دو کلمه حرف حساب درباره مصرف برق بیت کوین

مصرف برق بیت کوین

مصرف برق بیت کوین چقدر است؟ اگر همین‌طور پیش بریم استخراج بیت‌کوین کل برق جهان را تا سال 2020 مصرف خواهد کرد. بیش از دو دهه اســت کــه در حال تحقیق روی بــرق مصرفی دســتگاه‌های کامپیوتری هستم، بنابراین می‌توانم چند کلمه‌ای در مورد این جوزدگی اخیر مردمی که قوه نقادی خود را تعطیل کرده‌اند صحبت کنم.

در نوشته قبلی درباره تاثیرات مخرب بیت کوین بر کره زمین صحبت کردیم. در این نوشــته، قصــد دارم بگویم چگونه آدم‌های معقــول می‌توانند درباره مصرف برق بیت‌کوین جوزده نشوند. در مورد اینکه آیا بیت‌کوین چیزی است که باید جامعه خود را درگیرش کند یا نه حکمی صادر نمی‌کنم، موضوع بحث من فقط محدود به این پرســش است که ما در مورد میزان برق مصرفی توســط بیت‌کوینی کــه فعال در حال استخراج است چه می‌دانیم.

بیت‌کویــن چیــزی اســت کــه بــه آن «ارز رمزنگاری‌شــده» یــا «ارز دیجیتــال» (cryptocurrency) می‌گویند، که واســطه‌ای دیجیتال برای مبادله و منبعی از ارزش است که در کنترل نظامی فاقد مرکز قرار دارد (بر خلاف ارزهای ســنتی که توسط دولت تولید و تنظیم می‌شوند). بیت‌کوین و سایر ارزهای دیجیتال مبتنی بــر فناوری «بلاک‌چین»اند که روشــی است فاقد مرکز برای ایجاد و حفظ اعتماد بین مردمی که در تعامل با یکدیگرند.

مصرف برق بیت کوین

بیت‌کوین یک بلاک‌چین عمومی و بدون نیاز به تایید است که از فرایندی به نام «اثبات کار» برای ســاخت این اعتماد استفاده می‌کند. انواع دیگری از بلاک چین هم وجود دارد و در برخی موارد ممکن است به‌گونه‌ای طراحی شده باشند که نسبت به بیت‌کوین کمتر وابسته به پردازش رایانه‌ای باشند و برق کمتری مصرف کنند. در ادامه مقاله به بررسی نتایج این امر می‌پردازم.

عصر سیطره قانون براندولینی

در سال 2014 یک برنامه‌نویس ایتالیایی به‌نام آلبرتو براندولینی مشاهدات تیزبینانه‌ای انجام داد که بعدها به اسم قانون براندولینی یا «اصل عدم‌تقارن در حرف مفت» مشهور شد: «نیرویی که برای ردکردن یک حرف مفت لازم است ده برابر نیروی تولید آن حرف مفت اســت. این «قانون» عصاره یکی از مهم‌ترین واقعیت‌های زندگی در عصر دیجیتال اســت: تولید اعداد ظاهــرا دقیق امــا در واقع غلــط راحت‌تر از اثبات بی‌اعتباربودن این اعداد اســت. طبیعت تحلیل دقیق این‌گونه اســت امــا کار مردم به جایی رسیده که توقع دارند برای عناوین تازه پاسخ‌های ســریع تولید شود، حتی وقتی هیچ داده یا تحقیق معتبری درباره این موارد وجود نداشته باشد. داستان مصرف برق بیت کوین هم از این قرار است، داســتانی که صرفا در چند ســال گذشــته به موضوع مورد عالقه عموم تبدیل شده است.

