TL; DR: Ethereum จะใช้พลังงานน้อยลงอย่างน้อย ~99.95% หลังการรวม
Ethereum กำลังจะเสร็จสิ้นการเปลี่ยนผ่านไปสู่ Proof-of-Stake ในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า ซึ่งนำมาซึ่งการปรับปรุงมากมายที่ได้รับการตั้งทฤษฎีมานานหลายปี แต่ตอนนี้ Beacon chain ทำงานมาได้สองสามเดือนแล้ว เราก็สามารถเจาะลึกตัวเลขได้จริงๆ ประเด็นหนึ่งที่เรารู้สึกตื่นเต้นที่จะสำรวจเกี่ยวข้องกับการประมาณการการใช้พลังงานใหม่ ในขณะที่เรายุติกระบวนการใช้พลังงานตามมูลค่าของประเทศตามฉันทามติ
ยังไม่มีสถิติที่เป็นรูปธรรมเกี่ยวกับการใช้พลังงาน (หรือแม้แต่ฮาร์ดแวร์ที่ใช้) ณ ขณะนี้ ดังนั้นสิ่งที่ตามมาคือการประมาณค่าการใช้พลังงานในอนาคตของ Ethereum
เนื่องจากมีคนจำนวนมากที่ใช้งานเครื่องมือตรวจสอบความถูกต้องหลายตัว ฉันจึงตัดสินใจใช้จำนวนที่อยู่ที่ไม่ซ้ำกันซึ่งทำการฝากเงินเป็นพร็อกซีสำหรับจำนวนเซิร์ฟเวอร์ที่มีอยู่ในปัจจุบัน ผู้เดิมพันจำนวนมากอาจใช้ที่อยู่ eth1 หลายแห่ง แต่ส่วนใหญ่จะยกเลิกกับที่อยู่ที่มีการตั้งค่าซ้ำซ้อน
ในขณะที่เขียน มีผู้ตรวจสอบความถูกต้อง 140,592 รายจากที่อยู่ที่ไม่ซ้ำกัน 16,405 แห่ง เห็นได้ชัดว่าสิ่งนี้เบี่ยงเบนไปอย่างมากจากการแลกเปลี่ยนและบริการการปักหลัก ดังนั้นการลบออกทำให้ผู้ตรวจสอบความถูกต้อง 87,897 รายถูกสันนิษฐานว่าเป็นการปักหลักจากที่บ้าน จากการตรวจสอบความมีสติ นี่หมายความว่าเจ้าบ้านโดยเฉลี่ยใช้งานเครื่องมือตรวจสอบความถูกต้อง 5.4 ซึ่งดูเหมือนว่าจะเป็นการประมาณการที่สมเหตุสมผลสำหรับฉัน
ข้อกำหนดด้านพลังงาน
ต้องใช้พลังงานเท่าใดในการรันโหนดบีคอน (BN), ไคลเอนต์ตรวจสอบความถูกต้อง 5.4 (VC) และโหนดเต็ม eth1 โดยใช้การตั้งค่าส่วนตัวของฉันเป็นฐาน ก็ประมาณ 15 วัตต์ Joe Clapis (ผู้พัฒนา Rocket Pool) เพิ่งรัน VC 10 ตัว, Nimbus BN และโหนดเต็ม Geth จากแบตเตอรีแบตเตอรี USB 10Ah เป็นเวลา 10 ชั่วโมง ซึ่งหมายความว่าการตั้งค่านี้จะมีค่าเฉลี่ย 5W ไม่น่าเป็นไปได้ที่ผู้เดิมพันโดยเฉลี่ยจะใช้การตั้งค่าที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีที่สุด ดังนั้นขอเรียกมันว่า 100W ทั้งหมดเลยดีกว่า
การคูณสิ่งนี้ด้วยเครื่องมือตรวจสอบความถูกต้อง 87,000 รายการจากเมื่อก่อนหมายความว่าผู้ที่เดิมพันที่บ้านกิน ~ 1.64 เมกะวัตต์ การประมาณพลังงานที่ใช้โดยผู้เดิมพันที่ถูกคุมขังนั้นยากขึ้นเล็กน้อย โดยพวกเขาจะรันไคลเอนต์ตรวจสอบความถูกต้องหลายหมื่นเครื่องพร้อมระบบสำรองและสำรองข้อมูล
เพื่อให้ชีวิตง่ายขึ้น สมมติว่าพวกเขาใช้ 100W ต่อเครื่องมือตรวจสอบความถูกต้อง 5.5 ตัว จากทีมงานโครงสร้างพื้นฐานที่ฉันได้พูดคุยด้วย นี่คือก ทั้งหมด เกินประมาณการ คำตอบที่แท้จริงคือน้อยกว่าประมาณ 50 เท่า (และหากคุณเป็นทีมดูแลการเดิมพันที่ใช้มากกว่า 5W/ เครื่องมือตรวจสอบความถูกต้อง โปรดติดต่อฉัน ฉันแน่ใจว่าฉันสามารถช่วยคุณได้)
