De nouveaux composants de protocole améliorent l’efficacité énergétique

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  • Les résultats de l’IOTA V2 sans coordinateur prouvent que l’IOTA est une technologie de grand livre distribué (DLT) économe en énergie et à feuilles persistantes.
  • L’analyse montre que la consommation d’énergie d’IOTA est de 0,000009 % du réseau Bitcoin.

Les écologistes ont discuté des énormes quantités d’énergie consommées par les technologies de grand livre distribué (DLT) basées sur le mécanisme de consensus PoW. Une donnée Digiconomist estime que le taux de consommation d’énergie du réseau Bitcoin est d’environ 205 TWh par an. Ce montant est presque la quantité d’énergie consommée dans toute l’Afrique du Sud.

En revanche, l’IOTA DLT utilisera un algorithme de contrôle d’accès avancé qui n’implique pas de PoW ; ainsi, il consomme moins d’énergie. L’IOTA est construit sur le cadre du graphe de croissance acyclique dirigé. Cependant, de nouvelles recherches sur le réseau principal seront nécessaires pour prouver que l’IOTA reste une technologie économe en énergie.

Cette preuve est importante car des modifications de son protocole se traduiront par IOTA V2. Récemment, la recherche IOTA a terminé une analyse détaillée de IOTA V2 pour prouver que la technologie reste économe en énergie. L’équipe a publié un rapport de ses conclusions pour prouver que la technologie IOTA est toujours économe en énergie.

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L’étude

L’équipe a utilisé le prototype de logiciel de nœud GoShimmer pour analyser l’IOTA V2 sans coordinateur.

Nous avons effectué différents tests sur un ordinateur portable économe en énergie (le Raspberry Pi 4B) pour déterminer le taux de consommation d’énergie d’un réseau GoShimmer privé.

L’analyse montre qu’il faut moins d’énergie pour alimenter une transaction du protocole IOTA V2 sur le point d’être publié qu’il n’en faut pour allumer une lumière de Noël par seconde. Ce résultat est l’une des découvertes de l’analyse du prototype IOTA V2 pour déterminer son efficacité énergétique.

Une partie importante du résultat de la recherche est l’amélioration significative de la consommation d’énergie nécessaire pour émettre un message dans GoShimmer. L’équipe a obtenu ce résultat via la simulation du PoW en tant que méthode de protection contre le spam du réseau sous l’algorithme de contrôle de la congestion IOTA (ICCA).

Les résultats du test GoShimmer révèlent que 0,00678 joule correspond à la consommation d’énergie d’une transaction de données par nœud avec une activité réseau de 50 mps. *MPS représente les messages par seconde. Un joule équivaut à un watt-seconde.

Cette quantité est l’énergie utilisée pour allumer une lumière d’arbre de Noël pendant une seconde. De plus, la chute d’une tomate d’une hauteur d’environ un mètre entraîne un gain d’énergie cinétique d’un joule. Le tableau ci-dessous compare les deux données de consommation d’énergie primaire lors de l’utilisation d’une LED 1W pendant une seconde.

Figure 1. Un tableau comparant les données de consommation d’énergie de GoShimmer.

Lors de la comparaison de l’énergie par message et des métriques de nœud, il est important de prendre en compte l’énergie consommée par le périphérique matériel. N’oubliez pas que les nœuds s’exécutent sur cet appareil. Une consommation d’énergie matérielle est nécessaire avant qu’un message puisse être traité. En utilisant le tableau ci-dessus, le Raspberry Pi est le périphérique matériel, et il consomme un peu plus de 2W, ce qui est toujours du côté bas.

Nos calculs ont souligné que le prototype IOTA V2 consomme moins d’énergie. Nos calculs supposaient que notre réseau IOTA se composait de 450 nœuds Raspberry Pi avec une charge réseau constante de 50 mps. Nos résultats montrent que le taux annuel de consommation d’énergie serait de 43,30 %. Il s’agit du taux de consommation d’énergie annuel d’un habitant allemand moyen.