تاریخت را بشناس

تغییرات در فناوری اطلاعات بسیار سریع‌تر از تغییرات در ســایر فناوری‌هــا رخ می‌دهد. متاسفانه ناظران بی‌شماری عاشق این امرند که از نرخ رشد سریع و تصاعدی تغییرات دست به نتیجه‌گیری‌هایی نامعقول بزنند. این گرایش هم وجود دارد که فرض شــود چون فناوری اطلاعات از نظر اقتصادی مهم اســت، پس حتما باید برق زیادی مصرف کند ولی در واقع این‌گونه نیست. این‌جا به ذکر چند مثال تاریخی می‌پردازم:

ادلیزکو، کارمند سابق ای‌تی‌اند‌تی و کارمند کنونی دانشــگاه مینه‌سوتا، کمر به مستند‌کردن ظهور واقعیت‌نماها (Factoids) از اواسط دهه 1990 بسته بود، امری که منجر به سرمایه‌گذاری افراطی قابل توجهی در شــبکه‌های فیبر نوری شده بود. این تصور غلط مبتنی بر داده‌هایی بود که توســط ‏UUNet، اولین ارائه ‌دهنده تجاری خدمات اینترنت، دراواسط دهه 1990 ارائه شده بــود. در آن زمان، حداقل تا مدتی کوتاه، چنین رشــدی واقعا رخ داد. اما بنا بر مستندات کری کوفمن و اندرو ادلزینکو درگزارشی که توسط وال استریت ژورنال در سال 2002 منتشر شد، در ادامه دهه 1990 دوبرابرشــدن حجم داده‌ها تقریبا فقط به‌صورت سالانه رخ داد. تفاوت بین دو نرخ رشــد بسیار زیاد است: به‌دلیل جادوی ترکیب داده‌ها، دوبرابرشدن داده‌ها در هر 100 روز به‌جای رشــد صددرصدی سالانه که در گزارش ذکر شــده بود، تبدیل شده به رشدی حدود 1000 درصدی در سال.

در خلل حباب دات‌کام، رهبران صنعت کامپیوتر، تحلیل‌گران سرمایه‌گذاری و رسانه‌های عمومــی در گزارش‌هایشــان چنیــن رشــد غلوآمیزی از فرایند جریــان داده‌های اینترنت را تکــرار کردند. این ارقام ســاختگی کمک زیادی به توجیه ســرمایه‌گذاری‌های مشکوک در زیرساخت‌های شبکه کرد و به‌مقدار زیادی موجــب افزایش بی‌حد ظرفیــت در صنعت مخابرات و شبکه شد. امروزه تنها بخش بسیار کوچکی از این ظرفیت شبکه استفاده می‌شود و میلیارد ها دلار به‌خاطر پذیرش کورکورانه این فهم عامیانه تلف شد.

نمودار میزان برق مصرفی

ادعای نویســنده‌های گزارش‌ها این بود که اینترنــت 8 درصد از بــرق ایالت متحده را در ســال 2000 مصرف می‌کنــد و رایانه‌ها (آن‌هایی که به اینترنت وصلند) 13 درصد برق را مصرف و کل رشــد مصرف برق در ایالت متحده در ده ســال آینده به 50 درصد خواهد رسید. (کمی بعد نویسنده‌ها مدعی شدند یک آیفون به‌اندازه دو یخچال برق مصرف می‌کند). مشخص شــد همه این ادعاها بی‌پایه است اما سال‌ها طول کشید تا از طریق تحقیقات مبتنی بر «داوری همتا» (Peer review) بی‌پایگی این ادعاها اثبات شود. ما متوجه شدیم که اینترنت (بنا به تعریف همان نویسندگان) در سال 2000 فقط 1 درصد از برق ایالت متحده را مصرف کــرده، مصرف کل کامپیوترها 3 درصد بوده و کل مصرف هیچ‌گاه به رشــد نصف میزان کل برق مصرفی نخواهد رسید. تقریبا در تمام موارد متوجه شدیم نویسندگان این مقالات میزان برق مصرفی ابــزار کامپیوتری را بیش‌ازحد تخمین زده بودند.

ایــن مثال‌ها وقتی به ذهنم رســید که برای اولیــن بــار ادعاهای جدید درمــورد مصرف برق بیت کوین را شــنیدم اما مسئله بیت‌کوین ویژگی‌های خاص خودش را هم دارد.

