-dire traiter les calculs nécessaires pour intégrer des blocs de transactions sur la blockchain.

Bien que quelque peu négligée, l’histoire deBitcoinL'équipement minier est également un facteur clé expliquant pourquoi l'activité minière est devenue, au fil des ans, une industrie de plusieurs milliards de dollars. L'industrie minière continue d'évoluer aujourd'hui, même si certains signes indiquent un ralentissement de son développement.

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Ci-dessous, nous examinons l’histoire complète de la Technologies d’extraction de Bitcoin et la direction que pourraient prendre les innovations.

Extraction de CPU

Le 3 janvier 2009, le créateur pseudonymeSatoshi Nakamoto Il a miné le premier bloc de Bitcoin . Seul mineur sur le réseau Bitcoin à l'époque, Nakamoto n'avait T besoin d'équipement spécialisé pour lancer la blockchain Bitcoin . Il a pu créer des blocs de Bitcoin à l'aide d'un ordinateur personnel classique.

Les ordinateurs utilisés pour naviguer sur Internet, lancer Microsoft Word et d'innombrables autres applications contiennent tous ce que l'on appelle une unité centrale de traitement (UC). Ces appareils contrôlent le traitement et l'exécution des commandes sur un ordinateur. En raison de l'absence de concurrence entre les mineurs aux débuts du bitcoin, l'énergie de calcul nécessaire à la création de nouveaux blocs et à l'obtention de récompenses de minage pouvait facilement être traitée par des unités centrales.

Le matériel nécessaire pour extraire de nouvelles pièces a évolué au fil du temps à mesure que de nouveaux mineurs ont rejoint le réseau Bitcoin et ont commencé à concourir pour les récompenses de bloc.

Exploitation minière GPU et FPGA

La première innovation majeure dans le matériel de minage de Bitcoin est apparue peu de temps après l’établissement d’une valeur marchande pour le Bitcoin .

Le 22 mai 2010, le programmeur informatique Laszlo Hanyecz a payé10 000 BTC Pour deux pizzas Papa John's. Les pizzas valaient environ 25 $. Selon le fournisseur de données sur les Cryptomonnaie Coin Metrics, le cours du Bitcoin a ensuite augmenté en juillet pour atteindre environ 8 cents. Lorsque le cours du Bitcoin a atteint 10 cents en octobre 2010, le premier dispositif de minage exploitant des processeurs graphiques (GPU) a été développé.

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Contrairement aux processeurs, les GPU sont optimisés pour effectuer un nombre restreint de tâches de calcul. Conçus à l'origine pour les applications de jeu, les GPU excellent dans le traitement d'opérations mathématiques simples en parallèle, plutôt qu'une par une , afin de générer des milliers de pixels d'image sensibles au temps. Ces appareils peuvent également être reprogrammés pour effectuer d'autres opérations mathématiques, comme celles nécessaires au minage de nouveaux Bitcoin.

L'innovation du minage par GPU, c'est-à-dire le minage de Bitcoin sur un GPU, a permis de produire des blocs de Bitcoin et d'obtenir des récompenses en blocs environ six fois plus efficacement, selon une analyse réalisée par Josh Metnick, PDG du cabinet de conseil en minage Navier. Grâce à ces gains d'efficacité, un GPU moyen coûte seulement deux fois plus cher qu'un CPU moyen.

Ces gains d’efficacité ont été rapidement éclipsés l’année suivante, en 2011, lorsque les réseaux de portes programmables sur site (FPGA) ont également été remodelés pour extraire du Bitcoin.

Selon les calculs de Metnick, les FPGA sont capables d'effectuer les opérations mathématiques nécessaires au minage de Bitcoin deux fois plus vite que les GPU les plus performants. Cependant, leur fabrication est plus exigeante en main-d'œuvre. Les FPGA nécessitent une configuration logicielle et matérielle, ce qui signifie qu'ils doivent être programmés pour exécuter du code personnalisé et conçus pour l'exécuter efficacement. C'est la possibilité d'ajuster les composants matériels d'un FPGA qui rend ces types de dispositifs mieux optimisés pour le minage de Bitcoin qu'un GPU.