Figure 2. Tableau comparant GoShimmer au taux de consommation par habitant

Il est également important de noter que le taux annuel de consommation d’énergie de ce réseau fictif est de 204,5 TWh. Ce montant ne représente que 0,000009% du taux de consommation d’énergie du réseau Bitcoin par an. La dernière mise à jour de Chrysalis a rendu le protocole IOTA plus économe en énergie. Après la mise à niveau de Chrysalis, l’équipe a également effectué divers tests pour confirmer que IOTA V2 conservera son efficacité énergétique.

L’un des tests était un IOTA V2 sans PoW. Les résultats des tests indiquent que 0,00678 joules est la consommation d’énergie nécessaire pour traiter une transaction de données de débit de 50 mps. En revanche, l’émission d’une transaction avec PoW dans Chrysalis nécessitera 99,83 % d’énergie en plus que ce qui est estimé ci-dessus.

La dernière mise à niveau IOTA (la mise à niveau Chrysalis) consomme 4 025 joules pour une seule transaction. Le tableau ci-dessous compare la consommation d’énergie par message entre GoShimmer et Chrysalis avec et sans PoW.

Figure 3. Tableau de comparaison des référentiels de consommation d’énergie par message

Sur la base des données du tableau ci-dessus, il y a une diminution significative de la consommation d’énergie pour l’émission d’une transaction sur Chrysalis avec PoW par rapport à GoShimmer. Cependant, la colonne Chrysalis sans PoW montre que le traitement des messages dans GoShimmer consomme plus d’énergie.

Les nouveaux composants GoShimmer, tels que les modules liés au consensus, sont la principale raison de cette augmentation des niveaux de consommation d’énergie. Auparavant, parvenir à un consensus dans le réseau Chrysalis nécessitait le message d’étape du Coordonnateur faisant référence à la demande de consensus.

Depuis que le GoShimmer ne contient plus le Coordinateur, les processus sont devenus plus complexes ; donc, nécessitant plus d’énergie. Il est important de noter que cette comparaison qui indique une diminution significative de la consommation d’énergie, est importante pour les petits réseaux.

Lié: Que les récompenses soient avec vous : IOTA lance le jalonnement de Shimmer et Assembly

Cependant, la consommation d’énergie dans GoShimmer sera plus élevée que dans Chrysalis pour les grands réseaux. Il est encore plus prononcé en raison de la difficulté actuelle du PoW. Supposons qu’il y ait 100 nœuds dans un réseau. Un message provenant d’un nœud nécessitera que les nœuds récepteurs traitent le message 99 fois.

Par conséquent, le traitement d’un message dans des réseaux plus grands consomme plus d’énergie, annulant ainsi la diminution d’énergie nécessaire pour émettre un tel message. Outre la taille du réseau, le périphérique matériel contribue également à la consommation totale d’énergie d’un réseau.

Il est important de noter que les serveurs des fournisseurs de centres de données sont utilisés pour exécuter la majorité des nœuds sur le réseau principal IOTA. L’équipe utilise des ordinateurs Raspberry Pi économes en énergie pour exécuter les nœuds de notre exemple de réseau.

Par conséquent, les lecteurs doivent garder à l’esprit que la recherche vise à analyser le taux de consommation d’énergie de l’IOTA V2. L’équipe a comparé le réseau GoShimmer avec un réseau Chrysalis sous des paramètres similaires pour déterminer l’effet de l’efficacité de la consommation d’énergie sur la consommation d’énergie totale.

Figure 4. Comparaison de la consommation d’énergie entre GoShimmer et Chrysalis

Le graphique ci-dessus indique que la consommation d’énergie entre deux réseaux avec 450 nœuds et un débit de 50 mps est la même. Ce résultat prouve ce qui a été discuté précédemment. Lors de la diffusion d’un message sur des réseaux plus importants, la théorie de l’efficacité de la consommation d’énergie n’a que peu d’importance.