حواس‌تان به برآوردهای پر سروصدا باشد!

وب‌سایت دیجی‌ کونومیست (Digiconomist) منبع بســیاری از برآوردهای رسانه‌ای در باب مصرف برق بیت کوین است. این سایت توسط یک اقتصاددان هلندی به نام آلکس دی وریس ایجاد شده و او درآن به جمع‌بندی برآوردهای خود تحت عنوان «شاخص مصرف بیت‌کوین» پرداخته است.

یکی از ویژگی‌های مهم مصرف برق ارزهای دیجیتال این اســت که باید «دقیقــا روزی» را که تخمین شــما انجام می‌شود مشخص کنید. این امر به این خاطر اســت که رشد استخراج بیت‌ کوین نسبت به زمان بســیار سریع است بنابراین ارائه میانگین ماهانه یا ســالانه به‌قدر کافی دقیق نیست. چنین رشدی باعث می‌شود برآوردها حتی در چند سال گذشته برای تخمین مصرف برق بیت کوین در حال حاضر آن‌قدرها هم که فکر می‌کنیم کارآمد نباشد.

دی وریــس اخیــرا در مقاله‌ای تشــریحی خالصه‌ای از روش به‌دســت‌آوردن شاخص مصرف بیت‌ کویــن را ارائــه داده. او می‌تواند مجموعه زمانی روزانه تولید کند چون شاخص او از داده‌های زیر استفاده می‌کند:

1. قیمت بیت‌کوین در یک دوره زمانی (مثال امروز 29 اکتبر 2018 مبلغش حدود 6300 دلار بود).
2. تعداد بیت‌کوین‌های استخراج‌شــده در همین دوره زمانی.
3. فرضی درباره درصد هزینه بیت‌ کوین که به برق اختصاص دارد 60درصد ( که هم شامل مصرف مستقیم برق برای استخراج‌کننده‌های بیت‌کویــن و هــم شــامل مصــرف بــرق زیرساخت‌های برق پشتیبان این استخراج است )خنک‌کردن، بادبزن‌ها، تبدیل برق و غیره).
4. و فرضــی درباره هزینه مصرف برق (در آمریکا 5 سنت برای هر کیلووات).

هزینه بیت‌ کوین در خلل یک دوره ضرب در تعداد بیت‌ کوین‌ های استخراج‌شــده در آن زمان (به‌علاوه هزینه‌های مبادله ) مساوی است با کل مبلغ که ضرب در 60 درصد می‌شــود تا مخارج مصرف برق بیت کوین مشخص شود. این هزینه‌ها بر هزینه فرضی برق تقسیم می‌شود تا مصرف برق شبکه را بر حســب تراوات در ساعت به دست بیاوریم.

مزیــت این نحوه محاســبه در این اســت کــه با توجه به داده‌های در دســترس می‌توان آن را ردیابــی کــرد اما تخمیــن ویژگی‌های فیزیکی یک نظام فنــاوری مبتنی بر فرضیاتی درباره شــاخص‌های اقتصــادی و رفتارهای اســتخراج‌کننده‌های بیت‌ کوین اســت (مثال اختصاص بهینه منابع استخراج).

برای تخمین برق مصرف‌ شده توســط دســتگاه‌ها مبتنی اســت بر شناخت ویژگی‌های دستگاه‌های پردازش، خنک‌کننده  و توزیع قدرت از طریق اســتفاده از داده‌های میدانی.

محاسباتی از این قسم شک من را برمی‌انگیزد. شاخص‌های اقتصادی (نظیر قیمت بیت‌ کوین) متغیرند و در بهترین حالت رابطه‌ای همبســته [و نــه علّی] با مصرف برق‌ دارند. در نظام‌های واقعی اقتصادی، ممکن است گرایشی نسبت به بهینه‌ سازی وجود داشته باشد اما معمولا به‌دلیل هزینه‌های تبادل، خطاهای شــناختی و ســایر کاستی‌های انسانی یا سازمانی هیچ‌گاه حتی به آن نزدیک هم نمی‌شــوند. به‌علاوه، فرضیات مورد اســتفاده توسط دیجی‌کونومیست آن‌قدر ســاده‌انگارانه است که هر تحلیل‌گر معتبری را نگران می‌کند.

