ジョンマイケルハンズさんの面白いブログ記事がありまいた。紹介しておきますね。

Mining vs. Farming, the data behind being Green

日本語訳も置いておきます。

マイニングとファーミング、グリーンであることの背後にあるデータ

ジョンマイケルハンズ — 2021年10月20日

序章

暗号通貨に関する多くの意見記事は、「暗号通貨はリソースを使用するため、それらは悪い」という方針に沿って何かを読んでいます。ここから始めなければなりません–ビットコインは、金融、商業、社会を恒久的に変革した革命の始まりを開始しました。ビジネスホワイトペーパーを読んだ場合、Chiaはビットコインの強みを認めており、私たちは最高の部分を取り、それらを改善しました。特にプログラミングモデルとエネルギー使用量。暗号通貨は、スケーラビリティ、パフォーマンス、パワー、分散化、およびセキュリティの間のトレードオフがすべてです。プルーフオブワーク（PoW）は、ネットワーク参加者の許可のない分散型の調整を提供する上での画期的な出来事でしたが、経済学は、エネルギーを消費しすぎる専用のハードウェアに委ねられました。過去10年間の暗号通貨技術のすべての進歩にもかかわらず、PoWコインは時価総額と世界的な信頼においてトップの座を占めており、最高レベルの分散化とセキュリティを提供します。ケーキを持って食べてもいいですか？Chiaは、PoWが提供する分散化を持続可能な方法で超えることができますか？上のキアリスプのフロスティングを忘れないでください、

Proof of Space and Timeは、エネルギー消費を大幅に削減しながら、中本のコンセンサス（分散型で許可なし）を維持します。ストレージがネットワークセキュリティに最適な媒体である理由の経済性を探ります。

まとめ/ TL：DR

• Chiaでの農業は、Proof of Workでの採掘よりもはるかにエネルギー消費量が少なく、現在のネットワークサイズで年間エネルギー消費量が最大500分の1になります。[1]機器の同様の初期費用の場合、農業は最先端のビットコインマイニング機器よりも14分の1の電力を消費します。
• 農業のコストの大部分はストレージデバイスの初期費用ですが、鉱業のコストの大部分は継続的な電力です。[6] [7]
  • 農業用ストレージは、データストレージ用に転売および再利用でき、二次利用ストレージ用の流動的な市場があります。農業は軽量のワークロードであり、中古ストレージの完璧なユースケースです。農業の経済学は、Netspaceの中古ドライブへのシフトを奨励します。
• ストレージは650億ドル[3]で成熟した市場であり、2021年だけで1.5ゼタバイトが出荷され、2020年の時点でインストールベースは6.7ZBを超えています[5]。これの多くは十分に活用されておらず、ブロックチェーンセキュリティに最適な媒体を提供します。
• 鉱山労働者は、平均デバイス寿命がわずか1。29年で競争力を維持するために新しい機器を購入する必要があり[2]、非効率的な単一目的ASIC鉱山労働者を電子廃棄物に追いやる（ビットコインの影響だけで30.7メートルキロトンと推定される）[2]。

空間と時間の証明

Chiaは、ブロックチェーンのコンセンサスに新しいProof of Space andTimeを使用しています。農家と呼ばれるネットワークの参加者は、農業プロセスで十分に活用されていないストレージスペースをネットワークに割り当てます。農業の命名は、それが鉱業よりもはるかに環境に優しいことを意味します。Chiaのスペース構造の証明は、証明を効率的かつ迅速に検証するように設計されているため、農業プロセスが非常に軽量になります。ファーミングは、ホストマシンのCPUからのリソース使用量が少なく、プロットの保存に使用される基盤となるストレージデバイスへの読み取り要求の数（ファーミング）です。HDDは99.7％の時間アイドル状態であり、0.6 IOPS（入出力操作）のみを使用します。 1秒あたり）、およびRasberry Piでさえ十分に低いCPU使用率で、数百テラバイトのストレージをファームできます。

用語

マイニングは、労働力と時間を物理的資源と交換することであるため、鉱夫がブロック報酬を求めて競争するために大量の電力を継続的に使用するプルーフオブワークのプロセスに完全に類似しています。Chiaは、プロトコルの動作をより適切に説明するまったく異なる用語を選択することにしました。これは最初はばかげて不当に思えるかもしれませんが、Chiaが他のすべての暗号通貨とどのように異なるかを理解すると、それは理にかなっています。

