Defintion

Un GPU, ou processeur graphique, est une composante matérielle d’un ordinateur conçue pour fournir une puissance de calcul élevée, particulièrement adapté au traitement d’une grande quantité de petits calculs très précis. En effet, un GPU utilise ainsi un mécanisme de parallélisation des calculs qui lui permet d’exécuter simultanément un très grand nombre d’opérations. À l’origine, les GPU servent principalement au calcul de rendus graphiques dans des applications exigeantes, comme des jeux vidéo ou des logiciels de modélisation 3D, domaines où de nombreux calculs doivent être effectués simultanément.

Depuis plusieurs années, et avec l’apparition des crypto-actifs, cette puissance de calcul a été réorientée vers d’autres usages, notamment la sécurisation des chaînes de blocs fonctionnant selon un mécanisme de preuve de travail (PoW). Dans ce type de protocole, la sécurisation du réseau repose sur la résolution (exécution) répétée d’une fonction cryptographique (par exemple SHA-256 dans le cas de Bitcoin). Les mineurs testent, grâce à la puissance de calcul d’un GPU, un grand nombre d’entrées possibles (nonces) et cherchent à produire une solution cryptographique (hash) suffisamment faible pour être inférieure à une valeur-cible définie au préalable par le protocole. Les processeurs graphiques constituent ainsi un moyen accessible d’obtenir une puissance de calcul suffisante pour exécuter ces opérations de manière efficace. Les mineurs utilisent donc des GPU pour calculer ces fonctions cryptographiques, sécuriser une chaîne de blocs et, en retour, obtenir des récompenses sous forme de crypto-actifs.

Pourquoi les GPUs ne sont plus utilisés

Bien que polyvalents et relativement simples d’accès, les GPUs présentent plusieurs limites structurelles dans le contexte du minage. En effet, leur architecture, conçue initialement pour le rendu graphique de logiciel, permet un parallélisme massif, mais au prix d’une consommation énergétique élevée par unité de calcul. Dans le cadre de la preuve de travail, où la rentabilité dépend principalement du coût de l’électricité et du nombre de hash produits par joule consommé, les GPUs offrent un rendement nettement inférieur à celui de matériel spécialisé. De plus, leur polyvalence implique qu’une partie de leurs circuits internes reste inutilisée dans le minage, réduisant davantage leur efficacité réelle. Ces contraintes énergétiques et architecturales ont rapidement montré les limites du GPU comme solution de long terme pour le minage intensif sur des chaînes concurrentielles. Un nouveau type de matériel a ainsi fait son entrée dans le domaine.

Cas des ASICs de minage

L’utilisation de processeurs graphiques (GPU) pour miner a rapidement montré ses limites, notamment en raison de leur consommation énergétique élevée et de leur polyvalence, qui les empêche d’être entièrement optimisés pour un seul type de calcul. Cette situation a conduit à l’émergence d’une nouvelle catégorie de matériel spécialement conçue pour le minage, que l’on appelle les ASIC (Application-Specific Integrated Circuits). Un ASIC est un circuit intégré fabriqué pour exécuter une tâche unique avec une efficacité extrême. Dans le contexte du minage, cela signifie qu’un ASIC est conçu pour calculer exclusivement un algorithme cryptographique donné, par exemple SHA-256 pour Bitcoin, à une vitesse bien supérieure à celle d’un GPU, tout en consommant beaucoup moins d’énergie par unité de calcul.

À titre de comparaison, l’Antminer S21 (dernière génération d’ASICs en date) peut atteindre environ 200 TH/s sur l’algorithme SHA-256, tandis qu’une carte RX 6600 produit seulement 30MH/s sur le même algorithme de minage. Cela représente un écart de performance de x6000, ce qui montre l’ampleur de l’avantage des ASICs par rapport aux GPUs dans ce contexte.

Cette spécialisation radicale a profondément transformé le paysage du minage. Là où un GPU pouvait effectuer des tâches variées (rendu graphique, calcul scientifique, intelligence artificielle), un ASIC de minage ne peut accomplir qu’une seule tâche, exécuter son algorithme de hachage dédié. Cette limitation fonctionnelle est compensée par une performance incomparable. En effet, un ASIC moderne peut réaliser plusieurs centaines de milliers de milliards d’itérations d’une fonction de hachage par seconde, ce qui dépasse de plusieurs ordres de grandeur les capacités d’un GPU. Cette rupture technologique a rendu le minage sur GPU progressivement obsolète.

Conversion de l’utilisation des GPUs

Contrairement aux ASICs, qui sont irréversiblement liés à un seul algorithme, les GPUs conservent une grande polyvalence après leur utilisation dans le minage. Lorsque le minage devient non rentable, ces cartes peuvent être réorientées vers d’autres usages à forte intensité computationnelle, notamment le calcul scientifique, les simulations parallèles ou l’apprentissage profond. Cette flexibilité a permis à de nombreuses fermes de minage de réaffecter leur matériel à des tâches liées à l’intelligence artificielle. La polyvalence des GPU constitue ainsi un avantage stratégique important, en permettant une transition rapide vers des domaines en forte croissance, contrairement aux ASICs qui deviennent pratiquement inutilisables hors de leur contexte d’origine.

Conclusion

En résumé, les GPU ont constitué une étape essentielle dans l’histoire du minage, mais leurs limites énergétiques et architecturales ont rapidement été dépassées par l’efficacité des ASICs, devenus la norme sur les chaînes de blocs à preuve de travail. Si les ASICs surpassent largement les GPU en puissance de calcul, leur spécialisation extrême les rend inutilisables en dehors du minage, tandis que les GPU conservent une valeur résiduelle élevée grâce à leur polyvalence, notamment dans les domaines du calcul scientifique et de l’intelligence artificielle.