以太坊基金会：ETH 将在未来几个月内切换到 PoS，至少减少 99.95% 的能耗

长话短说：合并完成后，以太坊的能耗至少可以降低 99.95%。

以太坊将在未来几个月内完成向权益证明 (PoS) 共识机制的过渡，这将带来无数理论上的改进。但是现在 Beacon 链已经运行了几个月，我们实际上可以挖掘出确切的数字。我们很高兴探索的一个领域涉及对能源使用的新估计，因为我们将结束就一个国家使用的能源价值达成共识的过程。

到目前为止，还没有任何关于能源消耗的具体统计数据（甚至是使用什么硬件），所以下面是对以太坊未来能源消耗的粗略估计。

由于很多人都在运行多个验证器，因此我决定使用可以存入的唯一地址的数量作为当今服务器数量的代理。许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这些冗余设置。

在撰写本文时，来自 16,405 个唯一地址的 140,592 个验证者。显然，这是由于交易所和质押服务造成的偏差，因此删除它们导致 87,897 名验证者被假定在国内质押。作为一个健全的检查，这意味着平均每个家庭质押者运行 5.4 个验证器以太坊未来价格，这对我来说似乎是一个合理的估计。

能源需求

运行一个信标节点（BN）、5.4 个验证者客户端（VC）和一个以太坊1.0 全节点需要多少能量？根据我的个人设置，它大约是 15 瓦。Joe Clapis（Rocket Pool 开发人员）最近运行了 10 个验证器客户端 (VC)、1 个 Nimbus 信标节点 (BN) 和 1 个使用 10Ah USB 电池组的 Geth 全节点，然后运行了 10 个小时，这意味着此设置平均为 5 瓦. 普通投资者不太可能运行如此优化的设置，因此我们以 100 瓦作为参考。

将其乘以之前的 87,000 个验证者意味着家庭质押者消耗约 1.64 兆瓦。对于托管质押者来说，估计的能源消耗要多一些，他们运行着数千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。根据与我交谈过的基础架构团队，这是一个粗略的高估计。真正的答案是减少大约 50 倍（如果你是一个质押托管团队并且每个验证者消耗超过 5 瓦以太坊未来价格，我相信我可以帮助你）。

所以总的来说，一个权益证明 (PoS) 以太坊网络消耗大约 2.62 MW。那不是一个国家的用电量规模，也不是一个省甚至一个城市的用电量规模，而是一个小镇（大约2100个美国家庭）的用电量规模。

作为参考，目前的工作量证明（PoW）以太坊网络消耗的能源与一个中等国家一样多，但这实际上是保持 PoW 链安全所必需的。顾名思义，PoW 共识是基于哪个分叉在这方面做的“工作”最多。提高“作业”完成率的方法有两种，一种是提高挖矿硬件的效率，另一种是同时使用更多的硬件。为了防止对区块链的成功攻击，矿工必须比攻击者更快地“工作”。由于攻击者可能拥有类似的硬件，矿工必须保持大量高效的硬件运行，以防攻击者挖掘它们，所有这些都会消耗大量能源。

在 PoW 共识机制下，ETH 的价格与算力正相关。因此，随着价格上涨，在均衡状态下，网络消耗的电量也会增加。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 Digital Economist 估计，以太坊矿工目前每年消耗 44.49 太瓦时的电力，这意味着基于上述保守估计，PoS 的能效提高了约 2000 倍，反映了总能源使用量已减少至少 99.95%。

如果每笔交易的能耗高于你的速度，大约是 35Wh/tx（平均约 60K gas/tx）或大约 20 分钟的电视功耗。相比之下，以太坊 PoW 每笔交易消耗一栋房子的能源当量 2.8 天，而比特币每笔交易消耗一栋房子的能源当量 38 天。

展望未来

尽管以太坊仍在使用 PoW 共识机制，但这种情况不会持续太久。在过去的几周里，我们看到了第一个用于合并的测试网（注意：Merge 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，以确保在不影响安全的情况下尽快合并。

诸如汇总和分片之类的扩展解决方案将通过利用规模经济来帮助进一步减少每笔交易的能源消耗。

以太坊网络超级耗电的日子已经屈指可数了，我希望其他行业也是如此。v