Ce résultat est une excellente nouvelle. Cela prouve que GoShimmer et Chrysalis consomment des quantités d’énergie similaires même si l’introduction de nouveaux composants de protocole dans GoShimmer a augmenté sa complexité. De plus, il n’y a pas de mises à jour récentes du code prototype de GoShimmer. Cependant, il y a eu des mises à jour récentes du logiciel du nœud du réseau principal de Chrysalis.

Par conséquent, il existe une possibilité d’une plus grande efficacité énergétique dans la solution IOTA V2. De plus, les attaques de spam sur le réseau pourraient pousser les développeurs à augmenter la difficulté du PoW dans Chrysalis. Si cela se produit, le niveau de consommation d’énergie augmentera.

Généralement, les résultats de la recherche sont de bonnes nouvelles. Les valeurs du nombre de nœuds et de l’activité du réseau dans l’exemple de réseau IOTA et le réseau principal IOTA actuel sont similaires. De plus, les développeurs peuvent toujours optimiser GoShimmer pour améliorer son efficacité puisqu’il s’agit d’un prototype de recherche. Par conséquent, il y a lieu d’être positif quant à l’avenir de l’IOTA en termes de consommation d’énergie.

Un DLT respectueux de l’environnement

Les résultats de la recherche prouvent que personne n’a à se soucier de savoir si la blockchain ou d’autres DLT ont un impact négatif sur l’environnement. Il n’est pas rare que les gens s’inquiètent des protocoles du mécanisme de consensus PoW. Diverses données prouvent que ces protocoles construits par PoW consomment d’énormes quantités d’énergie et génèrent d’énormes quantités de déchets, nuisant ainsi à l’environnement.

Les taux croissants de changement climatique obligent les autorités à évaluer en permanence les inventions technologiques affectant la vie humaine, en particulier les DLT. « Nos recherches montrent que IOTA V2 n’a aucun effet néfaste sur l’environnement car il consomme peu d’énergie. »

Cette recherche prouve en outre qu’il existe des DLT pour les solutions numériques de durabilité qui peuvent aider les autorités à atteindre leurs objectifs en matière de climat propre. Par exemple, la fondation IOTA a des partenaires du monde entier. La fondation collecte des fonds par leur intermédiaire pour rechercher et développer des technologies utiles à diverses fins.

Des exemples notables de ces produits sont le MRV numérique et le pipeline d’informations sur la logistique commerciale (TLIP). Ces technologies doivent consommer peu d’énergie car elles font partie de solutions numériques de durabilité pour atteindre des objectifs d’environnement propre. Par conséquent, le protocole IOTA est la meilleure option pour atteindre cet objectif. C’est simple et économe en énergie.

Améliorations possibles dans le futur

L’IOTA V2 est la preuve que la faible consommation d’énergie de l’IOTA le rend respectueux de l’environnement. Les DLT doivent être transparents sur les données de consommation d’énergie. Ainsi, les régulateurs et les investisseurs peuvent prendre de meilleures décisions concernant ce secteur. Le rapport ajoute : « Nous espérons inspirer d’autres projets à suivre notre exemple en réalisant et en partageant le profil de consommation d’énergie de leurs protocoles ».

Des recherches plus approfondies sur la technologie IOTA permettront de mieux comprendre ses effets sur l’environnement. D’autres chercheurs sont invités à mener leurs études sur la consommation d’énergie d’IOTA V2.

D’autres aspects de la recherche peuvent inclure la consommation d’énergie du réseau principal IOTA. D’autres protocoles bénéficieraient de ces comparaisons. En outre, certains chercheurs peuvent se concentrer sur les mises à jour continues de GoShimmer et de ses taux de consommation d’énergie, en particulier après la prochaine mise à niveau. Un rapport complet de cette recherche est disponible ici.



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