Efficacité minière : qu'est-ce que c'est et comment la mesurer ?

1. Définition de l’efficacité minière

L’efficacité du minage de crypto-monnaie fait généralement référence au résultat obtenu par unité d’entrée dans le processus de minage. En termes plus simples, il mesure la quantité de cryptomonnaie ou de profit qui peut être générée en consommant une certaine quantité de ressources (par exemple, l’électricité ou la puissance de calcul). Ce concept évalue le rapport entre les intrants et les extrants dans le secteur minier : l'intrant comprend les coûts de l'électricité, la puissance de calcul du matériel, etc., tandis que le extrant est la quantité ou la valeur des pièces extraites. Plus l'efficacité du minage est élevée, plus il est possible d'extraire de pièces ou plus le rendement obtenu avec la même quantité de ressources est élevé, améliorant ainsi la rentabilité du minage.

2. Indicateurs clés

L'efficacité du minage implique plusieurs mesures techniques qui, ensemble, déterminent les performances et l'efficacité du dispositif de minage :

Taux de hachage: Le taux de hachage indique le nombre de calculs de hachage (tentatives de résolution du puzzle) qu'un mineur peut effectuer par seconde, généralement mesuré en hachages par seconde (H/s). Pour le minage de Bitcoin, le TH/s (trillions de hachages par seconde) est couramment utilisé. Plus le taux de hachage est élevé, plus il y a de tentatives dans un temps donné et plus la probabilité de trouver un bloc valide est élevée. Cependant, un taux de hachage plus élevé s’accompagne souvent d’une consommation d’énergie plus élevée. La consommation d’énergie doit donc également être prise en compte pour évaluer l’efficacité.
Consommation d'énergie: La consommation d'énergie fait référence à la quantité d'électricité (mesurée en watts, W) utilisée par le mineur lorsqu'il fonctionne. La consommation d’énergie affecte directement les coûts miniers, l’électricité étant l’une des principales dépenses. La consommation électrique et le taux de hachage sont évalués ensemble : si deux mineurs ont le même taux de hachage, celui qui consomme le moins d'énergie est plus économe en énergie et plus rentable.
Ratio d'efficacité énergétique (J/TH): Souvent exprimé en joules par terahash, c’est l’un des indicateurs les plus cruciaux de l’efficacité d’un mineur. Il reflète la quantité d’énergie consommée par unité de taux de hachage. Il est calculé en divisant la consommation électrique par le taux de hachage du mineur. Par exemple, un mineur consommant 3 250 W à 110 TH/s a une efficacité d’environ 29,5 J/TH. Un nombre inférieur indique une efficacité plus élevée (c'est-à-dire moins de joules consommés par hachage). Un mineur avec 20 J/TH est deux fois plus économe en énergie qu’un mineur avec 40 J/TH.

Ces dernières années, l’efficacité matérielle (J/TH) dans le minage de Bitcoin s’est considérablement améliorée. D'environ 89 J/TH en 2018, l'efficacité s'est progressivement améliorée jusqu'à environ 33 J/TH en 2023, ce qui signifie que la quantité d'énergie utilisée par terahash a diminué d'environ 60 %. Cela met en évidence les progrès technologiques rapides dans le matériel minier pour améliorer l’efficacité globale.

3. Principaux facteurs affectant l'efficacité minière

Plusieurs facteurs affectent l’efficacité minière réelle que les mineurs peuvent atteindre :

