\sisetup{ output-decimal-marker={,}, group-separator={}, per-mode=symbol }

\graphicspath{{../code/analysis/output/}}

\section{\large\bfseries}{\thesection}{1em}{} \subsection{\normalsize\bfseries}{\thesubsection}{1em}{}

pdftitle={Energy Efficiency of JavaScript Runtime Environments in Serverless Computing}, pdfauthor={Kamil Warpechowski, Bogdan Ksiezopolski}, pdfkeywords={JavaScript, Node.js, Deno, Bun, energy, serverless, RAPL, JIT}, colorlinks=true, linkcolor=black, citecolor=black, urlcolor=blue ]{hyperref}

\nodejs{Node.js\xspace} \rapl{Intel RAPL\xspace} \jit{JIT\xspace} \faas{FaaS\xspace}

\title{\textbf{Energy Efficiency of JavaScript Runtime Environments\ in Serverless Computing: Node.js vs Deno vs Bun}\[0.5em] \largeWorking Paper}

\author{ Kamil Warpechowski${}^{1,2}$ \quad Bogdan Ksi{e.z}opolski${}^1$\[0.3em] \small ${}^1$Kozminski University, Warsaw, Poland\ \small ${}^2$NASK National Research Institute, Warsaw, Poland\ \small {kamil.warpechowski, bogdan.ksiezopolski}@kozminski.edu.pl }

\maketitle

Streszczenie JavaScript runtimes — Node.js, Deno, and Bun — are the most widely deployed serverless (FaaS) execution environments, yet their energy consumption differences have never been empirically measured. This paper presents the first systematic energy analysis of these three runtimes under serverless workloads. We conducted five controlled experiments on two independent bare-metal servers (P1: Intel Core i7-6700/Skylake; P2: Intel Xeon E-2176G/Coffee Lake) using Intel RAPL sysfs measurements, collecting $n=1,800$ primary measurements with 50 repetitions per configuration. Results show that Bun consumes $74$ less energy than Node.js for I/O-bound workloads and $32$ less for CPU-bound; the only category where Node.js leads is server-side rendering ($-16$ vs Bun). Rankings are 100% stable (6/6 workloads) across both microarchitectures. Deno achieves $17$ savings on memory-bound operations. The JIT amortisation breakeven is $N\approx 500$ invocations for V8 and $N\approx 100$ for JavaScriptCore, with direct implications for keep-alive policies in FaaS platforms. The idle power ratio ${\lambda }_{idle}\approx 0.20$ is empirically identical across all runtimes, validating the LACE-RL model default. A TOPSIS multi-criteria model ($E\times L\times C$) exhibits $16.7$ divergence from a latency-only ranking.

Keywords: JavaScript; runtime environments; Node.js; Deno; Bun; energy consumption; serverless; Intel RAPL; JIT compilation; cloud energy efficiency

\appendix

Streszczenie (Polish Abstract)

toc{section}{Streszczenie}

polish Środowiska uruchomieniowe JavaScript — Node.js, Deno iBun — są najszerzej stosowanymi platformami serverless (FaaS), jednak ich wzajemne różnice energetyczne nie były dotychczas mierzone empirycznie. Niniejsza praca przedstawia pierwszą systematyczną analizę energetyczną tych trzech runtimeów wkontekście workloadów serverless. Przeprowadziliśmy sześć kontrolowanych eksperymentów nadwóch niezależnych serwerach bare-metal (P1: Intel Core i7-6700/Skylake; P2: Intel Xeon E-2176G/Coffee Lake) zpomiarem via Intel RAPL sysfs, gromadząc $n=1800$ pomiarów przy 50powtórzeniach per konfigurację. Bun zużywa o$74$ mniej energii od Node.js przy workloadach I/O-bound io$32$ mniej przy CPU-bound; jedyną kategorią, wktórej Node.js prowadzi, jest SSR ($-16$ vs Bun). Rankingi są 100% stabilne (6/6 workloadów) między mikroarchitekturami Skylake iCoffee Lake. Deno osiąga $17$ oszczędność przy operacjach pamięciocentrycznych. Próg amortyzacji JIT wynosi $N\approx 500$ dla V8 i~$N\approx 100$ dla JavaScriptCore. Praca dostarcza standaryzowanego protokołu pomiarowego, walidacji cross-platform oraz otwartego zestawu benchmarków. english