• プロット-スペースの証明を「プロットファイル」に作成するには、計算リソースを事前に1回使用する必要があります。これにより、証明を後ですばやく簡単に検証できます。
  • 「種を蒔く」
• 収穫-収穫機は、農民によって制御される個々の機械であり、スペースの証明についてプロットファイルを継続的かつ非侵入的にチェックします。
  • 「少ない労力で継続的に成長する」
• 農業-課題の要件を満たすスペースの証拠が見つかった場合、農家はブロックを作成するために競争します。
  • 「作物を売って収入を得る」
• フルノードは-ピア間blockchain、伝搬ブロック、トランザクション、及び証明の全体のコピーを維持します。
  • 「配達用トラック」

マイニング効率

比喩としてのマイニングは的を射ています-プルーフオブワークでのマイニングは、ネットワークの報酬と引き換えに、電気と時間で大量の継続的なリソースの使用を必要とします。プルーフオブワークマイニングは、競争力を維持するためにカスタム設計されたハードウェアにも統合されています。たとえば、ビットコインのハイパワーASIC（特定用途向け集積回路）では、1秒あたりのテラハッシュでのみSHA256アルゴリズムを実行します。これにより、ビットコインマイニングデバイスの平均寿命がわずか1。29年で、すぐに時代遅れになるビットコイン専用のハードウェアが生まれます[2]。マイニングの効率は、ASICのプロセス技術によって決まります。そのため、数歳のマイナーは、平均的な電力コストでネットワーク上で競争力がありません。マイニングの良さの指標は、J / TH、つまり1テラハッシュを実行するために消費されるジュール単位のエネルギー量です。https://docs.google.com/spreadsheets/d/e/2PACX-1vROlPqAQj_4YZZLqMnhBd1C9IqQQTC_mHChAkYIMfyb3mbp0087Byz2Uy9mRqdLvB25DC4EGewSPNRj/pubchart?oid=1015763769&format=interactive

農業効率

農業は非常に異なります。1つは、農業ではコモディティストレージハードウェア、主に大容量のハードディスクドライブ（HDD）を使用することです。ファーミングはユーザーデータも保存しないため、エラー率の高い低品質のストレージメディアを使用できます。農業における一次指標は、ストレージデバイスの$ / TBであり、次に電力効率のためのW / TBが続きます。効率的な市場でのNetspaceは、十分に活用されていないストレージと、再利用/リサイクル、再生、および2回目の使用ドライブの両方から発生する可能性があります。これらは初期費用が低いためです。ハイパースケーラーとクラウドサービスプロバイダー（Facebook、Microsoft、Amazonなど）は、増大するデータ需要に対応するよう努めており、多くの場合、3〜5年ごとにハードウェアを交換します。チア農業でこれらのドライブを使用する大きな機会があります！https://docs.google.com/spreadsheets/d/e/2PACX-1vROlPqAQj_4YZZLqMnhBd1C9IqQQTC_mHChAkYIMfyb3mbp0087Byz2Uy9mRqdLvB25DC4EGewSPNRj/pubchart?oid=974378048&format=interactive

誰かがチア農業用のASICを作ることができますか？！

HDDにはすでに大きな市場があり、推定TAM（利用可能な市場の合計）は200億ドルを超え、1.2ゼタバイトです[2]。ストレージベンダーは、HDDとNANDフラッシュの面密度を高めるために、毎年数十億ドルを研究開発に注ぎ込んでいます。これを書かなければならないなんて信じられませんが、「誰かがチア用のASICを作ってくれませんか？」という質問をよく受けます。これらのハイパースケーラーは、write once、read many（WORM）ストレージと呼ばれる、大容量、低電力、低コストのアーカイブストレージの聖杯を探しています。NANDフラッシュは、3D NANDを介して面密度を高め、セルあたりのビット数を増やすことで、過去10年間でストレージ環境を劇的に変化させました。宇宙の未知のプレーヤーが、Chia専用に設計された新しいクラスのアーカイブクラスのストレージデバイスを発明する可能性は低いと思いますが、もしそうなら、

プルーフオブステークに関するメモ

この記事では、プルーフオブワークでのマイニングとビットコインのケーススタディとチアでの農業の違いに焦点を当てています。PoSは、Proof of Work（PoW）のエネルギー効率の高い代替手段として宣伝されています。これははるかに長い議論であり、追加の投稿で取り上げますが、BramとChiaチームは、PoSがブロックチェーンの世界で大きく後退していると信じています。PoSでは、金持ちはより豊かになり、集中化を促進しますが、資金はプロのバリデーターや取引所に統合されます。「何も問題がない」問題を解決するための結合とスラッシュの「機能」は、大量の社会的調整と弱い主観性に依存しています。PoSで実行される可能性のある粉砕攻撃は、「ChiaTimelord」を介したVDF（検証可能な遅延機能）を介してChiaで防止されます。

