从目前信标链的使用情况看,以太坊能耗相比 PoW 已经大幅下降。

原文标题:《能源密集型的以太坊,拜!》
撰文:Carl Beekhuizen
翻译:以太坊中文站

在未来几个月里,以太坊将完成向权益证明(PoS)的过渡,这将把多年来「纸上谈兵」的无数改善变为现实。但现在信标链已经运行了几个月了,我们可以挖掘一下它的数据了。我们非常乐于探索的一个方面是新的能源使用预测,因为我们结束了需要消耗相当于一个国家所需能源的共识。

到目前为止,还没有任何关于能源消耗(甚至使用了哪些硬件)的具体数据,因此下文对未来以太坊的能源消耗分析只是一个粗略估计。

由于许多人正在运行多个验证者节点,我决定使用存款的唯一地址数作为现在有多少服务器的指标。很多质押者可能使用了多个以太坊 1.0 地址,但这很大程度上可以抵消那些有多台设备的人。

在撰写此文时,信标链上共有 140,592 个验证者,来自 16,405 个唯一地址。很明显,这个数据被交易所和质押服务商严重歪曲了,因此把它们移除后还剩 87,897 个在家质押的验证者。由此可以推断,平均每个在家质押者运行 5.4 个验证者,这对我来说是个合理估计。

信标链的电力使用情况

告别 PoW 之后,以太坊能耗究竟会如何?

运行一个信标链节点(BN)、5.4 个验证者客户端(VC)和一个 以太坊 1.0 全节点需要多少电力?根据我自己的设置,大约是 15 瓦。Joe Clapis (一个 Rocket Pool 开发者)最近运行 10 个 VC,一个 Nimbus 的 BN 和一个 Geth 全节点,10 小时用完了一个 10Ah USB 电池组,也就是说这个设置的平均用电量是 5 瓦。不太可能平均每个质押者都运行这样优化的设置,所以我们按全部 100 瓦来算。

把这个数与前面算得的 8.7 万个验证者相乘,得出在家质押者消耗接近 1.64 兆瓦。预计托管型质押者消耗的电量是有难度的,因为他们在使用多余和备用的设备运行数以万计的验证者客户端。

为了方便,我们假设他们每 5.5 个验证者使用 100 瓦。根据我沟通过的质押基础设施团队,这只是一个粗略的过高估计。真正的数值大约低 50 倍。

因此,总的来说,PoS 以太坊消耗的能源接近 2.62 兆瓦。这不是一个国家、省、甚至城市消耗能源的量级,而只是一个小镇的量级(大约 2100 个美国家庭)。
作为参考,以太坊的工作量证明(PoW)共识现在消耗的能源相当于一个中型国家,但这实际上是保持 PoW 链安全的必要条件。顾名思义,工作量证明达成共识是基于哪个分叉上的工作量最大。有两个方法提高完成「工作」的速率——提高挖矿硬件的效率,以及同时使用更多的硬件。为了防止链被成功攻击,矿工必须以比攻击者更高的速率完成「工作」。因为攻击者可能有相似的硬件,所以矿工必须保持大量高效的硬件运行,以防止被攻击者超过,所有这些硬件需要消耗非常大量的电力。

在 PoW 下,由于 ETH 的价格于哈希率是正相关的。因此,随着价格攀升,网络消耗的电能也会增加。而在 PoS 下,ETH 的价格上升时,网络的安全性也会提高(质押的 ETH 价值升高了),但所需的能源保持不变。

数据对比

Digiconomist 预估以太坊矿工现在每年消耗 44.49 太瓦时,也就是说需要持续消耗 5.13 千兆瓦。这意味着 PoS 的能源效率保守估计比 PoW 高大约 2000 倍,这反映在总能源使用量上至少减少 99.95%。

如果每笔交易的能源消耗更符合你的可承担水平,那就是每笔交易消耗大约 35 Wh (平均 60K gas 每小时)或者大约开 20 分钟的电视。相反,以太坊 PoW 下每笔交易消耗的电力相当于一个家庭 2.8 天的用电开销,比特币消耗的则相当于家庭 38 天的用电开销。

告别 PoW 之后,以太坊能耗究竟会如何?

展望未来

虽然以太坊目前继续使用 PoW,但不会持续很久。在过去几周,我们看到了「合并」的第一个测试网的出现,「合并」也就寓意着以太坊从 PoS 转换到 PoS 的时刻。

多个工程师团队正加班加点地工作,以确保“合并”可以尽早实现,且无须牺牲安全性。

扩容方案(比如 rollup 和分片)将有助于进一步利用规模经济来减少每笔交易的能源消耗。

以太坊需要消耗大量能源的日子已经不多了,我希望这个行业的其他部分也朝这个方向发展。

来源链接:blog.ethereum.org

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