Exploitation minière ASIC

La troisième innovation majeure dans le minage de Bitcoin a probablement nécessité le plus de ressources, de temps et de développement. Plutôt que de réutiliser les paramètres logiciels et matériels des machines existantes, les efforts visant à créer une machine entièrement nouvelle, dédiée uniquement au minage de Bitcoin , ont finalement porté leurs fruits. En 2013, un fabricant chinois de matériel informatique, appelé Canaan Créatif a publié le premier ensemble de circuits intégrés spécifiques à une application (ASIC) pour l'extraction de Bitcoin .

Contrairement aux CPU, GPU et FPGA, ces dispositifs ont été conçus dès le départ pour miner des Bitcoin. Cela signifie que tous les composants matériels et logiciels de ces ASIC étaient pré-conçus et optimisés pour effectuer strictement les calculs nécessaires à la création de nouveaux blocs de Bitcoin . Les gains d'efficacité des ASIC ne pouvaient être égalés par aucun des dispositifs plus polyvalents qui les ont précédés.

Alors que Canaan Creative a été le premier fabricant d'ASIC Bitcoin , d'autres tels que Bitmain et MicroBT De nouvelles versions de dispositifs de minage de Bitcoin ASIC, dotés d'un matériel de plus en plus sophistiqué, ont également été développées. ONEune des avancées les plus notables de la Technologies de minage ASIC depuis 2013 a été la réduction constante de la taille des puces. La taille des puces ASIC, initialement de 130 nm en 2013, a considérablement diminué pour atteindre 7 nm. dans les derniers modèles de matériel.

Sans une nouvelle Technologies révolutionnaire et radicale, les mineurs de Bitcoin cesseront bientôt de rivaliser principalement sur la base du matériel et de l’équipement, comme ce fut le cas au cours de la dernière décennie.

L'importance de la taille de la puce se reflète dans l'efficacité du minage. Plus la surface d'une puce ASIC est large, plus ses canaux de communication sont larges et, par conséquent, plus la transmission des données à sa surface nécessite d'électricité. Selon les calculs de Metnick, un dispositif de minage de Bitcoin ASIC est aujourd'hui 100 milliards de fois plus rapide qu'un processeur moyen en 2009.

Rakesh Kumar, professeur associé de génie électrique et informatique à l'Université de l'Illinois, estime qu'un facteur déterminant de l'évolution du matériel de minage depuis la création du bitcoin a été la hausse de sa valeur en Bitcoin, qui a fait du minage une activité de plus en plus lucrative. Plus la valeur marchande des récompenses par bloc est élevée, plus les innovations Technologies de minage sont rentables, ce qui augmente les marges bénéficiaires des mineurs tout en réduisant les coûts d'exploitation.

L'avenir du minage de Bitcoin

Depuis 2015, la réduction de la taille des puces dans les dispositifs de minage de Bitcoin ASIC a été plus lente et moins spectaculaire qu'en 2013 et 2014. De plus, depuis le premier mineur ASIC de Bitcoin, il n'y a pas eu de nouvelle Technologies permettant de faire un bond en avant en matière d'efficacité de minage, de la même manière que le minage GPU l'a fait pour le minage CPU ou le minage FPGA pour le minage GPU.

« Nous atteignons des limites fondamentales », a déclaré Kumar. « C'est un problème qui touche l'ensemble du secteur, pas seulement le minage de Bitcoin, mais toute l'industrie des semi-conducteurs… Nous avons besoin d'un nouveau type d'appareil. »

Sans une Technologies radicalement nouvelle et révolutionnaire, les mineurs de Bitcoin cesseront bientôt de se concurrencer principalement sur la base du matériel et des équipements, comme ce fut le cas ces dix dernières années. Si le matériel de minage de Bitcoin se banalise et que les gains d'efficacité d' un modèle diffèrent légèrement de ceux d'un modèle plus récent, les mineurs seront contraints d'envisager d'autres domaines pour acquérir un avantage concurrentiel. Ces innovations pourraient concerner l'approvisionnement énergétique, la planification financière, voire la diversification des produits.

Si l'évolution du matériel de minage de Bitcoin a historiquement permis d'importants gains d'efficacité pour les mineurs, ce ne sera peut-être plus le cas à l'avenir, d'autant plus que les innovations technologiques matérielles se font de plus en plus rares. La concurrence pour les récompenses de minage de Bitcoin continuera de stimuler l'évolution technologique. Cependant, on ignore encore quelle sera la prochaine avancée majeure dans le Technologies du minage.