Introdução: energia e poder
A unidade de energia que usaremos neste post é o quilowatt-hora (kWh). Essa quantidade é chamada de “uma unidade” nas contas de eletricidade e custa ao usuário doméstico cerca de 12 centavos (dólar) nos EUA.
Ao discutir a energia, usaremos quilowatt-hora por dia (kWh/d).
Nesse contexto, potência é a taxa em que algo usa ou produz energia.
A maioria de vocês provavelmente já se deparou com algumas histórias de terror sobre o consumo de criptoenergia.
Acontece que este é precisamente o problema que os pesquisadores e implementadores da Ethereum (como nós) passaram nos últimos 5 anos tentando resolver!
As atualizações contínuas do Ethereum, que começaram a ser lançadas em dezembro/20, permitem que o Ethereum faça a transição de um sistema Proof-of-Work (Prova de Trabalho) para um sistema Proof-of-Stake (Prova de Participação) para proteger sua rede.
Em suma, em vez de mineradores, o Ethereum Proof-of-Stake exige que participantes ativos, conhecidos como validadores, coloquem a ETH em jogo em troca da responsabilidade de proteger a rede. O ETH apostado é usado para desencorajar o comportamento malicioso e os validadores são recompensados por ETH recém-emitido em troca de proteger a rede.
Enquanto os mineiros precisam gastar muita energia para resolver enigmas matemáticos cada vez mais difíceis, a fim de melhorar suas chances de adicionar um bloco ao blockchain, os validadores são selecionados para propor um bloco aleatoriamente.
Isso significa que, ao contrário dos mineradores - que precisam usar maquinário especializado de uso intensivo de energia - os validadores Ethereum precisam apenas de um laptop ou PC para o dia a dia.
Uma consequência disso é que, sob algumas suposições muito razoáveis, proteger o blockchain PoS (Proof-of-Stake) da Ethereum é 99% mais eficiente em termos de energia do que proteger Bitcoin ou a cadeia PoW (Proof-of-Work) da Ethereum.
Vamos fazer alguns cálculos rápidos para ilustrar isso.
Digamos que o validador Ethereum médio use 10% da capacidade de processamento de um PC de 100 Watts para validar transações.
Então, o validador médio consome cerca de 0,2 kWh de energia por dia.
Para colocar isso em contexto, os aparelhos de mineração Bitcoin como o Antminer S9, consomem uma carga de cerca de 1.500 watts - o suficiente para alimentar duas geladeiras e uma TV de tela plana.
Se você executar um Antminer 24 horas por dia, ele consumirá cerca de 36 kWh de energia por dia - o que consome 180 vezes mais energia!
Em suma, sob algumas suposições muito razoáveis, vemos que o PoS é 99% mais eficiente em termos de energia do que o PoW.
Podemos fazer ainda melhor?
Recentemente, recebemos esta mensagem de Joe Clapis, um usuário Nimbus e principal contribuidor do Rocket Pool:
O Nimbus v1.2 reduziu tanto o consumo de recursos no meu Pi, que não estou mais nem remotamente preocupado com a viabilidade da mainnet.
No contexto recenter dos NFTs e do FUD em torno das credenciais ecológicas do Ethereum, decidimos trabalhar junto com Joe para mostrar a ótica do que um sistema de baixa potência devidamente configurado pode fazer.
Joe levou seu Raspberry Pi, seu power bank de telefone celular e seu SSD para o gramado para demonstrar como a prova de aposta verde realmente é (afinal, o que poderia ser mais verde do que um monte de pequenos componentes de computador cercados por grama?).
Usando um power bank de 10.000 mAh, ele foi capaz de executar 10 validadores (incluindo Geth + Rocket Pool) em um Raspberry Pi por 10 horas.
O Pi consome 5 watts, de modo que chega a cerca de 0,1 KWh de energia por dia para 10 validadores, ou 0,01 KWh por validador.
Isso é 20 vezes melhor do que nossa estimativa anterior. Em outras palavras, 3600x mais eficiência energética do que Bitcoin PoW, ou, dito de outra forma, uma redução de energia de 99,97%.
Quando fundir?
Para que essas reduções de energia ocorram em toda a rede, precisamos que a camada de aplicação da Ethereum seja protegida pela Proof-of-Stake (ela ainda é protegida pela Proof-of-Work, em 20/04/2021). Este evento é conhecido como “a fusão” dentro dos círculos Ethereum.
A boa notícia é que, depois de muitas idas e vindas entre a equipe de pesquisa, os implementadores do cliente e a comunidade, o cronograma para a fusão foi acelerado. Embora tenha sido originalmente planejado para 2023, estamos trabalhando muito para tentar fazer isso acontecer até o final do ano.
Quando isso acontecer, marcará o início de uma era mais sustentável e ecológica para a Ethereum. Aquela em que Ethereum finalmente tem a escala, segurança e sustentabilidade delineadas em sua visão.