マイニング電力使用量と農業

ビットコインの消費電力はよく研究されています。私は引用ケンブリッジビットコイン消費電力量指数（CBECI）とDigiconomistを私がやった比較のためにChiapower.org。https://docs.google.com/spreadsheets/d/e/2PACX-1vQTo_q1WX68ONeRJZuHsdueYfgv71o3qmrXCwNQ-UScBSmLuHI781iRMXpsVntueyI2-DpS_PHpK6oK/pubchart?oid=1357003038&format=interactive

出典：Chiapower.orgモデル、Digiconomist

もちろん、方法論を理解したい人は誰でもサイトを読むことをお勧めしますが、今日でもChiaの消費電力はビットコインの最大500分の1、イーサリアムの200分の1です。

はるかに小さな例では、初期費用（設備投資）と同様の投資額の電力消費量を比較できます。1万ドルの機器を使用すると、ビットコインマイナーは同等の農業機器と比較して14倍の電力を消費します。ビットコインは1日あたりの収入が多くなりますが、チアへの同様の投資と比較して、電気代に莫大な金額が必要になります。

最先端のビットコインマイナーに1万ドルを費やしたのに対し、ドライブを保持して電源を入れるための360TBのハードディスクドライブとJBOD（ディスクの束のみ）

2021年10月19日に更新された収益は、Nicehash計算機またはビットコインTCOモデルとChiacalculator.comを使用して、ハッシュレート、ネットスペース、および価格に基づく最新の見積もりを行うことができます。

Chiaに使用されているハードドライブは無駄ですか？

ChiaNetspaceは興味深い獣です。今年の初めに、農家が短期間で高い投資収益率を得ることができると、新しいハードウェアを購入するために急いでいることがわかりました。チア農業のコストはエネルギー使用ではなくディスクの初期費用によって支配されているため、ゲーム理論は、農家が十分に活用されていないストレージまたは初期コストの低い二次利用ストレージを使用して競争力を追求することを示唆しています。時間の経過とともに、Netspaceが成長するにつれて、これは非常に明白になる可能性があり、新しく購入したハードウェアの競争力を損なう可能性があります。ネットスペースが大きくなると、作業の難易度が上がり、それに比例して農業の報酬が下がります。私たちは、農民がすでに持っているものを農業に使用するように奨励し、作図や農業のために使用済みおよびリサイクルされたギアを探すように努めています。新たに購入した容量と十分に活用されていないスペースからのネットスペースの組み合わせは、今後10年間のハードドライブの急激なChia価格の上昇と面密度の増加に依存します（より良い電力効率を提供します）。私たちの予測では、それは十分に活用されていない、2番目に使用されるストレージ（使用済み）に向かって引力を開始するでしょう。https://docs.google.com/spreadsheets/d/e/2PACX-1vRh6I5L-j9qQ0blgTSf1VGCyAlns6DdkftRwisROafy8nh-7qxZ3iAd8XJh-buiIw/pubchart?oid=1904247403&format=interactive

プロットはどうですか？

プロットにはコンピューティング、メモリ、一時ストレージ（SSD）、およびエネルギーが必要ですが、プロットファイルをファーム用にハードドライブ（HDD）にコピーする前に、一度だけ実行する必要があります。こちらのブログ投稿で、ChiaがSSDを早期に使い果たしてしまうという懸念に対処しましたが、最大のポイントは次のとおりです。

Chiaは、プロットを作成するためにSSDを儀式的に犠牲にする必要はありません。

プロットはHDDのみを使用して作成でき、完全にメモリ内で作成できます。プロットに10年以上続く高耐久性のデータセンターSSDを使用し、新しい高TBWハイエンドコンシューマーSSDは事実上無制限のプロットを提供します。

SSDの全重量を使用し、ネットスペースの50％が安価な消費者向けNVMeでプロットされていると仮定して、農家の分布に基づいて摩耗を推定し、チアで電子廃棄物の保守的なモデルを作成しました（実際には信じていません…保守的です） ）

比較的最悪のシナリオでは、Chiaは0.0015メートルキロトンの電子廃棄物を生成します。これはビットコインの推定電子廃棄物の20,000分の1です。

鉱業と農業の総所有コスト

総所有コスト（TCO）モデルは、データセンターの世界で広く使用されており、購入を決定し、コストをIT機器の設備投資（CapEx）とデータセンターのコスト、およびデータセンターの定期的なコストの運用コスト（OpEx）に分割します。電源や冷却など。最近、https：//chiacalculator.com/roiの一部としてChiaTCOモデルのユーザーフレンドリーなバージョンを公開しました。。TCOモデルは、鉱夫や農民を含むほとんどのデータセンター運営者が収益性について決定を下す方法です。私はChiaバージョンで使用した方法論と同様のビットコインのモデルを開発しました。これは、コスト（正確にモデル化できます）とリターン（将来の価格の予測、ビットコインのハッシュレートが必要）を予測するための将来を見据えたモデルです。 、およびChiaのNetspace）。簡単にするために、現在の価格とネットワークサイズでモデル化するだけです。