โดยรวมแล้ว Proof-of-Stake Ethereum จึงกินพลังงานประมาณ 2.62 เมกะวัตต์ นี่ไม่ได้วัดตามขนาดของประเทศ จังหวัด หรือแม้แต่เมือง แต่วัดจากเมืองเล็กๆ (ประมาณ 2,100 หลังคาเรือนในอเมริกา)
สำหรับการอ้างอิง ปัจจุบันฉันทามติ Proof-of-Work (PoW) บน Ethereum ใช้พลังงานเทียบเท่ากับประเทศขนาดกลาง แต่จริงๆ แล้วนี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อรักษาห่วงโซ่ PoW ให้ปลอดภัย ตามชื่อที่แนะนำ PoW บรรลุฉันทามติโดยพิจารณาว่า fork ตัวใดมี “งาน” มากที่สุด มีสองวิธีในการเพิ่มอัตราการ “งาน” ที่กำลังทำอยู่ เพิ่มประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์การขุด และการใช้ฮาร์ดแวร์มากขึ้นในเวลาเดียวกัน เพื่อป้องกันไม่ให้โซ่ถูกโจมตีได้สำเร็จ นักขุดจะต้อง “ทำงาน” ในอัตราที่มากกว่าที่ผู้โจมตีสามารถทำได้ เนื่องจากผู้โจมตีมีแนวโน้มที่จะมีฮาร์ดแวร์ที่คล้ายกัน นักขุดจึงต้องใช้งานฮาร์ดแวร์ที่มีประสิทธิภาพจำนวนมากเพื่อป้องกันไม่ให้ผู้โจมตีทำการขุดนอกสถานที่ และฮาร์ดแวร์ทั้งหมดนี้ใช้พลังงานมาก
ภายใต้ PoW เนื่องจากราคาของ ETH และแฮชเรตมีความสัมพันธ์เชิงบวก ดังนั้นเมื่อราคาเพิ่มขึ้น พลังงานที่ใช้โดยเครือข่ายก็จะสมดุลเช่นกัน ภายใต้ Proof-of-Stake เมื่อราคาของ ETH เพิ่มขึ้น ความปลอดภัยของเครือข่ายก็เช่นกัน (มูลค่าของ ETH ที่เดิมพันนั้นมีค่ามากกว่า) แต่ความต้องการพลังงานยังคงไม่เปลี่ยนแปลง
การเปรียบเทียบบางอย่าง
การประมาณการ Digiconomist ที่นักขุด Ethereum ในปัจจุบันใช้ 44.49 TWh ต่อปี ซึ่งคิดเป็น 5.13 กิกะวัตต์อย่างต่อเนื่อง ซึ่งหมายความว่า PoS ประหยัดพลังงานได้มากกว่าประมาณ 2,000 เท่า จากการประมาณการแบบอนุรักษ์นิยมข้างต้น ซึ่งสะท้อนถึงการลดการใช้พลังงานทั้งหมดอย่างน้อย 99.95%
หากการใช้พลังงานต่อธุรกรรมมากกว่าความเร็วของคุณ นั่นก็จะอยู่ที่ ~35Wh/tx (เฉลี่ย ~60K fuel/tx) หรือประมาณ 20 นาทีของทีวี ในทางตรงกันข้าม Ethereum PoW ใช้พลังงานเทียบเท่ากับบ้านเป็นเวลา 2.8 วันต่อธุรกรรม และ Bitcoin ใช้พลังงานเท่ากับ 38 วันต่อวัน
มองไปข้างหน้า
แม้ว่า Ethereum จะยังคงใช้ PoW อยู่ในขณะนี้ แต่ก็จะไม่เป็นเช่นนั้นอีกต่อไป ในช่วงไม่กี่สัปดาห์ที่ผ่านมา เราได้เห็นแล้ว การเกิดขึ้นของ testnet แรกสำหรับ การผสานชื่อที่ตั้งให้กับช่วงเวลาที่ Ethereum เปลี่ยนจาก PoW เป็น PoS ทีมวิศวกรหลายทีมกำลังทำงานล่วงเวลาเพื่อให้แน่ใจว่า การผสาน มาถึงโดยเร็วที่สุดและไม่กระทบต่อความปลอดภัย
โซลูชันการปรับขนาด (เช่น การโรลอัพและการแบ่งส่วน) จะช่วยลดพลังงานที่ใช้ต่อธุรกรรมเพิ่มเติมโดยการใช้ประโยชน์จากการประหยัดต่อขนาด
วันที่กระหายอำนาจของ Ethereum ใกล้เข้ามาแล้ว และฉันหวังว่ามันจะเป็นจริงกับส่วนที่เหลือของอุตสาหกรรมเช่นกัน
ขอขอบคุณ Joseph Schweitzer, Danny Ryan, Sacha Yves Saint-Leger, Dankrad Feist และ @phil_eth สำหรับข้อมูลของพวกเขา