Performances et types du matériel: La conception et le matériel du dispositif minier lui-même déterminent son efficacité. Les mineurs ASIC modernes sont bien plus efficaces que les anciennes approches de minage CPU ou GPU. Les appareils les plus récents utilisent des processus et des architectures avancés de fabrication de puces pour fournir des taux de hachage plus puissants avec une consommation d'énergie inférieure. Certains appareils de nouvelle génération peuvent atteindre environ 20 J/TH, voire moins, alors que les modèles plus anciens d'il y a seulement quelques années auraient pu nécessiter 80 à 100 J/TH. Ainsi, la génération de matériel est un facteur primordial : la mise à niveau vers des appareils plus efficaces peut améliorer considérablement à la fois l’efficacité et la rentabilité du minage.
Coûts énergétiques: Les prix de l’électricité ont un impact massif sur la rentabilité minière. Même si un mineur est très efficace en termes de matériel, les tarifs d’électricité élevés peuvent éroder ou éliminer les bénéfices. En règle générale, les coûts de l’électricité représentent la plus grande partie des dépenses d’exploitation du secteur minier. Par conséquent, les mineurs privilégient souvent les régions où les tarifs d’électricité sont bas ou utilisent des sources d’énergie renouvelables ou excédentaires. Le même mineur situé dans une zone avec une électricité à 0,05 $/kWh sera bien plus rentable que dans une zone facturant 0,15 $/kWh. Par conséquent, le prix de l’électricité et la stabilité de l’approvisionnement affectent directement l’efficacité minière réelle (rentabilité par unité de production).
Difficulté du réseau et concurrence: Les blockchains ajustent périodiquement la difficulté du minage pour maintenir un taux de production de blocs constant. À mesure que de plus en plus de mineurs se joignent et que le taux de hachage total du réseau augmente, la difficulté du réseau augmente, réduisant ainsi la quantité de pièces qu'un seul mineur peut produire dans un temps donné. Même si l’efficacité d’un mineur reste constante, une difficulté accrue réduit le rendement par unité de taux de hachage. Cela pousse les mineurs à améliorer continuellement leurs équipements pour rester compétitifs. De plus, les réductions de récompenses en bloc (telles que la réduction de moitié du Bitcoin) et les fluctuations du prix des pièces affectent également les revenus miniers. Ainsi, les conditions globales du réseau (difficulté, prix des pièces, taux de récompense) sont des facteurs externes importants dans l’efficacité du minage.
Autres facteurs: L'environnement opérationnel et la gestion influencent également l'efficacité. Un refroidissement adéquat empêche les mineurs de surchauffer et de ralentir, les aidant ainsi à maintenir une efficacité maximale. La structure tarifaire et la stabilité du pool affectent les revenus finaux (l'utilisation efficace des hachages soumis), et les taux de maintenance et de panne des équipements affectent la disponibilité. Si les mineurs se déconnectent fréquemment ou subissent des fluctuations du taux de hachage, l’efficacité moyenne en souffre.

4. Stratégies pour améliorer l'efficacité minière

En gardant à l’esprit les facteurs ci-dessus, les mineurs et les fermes minières peuvent prendre diverses mesures pour accroître leur efficacité :

Utilisez du matériel minier à haute efficacité: La mise à niveau vers des appareils de dernière génération offrant une meilleure efficacité énergétique est le moyen le plus direct d’augmenter l’efficacité globale. Les mineurs ASIC avancés produisent des taux de hachage plus élevés tout en consommant moins d’énergie. Bien que le nouveau matériel puisse être coûteux, le J/TH inférieur réduit finalement le coût d’extraction de chaque pièce. Les mineurs doivent garder un œil sur les nouvelles versions et remplacer les appareils plus anciens par des modèles plus efficaces lorsque cela est économiquement viable.
Optimiser les coûts d'électricité: Recherchez des sources d’électricité stables et peu coûteuses pour réduire les frais généraux. Les mineurs à grande échelle s’implantent souvent dans des zones où l’électricité est bon marché ou s’associent à des centrales électriques pour utiliser l’énergie excédentaire. Par exemple, l’utilisation de l’hydroélectricité, de l’énergie éolienne ou d’autres énergies renouvelables peut réduire considérablement les dépenses en électricité. Travailler en dehors des heures de pointe ou utiliser la chaleur résiduelle pour le chauffage peut améliorer la consommation globale d’énergie, réduisant ainsi le coût de production par pièce.
Améliorer le refroidissement et les économies d'énergie: Une conception de refroidissement efficace et un contrôle environnemental permettent aux mineurs de fonctionner au mieux. Des températures élevées peuvent entraîner une limitation, une efficacité moindre ou des dommages matériels. Les fermes minières utilisent souvent une ventilation forcée, un refroidissement par eau ou un refroidissement par immersion pour maintenir les plates-formes au frais, stabilisant ainsi les taux de hachage et améliorant l'efficacité énergétique. Certains nouveaux mineurs utilisent un refroidissement par eau ou moins de ventilateurs pour améliorer la dissipation thermique et réduire la consommation d'énergie. L'entretien de routine, le nettoyage et le remplacement des ventilateurs ou des blocs d'alimentation vieillissants sont également cruciaux pour maintenir l'efficacité à long terme.
Adoptez des algorithmes et des logiciels optimisés: Les optimisations au niveau logiciel peuvent également améliorer l'efficacité. Par exemple, l'utilisation d'un logiciel ou d'un micrologiciel d'exploitation minière haute performance et la mise en œuvre d'algorithmes optimisés peuvent soit augmenter le taux de hachage, soit réduire la consommation d'énergie. Certains micrologiciels tiers peuvent underclocker les mineurs ASIC pour réduire la consommation. Pour le minage de GPU, l’ajustement des vitesses et des tensions d’horloge ou le réglage des paramètres de l’algorithme peuvent améliorer considérablement le taux de hachage par watt. Garantir des connexions réseau stables et minimiser les partages rejetés améliore encore le rapport entre la puissance de hachage valide et la puissance de hachage totale. Ces synergies matériel-logiciel peuvent aider à extraire une meilleure efficacité des équipements existants.
Planifier les opérations et la maintenance: Un fonctionnement et une gestion intelligents maximisent l’efficacité globale. La surveillance des performances des mineurs en temps réel permet un dépannage rapide et réduit les temps d'arrêt ; planifier les opérations pour capitaliser sur les fluctuations des tarifs d’électricité ; et le retrait des machines moins efficaces en période de ralentissement du marché contribuent tous à de meilleurs rendements. L'itération et l'amélioration continues, permettant de maintenir la flotte minière dans sa meilleure configuration, garantissent une efficacité élevée et soutenue sur le long terme.