ビットコイン3年TCO

新しい効率的なビットコインマイニングハードウェアを購入するかどうかを確認できます。CapExはTCOの3分の2であり、OpExは残りの3分の1です。数年前のハードウェアを使用し、eBayで元の価格よりもはるかに安い価格で再販しているため、OpExコストがTCOの大部分を占めています。ビットコインマイナーのコストの大部分を電力が占めているため、競争力は、最新の最も効率的なマイナーの可用性と低電力コストにあります。ビットコイン鉱山労働者は再生可能で安価なエネルギーを探していますが（これは良いことです）、インセンティブは地域の政策に大きく依存しています。再生可能エネルギーの使用に関する多くの見積もりは、鉱業の大部分が2021年半ばより前であった中国での主要な政策変更後に更新する必要があります。Digiconomistは、現在のハッシュレートとビットコイン価格を前提としてビットコインを有利にマイニングできるマイニング機器のしきい値を設定するJ / THの損益分岐点効率を使用してこれをモデル化します。これは、古いマイナーはすぐに非効率的で競争力がなくなると結論付けています。https://docs.google.com/spreadsheets/d/e/2PACX-1vROlPqAQj_4YZZLqMnhBd1C9IqQQTC_mHChAkYIMfyb3mbp0087Byz2Uy9mRqdLvB25DC4EGewSPNRj/pubchart?oid=1317699788&format=interactive

チア3年TCO

チアはビットコインの正反対です。チアの栽培にかかる費用の大部分は、貯蔵庫への先行投資によるものです。今日出荷されている最大容量のドライブである18TBHDDを使用すると、3年間のTCOでの設備投資がTCOの96％を占めることがわかります。

大容量のハードドライブを使用する場合、電力はストレージのコストと比較して、Chia農業のコストの何分の1かです。

4TB HDD（2013年に主流でした）でさえ、Chiaの農業で利益を上げることができますが、古いドライブはTBあたりの電力効率が低いため、運用コストが増加します。電気料金とPUEの定数は、最先端のビットコインマイニング操作と一致するように設定されています。これは、通常のデータセンターが操作しているものよりもはるかに低いと思います。これは、ビットコインと同様の機会を提供し、古い低コストのストレージと競争力のある電気料金を利用できる農家が、Chiaを収益性の高い方法で農業できるようにします。

チアでは、農家がチアネットワークへの参加を希望しないと判断した場合、農業用ハードウェアを安全に転売することができます。これは、農業用ハードウェアに費やされた設備投資の残存価値に大きな影響を及ぼします。農家がネットワークに参加したいと考えており、これを行うために新しいストレージを購入した場合、電力と運用コストのネットワークの損益分岐点は非常に低くなります。これは、Chiaの価格が下がっても、Netspaceが大幅に低下しない理由のひとつです。これは、農家がドライブの入手と計画にすでにリソースを費やしているためです。https://docs.google.com/spreadsheets/d/e/2PACX-1vTRlxtBBNRZsx3hwkwLVhKzlAJp233Bhz5IkgLyksIacrEhZAnrW9JYODkdVekXHQ/pubchart?oid=2008163833&format=interactive

概要

ブラムはビットコインの大部分を取り、チアでそれらを構築することについて非常にオープンであるため、チアとビットコインの間には多くの類似点があります。Netspaceはビットコインのハッシュレートと非常に似ていますが、Chiaがストレージを使用してネットワークを保護しているという事実は、非常に興味深いプロパティを作成します。ストレージはすでに大きく成熟した市場です。これは、ネットワークセキュリティのために十分に活用されていないリソースを活用するための完璧な媒体になります。ストレージデバイスは、他の暗号通貨をマイニングするためにGPU、CPU、ASICと比較して電力効率が高く、エネルギーの一部を消費します。現在、Chiaは、ノード数と分散化が多いため、ビットコインの500分の1の電力を消費します。PoWマイニング用のASICは、大量の電子廃棄物を生成し、Chiaは農業用のストレージの再利用を促進できます。今日のチア価格でも、

参考文献

1. Chiapower.orgの見積もり
2. de Vries、A。and Stoll、C.、2021。ビットコインの増大する電子廃棄物問題。Resources、Conservation and Recycling、175、p.105901。
3. IDC Worldwide Hard Disk Drive Forecast Update、2020〜2024、2020年12月
4. IDCワールドワイドソリッドステートドライブ予測アップデート、2020〜 2024年。2020年12月
5. IDC Worldwide Global DataSphere分析され、AI予測に供給されるデータの量、2021〜 2025年
6. JMハンズによるビットコインTCOモデル
7. JMハンズによるチアTCOモデル