原文标题：《A country's worth of power, no more》

原文来源：Carl Beekhuizen，以太坊基金会

原文编译：隔夜的粥，巴比特

长话短说：以太坊在合并完成后的能源消耗至少能减少 99.95%。

以太坊将在接下里的几个月完成向权益证明（PoS）共识机制的过渡，这带来了无数种已被理论化的改进。但既然信标链（Beacon chain）已经运行了几个月的时间，我们实际上就可以深入研究具体的数字了。我们很高兴探索的一个领域涉及新的能源使用估算，因为我们将结束在共识上花费一个国家所耗能源价值的过程。

截至目前，还没有任何关于能源消耗（甚至使用什么硬件）的具体统计数据，因此下面是对以太坊未来能源消耗的粗略估算。

由于很多人都在运行多个验证器，因此我决定使用可存款的独立地址的数量，来作为今天有多少台服务器的代理数。很多质押者可以使用多个 ETH 1.0 地址，但这在很大程度上抵消了那些冗余设置。

在撰写本文时，有来自 16405 个独立地址的 140592 个验证器。显然，这是由于交易所和 staking 质押服务造成的偏差，因此移除它们会导致有 87,897 个验证器被假定是在家里质押的。作为一个健全的检查，这意味着平均每个家庭质押者运行了 5.4 个验证器，这对我来说似乎是一个合理的估计值。

能源要求

运行一个信标节点（BN）、5.4 个验证器客户端（VC）以及一个以太坊 1.0 全节点需要多少能量？以我的个人设置为基础，大约是 15 瓦。Joe Clapis（Rocket Pool 开发者）最近运行了 10 个验证器客户端（VC），1 个 Nimbus 信标节点（BN）以及 1 个 10Ah USB 电池组的 Geth 全节点，然后运行了 10 个小时，这意味着这个设置平均为 5 瓦。而一般的投资人不太可能运行这样的优化设置，所以我们取 100 瓦作为参考数。

将其与之前的 87000 个验证器相乘，就意味着家庭质押者的消耗电量约为 1.64 兆瓦。估计托管质押者所消耗的能源会更多一些，他们运行了成千上万个具有冗余和备份的验证器客户端。

为了简化计算，我们还假设他们每 5.5 个验证器使用 100 瓦。基于我所接触过的基础设施团队，这是一个粗略的高估值。真正的答案要少 50 倍左右（如果你是一个质押托管团队，并且每个验证器消耗电量超过 5 瓦，我相信我可以为你提供帮助）。

因此，总的来说，采用权益证明（PoS）的以太坊网络会消耗大约 2.62 兆瓦的电量。这不是一个国家的用电规模，也不是省甚至城市的用电规模，而大约是一个小镇（约 2100 个美国家庭）的用电规模。

作为参考，当前工作量证明（PoW）以太坊网络所消耗的能量相当于一个中等国家的能源，但这实际上是保持 PoW 链安全所必需的。顾名思义，PoW 达成共识的基础是哪个分叉在这方面做的「工作」最多。有两种方法可以提高「工作」完成率，一是提高挖掘硬件的效率，二是同时使用更多的硬件。为了防止区块链被成功攻击，矿工必须比攻击者更快的速度「工作」。由于攻击者很可能拥有类似的硬件，矿工必须保持大量高效的硬件运行，以防攻击者挖出它们，所有这些硬件都会消耗大量的能量。

在 PoW 共识机制下，ETH 价格与算力正相关。因此，随着价格的上涨，在均衡状态下，网络消耗的电力也会随之增加。而在 PoS 共识机制下，当 ETH 价格上涨时，网络的安全性也会提高（ETH 的价值更高），但对能源的需求保持不变。

一些比较

据数字经济学者估计，以太坊矿工目前每年要消耗 44.49 太瓦时的电量，这意味着，根据上述保守估计，PoS 的能效提高了约 2000 倍，这反映了总能源使用量至少减少了 99.95%。

如果每笔交易的能耗高于你的速度，则约为 35Wh/tx（平均约 60K gas/tx）或 TV 约 20 分钟的耗电量。相比之下，以太坊 PoW 每笔交易使用相当于一栋房子 2.8 天的能量，比特币的每笔交易则消耗相当于一栋房子 38 天的能量。

展望未来

尽管以太坊目前仍在使用 PoW 共识机制，但这种情况不会持续太久。在过去的几周里，我们看到了第一批用于合并的测试网的出现（注：The Merge 合并是以太坊从 PoW 切换到 PoS 时的名称）。几个工程师团队正在加班加点地工作，以确保合并尽快到来，同时又不影响安全性。

扩容解决方案（例如 rollup 和分片）将通过利用规模化经济来帮助进一步减少每次交易消耗的能量。

以太坊网络超级耗电的日子屈指可数了，我希望这个行业的其他部分也是如此。

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