MareNostrum 4 -supercomputeren i Barcelona, Spanien
Billede: BSC
Tingene bevæger sig hurtigt i kryptoverdenen, men alligevel skalerer teknologien op – samtidig med at den forhindrer en stigning i drivhusgasemissioner – ikke let.
Det er mildest talt ikke miljøvenligt at producere digitale mønter. Bitcoin-minedrift-en af de mest kendte implementeringer af blockchain-forbruger omkring 110 Terawatt-timer om året, hvilket er mere end det årlige forbrug i lande som Sverige eller Argentina.
Tesla, hvis administrerende direktør Elon Musk sagde, at kryptos energiforbrug er “sindssygt”, vil ikke længere acceptere bitcoins som betaling på grund af klimaændringer – i hvert fald indtil krypto -minedrift bliver grønnere. Mærkeligt nok annoncerede El Salvador for nylig, at det ville begynde at bruge strøm fra vulkaner til Bitcoin -minedrift.
SE: IT -datacenter Grøn energipolitik (TechRepublic Premium)
Alligevel er der måder at imødegå blockchains faldende energiforbrug, mens den i stigende grad skaleres – det vil sige multiplicere antallet af mulige transaktioner pr. Sekund uden at skabe flaskehalse eller miste pålidelighed.
Dette skift er afgørende, siger Leonardo Bautista, seniorforsker ved Barcelona Supercomputing Center (BSC), da “centraliserede systemer som VISA eller Mastercard kan håndtere 50.000 transaktioner i sekundet, mens Ethereum er i stand til at styre 15 til 20 transaktioner pr. sekund og Bitcoin syv til 10. “
Bautista har arbejdet med Ethereum Foundation siden 2018 for at løse blockchains udfordringer ved hjælp af Marenostrum-supercomputeren installeret i kapellet i BSC.
Projektet indebærer at køre open source-simuleringer for at undersøge, hvordan transaktionshastigheden på blockchain kunne øges ved hjælp af forskellige teknikker, såsom sharding.
Sharding indebærer opdeling af et blockchain -netværk i mindre partitioner kaldet 'shards', der arbejder parallelt med at øge dets transaktionelle gennemløb. Med andre ord er det som at sprede arbejdsbyrden på et netværk for at tillade flere transaktioner at blive behandlet, en teknik, der ligner den, der bruges i supercomputing.
I verden med højtydende computere måder at parallelisere beregning på er blevet udviklet i årtier for at øge skalerbarheden. Dette punkt er, hvor erfaringer fra supercomputing kommer godt med.
“En blockchain som Ethereum ligner en global statsmaskine eller med mindre tekniske ord en global computer. Denne globale computer har kørt i over fem år på en enkelt kerne, nærmere bestemt en enkelt kæde,” siger Bautista til ZDNet. < /p>
“Ethereum-samfundets indsats er fokuseret på at gøre denne globale computer til en multi-core computer, mere specifikt en multi-chain computer. Formålet er effektivt at parallelisere beregning til flere computerkerner kaldet 'shards' – deraf navnet på denne teknologi. “
Jagten på en ny standard
Bautistas team har også skabt Kumo Crawler, en bot, der slipper Ethereum P2P -netværket for at opdage problemer og ondsindet adfærd. Dette vil hjælpe med at informere implementeringen af Ethereum 2.0, en længe ventet opgradering af netværket, der skal øge skalerbarheden med mere end 1.000 gange og samtidig reducere dets energiforbrug op til 500 gange.
Dette forventes at ankomme i 2022 og kan afhjælpe netværks største hovedpine uden at ofre sikkerhed eller decentralisering. “I øjeblikket kæmpes der for en ny standard for oprettelse og validering af blokke på blockchain, og Ethereum ser ud til at få overhånd,” siger Marc Rocas, tidligere formand for Blockchain Catalonia Association.