روش درست کار

راه سرراست‌تر برای تخمین برق مصرف‌ شده توســط دســتگاه‌ها مبتنی اســت بر شناخت ویژگی‌های دستگاه‌های پردازش، خنک‌کننده  و توزیع قدرت از طریق اســتفاده از داده‌های میدانی.

امروزه ســرورهای مــورد اســتفاده برای اســتخراج بیت‌ کوین صرفا برای نرم‌افزارهای اســتخراح بیت‌ کوین طراحی شده و شباهت زیادی با سرورهای سخت‌افزاری نصب‌ شده در مراکز عظیم داده و شــرکت‌ها ندارند. از آن‌جا که این سرورهای خاص توسط تامین‌کننده‌های بزرگ داده ردیابی نشــده‌اند ما فقط می‌توانیم تعدادشــان را تخمین بزنیم. تقریبا هیچ چیز از اینکه کجا نصب شده‌اند نمی‌دانیم و دانش ما در مورد سیستم برق و دستگاه‌های خنک‌کننده این مراکز تقریبا صفر است.

این مشــکلات در مــورد اطلاعات باعث می‌شــود هرگونــه تخمین مصــرف کل برق فرایند اســتخراج بیت‌ کوین بسیار دشوار شود. احتمالا به همین دلیل هم دی وریس از رویکرد اقتصادی ساده‌سازانه برای تولید شاخص خود اســتفاده کرده اما این امر به این معنا نیست که روش او شــاخصی مطمئن برای مصرف برق بیت کوین به ما بدهد. در اول فوریــه 2017، مارک بواند، تحلیلگر و کارآفریــن در زمینه ارزهای دیجیتال، برآورد دیجی‌کونومیســت را نقد کرد. مهم‌تر اینکه او نسبت به انتخاب دلبخواهی عدد 60 درصد از هزینه برای برق ابراز نگرانی کرد و در داده‌هایش (که مبتنی بر دستگاه‌های واقعی بودند) نشان داد ایــن امر در محدوده‌ای بین 6.3 درصد و 38.6 درصد قرار دارد. با اســتفاده از رویکردی بهتر و اطلاعاتی دقیق‌تر درمورد ویژگی‌های معادن اســتخراج بیت‌ کوین در طی زمان، او مصرف برق بیت کوین را در 26 فوریه 2017، 28 ژوئیه 2017 و 11 ژانویه 2018 محاسبه کرد.

بواند بر خالف دیجی‌کونومیست به برآورد روزبه‌روز در بــازه زمانی بین این ســه دوره نپرداخت امــا همین ســه داده هم درس‌های بسیاری به ما می‌آموزد. هر دو منبع نشان‌دهنده رشدی حدود چهار برابر در خلال دوره زمانی بین 26 فوریه 2017 تا 11 ژانویه 2018 هستند. این رشد ســریع با مصرف عادی مقایسه شده و به همین دلیل هم توجه بیشــتر به بیت‌کوین چیز عجیبی نیســت. تفاوت اصلی دو برآورد در مصرف مطلق برق است. برآوردهای بواند کمتر از نصف برآوردهای دیجی‌کونومیســت اســت. ضمن اینکه برآوردهای بواند جزییات فنی بیشتر دارد و چندان به فرضیات دلبخواهی دست‌ بالا متکی نیست، فرضیاتی که به‌نظر من باعث از بین‌رفتن اعتماد می‌شود.

جهان در سال 2016 به‌میزان 21 هزار و200 تراوات ساعت به‌صورت سالانه برق مصرف کرده است.