5. Mineurs courants à haute efficacité et comparaison des performances

Plusieurs mineurs ASIC à haut rendement sont actuellement disponibles sur le marché. Vous trouverez ci-dessous des exemples de modèles représentatifs avec des paramètres tels que le taux de hachage et l'efficacité (consommation d'énergie), à titre de comparaison :

Bitmain Antminer S21: Environ 200 TH/s, environ 3 500 W de consommation électrique et environ 17,5 J/TH. Lancé fin 2023, il offre une amélioration substantielle de l’efficacité par rapport à la génération précédente S19.
Bitmain Antminer S21 Pro: Jusqu'à 234 TH/s avec un rendement énergétique d'environ 15,0 J/TH. Il s'agit d'une mise à niveau du S21, offrant des taux de hachage plus élevés à des niveaux de puissance comparables, ce qui en fait l'un des plus performants en matière d'efficacité énergétique.
Bitmain Antminer S21 XP: Jusqu'à 270 TH/s, réduisant encore le rendement à environ 13,5 J/TH. Cela établit une nouvelle référence pour les plates-formes minières refroidies par air. En comparaison, l'ancien Antminer S19 XP offre 140 TH/s à environ 21,5 J/TH, ce qui indique que le nouveau modèle est plus de 30 % plus efficace.
Bitdeer SEALMINER A2 Pro: Cette gamme à haut rendement est disponible en versions refroidies par air et par liquide. Le modèle refroidi par air produit environ 255 à 270 TH/s, consommant environ 3 790 à 4 050 W (environ 14,9 J/TH). La version refroidie par liquide peut dépasser 500 TH/s à 7 450–7 900 W, également environ 14,9 J/TH. Ceux-ci démontrent l’efficacité compétitive des fabricants émergents.
MicroBT Whatsminer M60S+: Environ 212 TH/s, environ 3 600 W et ~17 J/TH. En tant que produit phare de la série M60, qui utilise la technologie des puces 5 nm, il atteint moins de 20 J/TH, bien devant la génération M50 précédente (environ 29 J/TH).
Canaan AvalonMiner A1566: Environ 185 TH/s à environ 3 420 W, soit environ 18,5 J/TH. Sorti en 2024, il s’agit du modèle le plus efficace de Canaan à ce jour, marquant un bond notable par rapport à ses versions précédentes.

Les principaux mineurs d’aujourd’hui atteignent généralement environ 15 J/TH, voire moins. Lors de la sélection d'un mineur, les opérateurs doivent tenir compte du budget, des prix de l'électricité et de l'échelle opérationnelle, ainsi que du taux de hachage, de la consommation d'énergie et de l'efficacité énergétique globale. En associant du matériel minier à haute efficacité aux stratégies d'optimisation décrites ci-dessus, les mineurs peuvent maximiser le retour sur leurs ressources et rester compétitifs dans le monde dynamique du minage de crypto-monnaie.

Références

D-Central：《Comprendre la dynamique énergie-hashrate dans le minage de Bitcoin》d-central.tech d-central.tech
Bitdeer：《Combien de temps faut-il pour extraire un Bitcoin ?》bitdeer.com
Compass Mining：《Pourquoi les coûts énergétiques et l'efficacité de la flotte minière sont cruciaux pour les mineurs de Bitcoin》education.compassmining.io education.compassmining.io
CoinDesk：《L'efficacité des machines d'extraction de Bitcoin a doublé en cinq ans》coindesk.com
EZ Blockchain：《Comment choisir l'équipement minier Bitcoin 2024》ezblockchain.net ezblockchain.net
Investing.com Financial News：《Bitdeer lance la nouvelle série SEALMINER A2 Pro de mineurs de Bitcoin》cn.investing.com