Ethereum planlægger at bruge konsensusmekanismen Proof of Stake (PoS) ud over skærmning og fyrkæden-koordineringsmekanismen, der gør det muligt for skår at forblive synkroniseret med hinanden-til at oprette netværket ” mere sikker, skalerbar og bæredygtig. “
Et af de mest vedholdende problemer med offentlige blockchains har faktisk at gøre med konsensusmekanismer designet til at bekræfte, at transaktioner er gyldige og sikre, at ingen forsøger at ændre blokke og gøre dårlige ting.
Den veletablerede model for dette er Proof of Work (PoW). For at tilføje en blok til kæden skal Ethereum eller Bitcoin minearbejdere løse et komplekst puslespil, der kræver en stor mængde processorkraft. Først når problemet er løst, verificerer netværket transaktionens legitimitet.
Denne proces er imidlertid smerteligt langsom – netværket tager cirka 10 minutter at bekræfte hver transaktion. Samtidig med at antallet af transaktioner stiger, stiger omkostningerne ved at gennemføre dem på samme tid. På Ethereum -netværket er den beregningsmæssige indsats, der kræves for at udføre transaktioner, kendt som 'gas', hvis omkostninger fastsættes af minearbejderne i henhold til udbud og efterspørgsel på netværket.
Andre konsensusmekanismer er blevet oprettet for at overvinde forhindringerne ved PoW -metoden, en af de mest populære er Proof of Stake -modellen.
Selvom PoW kræver, at minearbejdere løser et problem ved hjælp af brutal behandlingskraft, PoS kræver, at minearbejdere satser en vis mængde kryptokurrency på netværket. En algoritme vælger derefter blokskaberen baseret på brugerens indsats; jo større indsats, jo større er chancerne for at validere den næste blok og modtage en belønning.
Hvis netværket opdager ondsindet adfærd, mister brugeren deres indsats og retten til at deltage i netværket i fremtiden. Dette giver en økonomisk motivation til ikke at gøre dårlige ting.
SE: Hvad er kvanteberegning? Alt hvad du behøver at vide om kvantecomputers mærkelige verden
Ethereum ønsker at bruge PoS, fordi metoden angiveligt er grønnere og billigere, men alligevel er den langt fra perfekt. “Arbejdsbevis kommer ofte i dårlig presse, fordi det bruger en stor mængde elektricitet, men det er super pålideligt. Hvad er derudover problemet, hvis den anvendte energi er ren?” siger Rocas.
“På den anden side er det spørgsmål, nogle mennesker har, når de diskuterer Proof of Stake, at det kan skabe flere uligheder, jo flere mønter du har råd til at købe, jo flere mønter kan du satse”, tilføjer han.
Energieffektivitet er en anden udfordring, som supercomputere og blockchain har til fælles. Marenostrum -supercomputeren installeret på BSC bruger 1,3 MW/år. Fugaku, den hurtigste supercomputer i verden, bruger omkring 30-40 MW.
Forskere har forsøgt at løse dette problem ved hjælp af en række teknikker, såsom det BSC-støttede MontBlanc-projekt, der udforskede konceptet om at bygge supercomputere baseret på mobile processorer. Ethereum -samfundet forventer, at netværket, efter at Ethereum 2.0 er fuldt implementeret, potentielt kan køre på mobiltelefoner eller 'lette' maskiner som Raspberry Pi.
Alligevel ser det ud til at bruge supercomputers energi til at forbedre blockchains strømforbrug som en modsætning, men Bautista hævder, at parametrene ikke er sammenlignelige.
“Desuden, når simuleringerne med supercomputermaskinen er udført, er fordelene langsigtede,” siger han.
Innovation
Robotter til børn: STEM kits og mere tech gaver til hackere i alle aldre De bedste VR- og AR -headset til erhverv og privat brug De bedste 3D -printere til erhverv og hjemmebrug Hvad er AI? Alt hvad du behøver at vide Vi lever en svimlende hastighed inden for teknologiske ændringer. Er det godt for os? (ZDNet YouTube) Gratis PDF: Robotics in the enterprise (TechRepublic)
Relaterede emner:
Blockchain CXO Digital Transformation Tech Industry Smart Cities Cloud 