یکی از دســتاوردهای مهم دیگر این نمودار مقیاس نسبی است. جهان در سال 2016 به‌میزان 21 هزار و 200 تراوات ساعت به‌ صورت سالانه برق مصرف کرده. ســال 2016 آخرین سالی است که توانستم اطلاعات تاریخی در مورد آن بیابم و اگر تاریخ را مبنا بگیریم باید بگوییم این عدد در طول یک سال تنها چند درصد افزایش پیدا کرده. این بدان معناست که اگر اعداد بواند صحیح باشد در 11 ژانویه 2018 بیت‌کوین فقط 0.1 درصد برق جهانی را مصرف کرده است.

اوضاع بحرانی نیست؛ اما تحقیقات بیشتری لازم است

طبــق نظر آژانس بین‌المللــی انرژی، مراکز داده و دستگاه‌های شبکه جهانی هرکدام حدود 1 درصد از برق جهانی را در سال 2014 مصرف کرده‌اند که در مجموع می‌شود 2 درصد. علاوه بر آن، در ســال‌های اخیر به‌ نظر می‌رسد رشد مصرف بــرق در مراکز داده به‌ مقــدار زیادی کاهش پیدا کرده. به‌دلیل ناکارآمدی‌های موجود در مراکز داده‌های شرکت‌ها، در چند سال آینده اگر نگوییم رشد مصرف برق هیچ بود، حداقل می‌توان گفت ناچیز بود.

اگر برآورد بواند درست باشد آن‌گاه استخراج بیت‌ کوین حدود 0.1 درصد از کل برق جهان را مصرف می‌کند، در نتیجه می‌توان گفت مصرف برق کل مراکز داده حدود 5 درصد بیشــتر از چیزی است که آژانس بین‌المللی انرژی تخمین زده (در این تخمین‌ها ســهم بیت‌ کوین لحاظ نشده). بدون داده‌های بیشتر تخمینی دقیق‌تر از این بسیار دشوار است.

نرخ رشــد اخیر اســتخراج بیت‌ کوین قابل توجه است و اگر این رشد در آینده حتی چیزی نزدیک به نرخ رشــد فعلی باشد، به‌زودی مصرف برق بیت کوین اهمیت بیشتری پیدا خواهد کرد. اســتمرار رشــد مصرف برق استخراج بیت‌ کوین بســتگی دارد به قیمت بیت‌ کوین، ســختی اســتخراج بیت‌ کوین (که به‌موازات افزایش سرعت معادن سخت‌تر هم خواهد شد) نرخ بهبود کارایی معادن استخراج بیت‌ کوین. ضمنا به نرخ برق، هزینه دستگاه‌های استخراج و اســتمرار رویکرد عدم دخالت بســیاری از دولت‌ها نســبت به بیت‌کوین هم وابسته است (رویکردی که ممکن است به‌سرعت تغییر کند اما هیچ‌کس نمی‌داند چرا و کی ممکن اســت تغییر کند). نباید با بی‌پروایی نرخ رشــد اخیر بیت‌ کوین را برای آینده پیش‌بینی کنیم.

ابهام دیگر این اســت که ما در مورد ســایر ارزهــای دیجیتــال حتی کمتــر از بیت‌کوین می‌دانیــم، پــس در این مورد بایــد تحقیقات بیشــتری صورت بگیرد. مصرف برق ارزهای دیجیتال غیر از بیت‌کوین باید محاسبه شود، هم به‌خاطر اینکه جمع مصرف برق [بیت‌کوین و سایر ارزها] مهم است و هم به‌خاطر اینکه اگر نیاز برق مصرفی بیت‌کوین غیر قابل مدیریت شود ســایر ارزهای دیجیتال (که ممکن است از لحــاظ مصرف انرژی از بیت‌کوین بســیار به‌صرفه‌تر باشند) ممکن است تبدیل به رقبای بیت‌کوین شوند.

