Ethereum sẽ hoàn thành quá trình chuyển đổi sang Proof-of-Stake trong những tháng sắp tới, điều này mang lại vô số cải tiến đã được lý thuyết trong nhiều năm. Nhưng bây giờ chuỗi Beacon đã hoạt động được vài tháng, chúng ta thực sự có thể tìm hiểu các con số. Một lĩnh vực mà chúng tôi hào hứng khám phá liên quan đến các ước tính sử dụng năng lượng mới, khi chúng tôi kết thúc quá trình tiêu tốn năng lượng giá trị của một quốc gia dựa trên sự đồng thuận.
Chưa có bất kỳ số liệu thống kê cụ thể nào về mức tiêu thụ năng lượng (hoặc thậm chí là phần cứng nào được sử dụng), vì vậy, những gì sau đây là ước tính công viên bóng đá về mức tiêu thụ năng lượng trong tương lai của Ethereum.
Vì nhiều người đang chạy nhiều trình xác thực, tôi đã quyết định sử dụng số lượng địa chỉ duy nhất đã gửi tiền làm proxy cho số lượng máy chủ hiện có ngày hôm nay. Nhiều nhà sản xuất có thể đã sử dụng nhiều địa chỉ eth1, nhưng điều này phần lớn loại bỏ những địa chỉ có thiết lập dự phòng.
Tại thời điểm viết bài, có 140.592 trình xác thực từ 16.405 địa chỉ duy nhất. Rõ ràng là điều này bị sai lệch nhiều bởi các sàn giao dịch và các dịch vụ đặt cược, vì vậy việc loại bỏ chúng khiến 87.897 người xác nhận được cho là đang đặt cược từ nhà. Như một kiểm tra sự tỉnh táo, điều này ngụ ý rằng trung bình người thợ làm tại nhà chạy 5,4 trình xác nhận, đây có vẻ như là một ước tính hợp lý đối với tôi.
Yêu cầu về nguồn điện
Cần bao nhiêu năng lượng để chạy một nút báo hiệu (BN), 5,4 máy khách xác thực (VC) và một nút đầy đủ eth1? Sử dụng thiết lập cá nhân của tôi làm cơ sở, nó khoảng 15 watt. Joe Clapis (một nhà phát triển Rocket Pool) gần đây đã chạy 10 VC, một Nimbus BN và một nút đầy đủ Geth trên một ngân hàng pin USB 10Ah trong 10 giờ, có nghĩa là thiết lập này trung bình là 5W. Không có khả năng rằng máy ghi trung bình đang chạy một thiết lập được tối ưu hóa như vậy, vì vậy hãy gọi nó là 100W tất cả.
Nhân điều này với 87k trình xác thực trước đó có nghĩa là các thiết bị gia đình tiêu thụ ~ 1,64 megawatt. Việc ước tính điện năng tiêu thụ bởi các trình tạo giám sát khó hơn một chút, họ chạy hàng chục nghìn trình xác thực khách có dự phòng và sao lưu.
Để làm cho cuộc sống trở nên dễ dàng, chúng ta cũng hãy giả sử rằng họ sử dụng 100W trên 5,5 trình xác nhận. Dựa trên các nhóm cơ cấu chống lại sự tin cậy mà tôi đã nói chuyện, đây là một con số ước tính vượt quá mức tổng thể . Câu trả lời thực sự là ít hơn 50 lần (Và nếu bạn là một nhóm đặt cược giám sát tiêu thụ hơn 5W / trình xác thực, tôi chắc chắn tôi có thể giúp bạn).
Tổng cộng, một Ethereum Proof-of-Stake tiêu thụ một thứ gì đó theo thứ tự 2,62 megawatt. Đây không phải là quy mô của quốc gia, tỉnh, hoặc thậm chí thành phố, mà là của một thị trấn nhỏ (khoảng 2100 ngôi nhà của người Mỹ).
Để tham khảo, sự đồng thuận Proof-of-Work (PoW) trên Ethereum hiện tiêu thụ năng lượng tương đương với một quốc gia quy mô trung bình, nhưng điều này thực sự cần thiết để giữ an toàn cho chuỗi PoW. Như tên cho thấy, PoW đạt được sự đồng thuận dựa trên fork nào có “công việc” được thực hiện nhiều nhất. Có hai cách để tăng tỷ lệ “công việc” được thực hiện, tăng hiệu quả của phần cứng khai thác và sử dụng nhiều phần cứng hơn cùng một lúc. Để ngăn chặn một chuỗi bị tấn công thành công, những người khai thác phải thực hiện “công việc” với tốc độ cao hơn mức mà kẻ tấn công có thể làm. Vì kẻ tấn công có khả năng có phần cứng tương tự, nên những người khai thác phải giữ cho một lượng lớn phần cứng hoạt động hiệu quả để ngăn kẻ tấn công khai thác chúng và tất cả phần cứng này sử dụng rất nhiều năng lượng.
Theo PoW, vì giá ETH và hashrate có tương quan thuận. Do đó, khi giá tăng, ở trạng thái cân bằng, điện năng tiêu thụ của mạng cũng tăng theo. Theo Proof-of-Stake, khi giá ETH tăng lên, tính bảo mật của mạng cũng tăng theo (giá trị của ETH đang đặt cược đáng giá hơn), nhưng các yêu cầu về năng lượng vẫn không thay đổi.
Một số so sánh
Digiconomist ước tính rằng các thợ đào Ethereum hiện đang tiêu thụ 44,49 TWh mỗi năm, tương đương với 5,13 gigawatt trên cơ sở liên tục. Điều này có nghĩa là PoS tiết kiệm năng lượng hơn ~ 2000 lần dựa trên các ước tính thận trọng ở trên, phản ánh mức giảm ít nhất 99,95% trong tổng mức sử dụng năng lượng.
Nếu mức tiêu thụ năng lượng trên mỗi giao dịch cao hơn tốc độ của bạn, thì đó là ~ 35Wh / tx (trung bình ~ 60K khí / tx) hoặc khoảng 20 phút TV. Ngược lại, Ethereum PoW sử dụng năng lượng tương đương của một ngôi nhà trong 2,8 ngày cho mỗi giao dịch và Bitcoin tiêu tốn 38 ngày nhà.
Nhìn về phía trước
Mặc dù Ethereum vẫn tiếp tục sử dụng PoW ngay bây giờ, nhưng điều đó sẽ không còn xảy ra trong thời gian dài nữa. Trong vài tuần qua, chúng ta đã thấy sự xuất hiện của các testnet đầu tiên cho The Merge , tên được đặt cho thời điểm Ethereum chuyển từ PoW sang PoS. Một số nhóm kỹ sư đang làm việc ngoài giờ để đảm bảo rằng The Merge đến sớm nhất có thể và không ảnh hưởng đến sự an toàn.
Các giải pháp mở rộng quy mô (chẳng hạn như cuộn lên và sharding) sẽ giúp giảm hơn nữa năng lượng tiêu thụ trên mỗi giao dịch bằng cách tận dụng lợi thế kinh tế theo quy mô.