ما به داده‌های ســنجیده در مــورد اماکن استخراج بیت‌ کوین نیاز فوری داریم، داده‌هایی شامل ویژگی‌های استخراج‌کننده‌های بیت‌ کوین و نیــرو و خنک‌کننده‌هــای مــورد نیاز برای پشــتیبانی از آن‌ها. برآورد دیجی‌کونومیست از فرضیات و داده‌های بســیار دســت بالایی بــرای تخمین برق مصرفی اســتفاده می‌کند، درحالی‌کــه تخمین بواند مبتنی بر برآوردهای دقیق‌تری اســت. با این‌حال هیچ‌کدام از این دو شامل هیچ‌گونه داده میدانی از دستگاه‌های موجود در معادن استخراج واقعی نیستند. اگر بخواهیــم برآورد دقیق‌تــری از مصرف برق بیت کوین داشــته باشیم، این‌گونه تحقیقات و داده‌های میدانی نقشی حیاتی دارند.

ارزهــای دیجیتال تازه اول راهند و داده‌های مربوط به مصرف برق‌شــان هنــوز آن‌قدر کم اســت که نمی‌توان به هیچ نتیجه درســت و حســابی در مورد آن‌ها رسید.

برای اینکه تحلیل درباره اثر بلاک چین روی مصرف برق به‌درســتی صورت بگیرد نیاز به گروهی از دانشــمندان و صدها هزار دلار پول است، بنابراین عجیب نیست که هنوز تحقیقی دقیق در مورد موضوعی به این فوریت صورت نگرفته است. سیاســتگذاران معمولا خواهان پاســخ‌های ســریع‌اند اما تا وقتی از تحقیقات بیشتری پشتیبانی مالی نشود، چیز بیشتری در مورد این موضوع نمی‌توان گفت.

درس‌های دیگر

از آن‌جــا که نــرخ تغییــر در مصرف برق بیت کوین ممکن است سریع باشد، بسیار مهم اســت که نه گزارشــی از برآورد مصرف برق بدهیم و نه به گزارشــی در ایــن مورد ارجاع بدهیم. به‌دلیل سرعت تغییرات گزارش سالیانه برآورد ابدا کافی نیست.

اگر سامانه‌های استخراج بیت‌ کوین در یک محدوده زیاد باشــد، پیشنهاد من این است که تمامی هزینه ســرمایه‌گذاری زیرساخت‌های انتقــال و توزیع از پیش به پای آن‌ها حســاب شود. ممکن است استخراج بیت‌ کوین به همان ســرعتی که به وجود آمد از بین برود به همین خاطر نباید مشترکان عادی برق متضرر شوند. من چنین چیزی را پیش‌بینی نمی‌کنم بلکه فقط می‌گویم احتمالی است که ریسک بالایی برای مشترکین عادی برق دارد.

اگر مصرف برق بیت کوین اهمیت بیشتری پیدا کند، احتمالا با این پرسش مواجه خواهیم شد که آیا باید منابع تولیدی با اتلاف صفر برای به راه انداختن آن‌ها آن‌هم به‌صورت محدود به کار بگیریم یا نه. اگر ما آن‌ها را برای بیت‌ کوین به کار بگیریم، دیگر نمی‌توانیم جای دیگری از آن‌ها استفاده کنیم، بنابراین باید دست به انتخاب بزنیم.

نتیجه

ارزهــای دیجیتال تازه اول راهند و داده‌های مربوط به مصرف برق‌شــان هنــوز آن‌قدر کم اســت که نمی‌توان به هیچ نتیجه درســت و حســابی در مورد آن‌ها رسید. ناظران رسانه‌ای باید حواس‌شان باشد که دست به برآوردهای بی‌پروا درباره گرایش‌های اخیر نزنند، به همین ترتیب روش‌های ساده‌انگارانه نیز ممکن است به خطاهای فاحش ختم شود. اکنون یعنی 11 ژانویه 2018 اســتخراج بیت‌ کوین حدود 0.1 درصــد از برق جهانــی را مصرف می‌کنند اما نرخ رشد اخیر بالا بوده است. اتفاقی که در گام بعدی رخ خواهد داد به خود ما بستگی دارد.

منبع: نشریه بازخورد