كيفية جعل أجهزة الكمبيوتر أسرع وصديقة للمناخ

كيفية جعل أجهزة الكمبيوتر أسرع وصديقة للمناخ يمكن لإنترنت الأشياء تحسين نوعية الحياة ، لكنه سيستهلك أيضًا كميات هائلة من الكهرباء ويعزز انبعاثات غازات الدفيئة. (صراع الأسهم)

تتمتع الهاتف الذكي هو أقوى بكثير من أجهزة الكمبيوتر ناسا وضع نيل أرمسترونغ وبوز ألدرين على سطح القمر في عام 1969 ، لكنه أيضًا خنزير طاقة. في الحوسبة ، يعتبر استخدام الطاقة مشكلة ثانوية في السرعة والتخزين ، ولكن مع معدل واتجاه التقدم التكنولوجي ، أصبح الاهتمام البيئي المتزايد.

عندما افتتحت شركة تعدين العملة المشفرة Hut 8 أكبر مشروع لتعدين البيتكوين في كندا خارج مديسين هات ، ألتا ، أطلق دعاة حماية البيئة ناقوس الخطر. المصنع يستهلك 10 أضعاف الكهرباء، تنتج إلى حد كبير من قبل محطة لتوليد الطاقة التي تعمل بالغاز الطبيعي ، من أي منشأة أخرى في المدينة.

على الصعيد العالمي ، انبعاثات غازات الدفيئة (GHG) من قطاعات المعلومات والاتصالات والتكنولوجيا (ICT) هي من المتوقع أن تصل إلى ما يعادل 1.4 جيجا طن (مليار طن متري) من ثاني أكسيد الكربون سنويًا بحلول عام 2020. هذا هو 2.7 في المائة من غازات الدفيئة العالمية و ما يقرب من ضعف الناتج السنوي الإجمالي لغازات الدفيئة في كندا.

من خلال تصميم معالجات الكمبيوتر الموفرة للطاقة ، يمكننا تقليل استهلاك الطاقة ، ويمكننا تقليل انبعاثات غازات الدفيئة في الأماكن التي تأتي فيها الكهرباء من الوقود الأحفوري. كمهندس كمبيوتر متخصص في هندسة الكمبيوتر والحساب ، أنا وزملائي على ثقة من أن هذه الآثار الإيجابية يمكن تحقيقها دون أي تأثير تقريبًا على أداء الكمبيوتر أو راحة المستخدم.

اتصالات قوية

إن إنترنت الأشياء (IoT) - المكون من أجهزة الحوسبة المتصلة المضمنة في الأشياء اليومية - يقدم بالفعل تأثيرات اقتصادية واجتماعية إيجابية ، مما يحول مجتمعاتنا والبيئة وسلاسل الإمداد بالأغذية لدينا نحو الأفضل.

هذه الأجهزة تراقب وتقلل من تلوث الهواء ، وتحسن حفظ المياه وتغذي العالم الجائع. كما أنها تجعل منازلنا وشركاتنا أكثر كفاءة ، حيث تتحكم في الترموستاتات والإضاءة وسخانات المياه والثلاجات والغسالات.

كيفية جعل أجهزة الكمبيوتر أسرع وصديقة للمناخ تضيف الأجهزة المتصلة بالإنترنت احتياجات معالجة البيانات واستهلاك الطاقة. (صراع الأسهم)


الحصول على أحدث من InnerSelf


مع عدد الأجهزة المتصلة لتعيين أعلى 11 مليار - لا يشمل أجهزة الكمبيوتر والهواتف - في عام 2018 ، سينشئ إنترنت الأشياء بيانات كبيرة تتطلب حسابات ضخمة.

جعل حساب أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من شأنه أن يوفر المال ويقلل من استخدام الطاقة. كما سيسمح للبطاريات التي توفر الطاقة في أنظمة الحوسبة أن تكون أصغر أو تعمل لفترة أطول. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تشغيل العمليات الحسابية بشكل أسرع ، وبالتالي فإن أنظمة الحوسبة تولد حرارة أقل.

الحوسبة التقريبية

تم تصميم أنظمة الحوسبة اليوم لتقديم حلول دقيقة بتكلفة عالية للطاقة. لكن العديد من الخوارزميات المقاومة للخطأ مثل الصورة والصوت ومعالجة الفيديو واستخراج البيانات وتحليل بيانات المستشعر والتعلم العميق لا تتطلب إجابات دقيقة.

هذه الدقة غير الضرورية والإنفاق المفرط على الطاقة تبذير. هناك قيود على الإدراك البشري - فنحن لا نحتاج دائمًا إلى دقة 100 في المائة حتى نرضى عن النتيجة. على سبيل المثال ، غالباً ما تمر التغييرات الطفيفة في جودة الصور ومقاطع الفيديو دون أن يلاحظها أحد.

كيفية جعل أجهزة الكمبيوتر أسرع وصديقة للمناخ لا تتطلب تطبيقات معالجة الفيديو دقة 100 في المائة. (صراع الأسهم)

يمكن أن تستفيد أنظمة الحوسبة من هذه القيود لتقليل استخدام الطاقة دون أن يكون لها تأثير سلبي على تجربة المستخدم. "الحوسبة التقريبية" هي تقنية حسابية تُرجع أحيانًا نتائج غير دقيقة ، مما يجعلها مفيدة للتطبيقات التي تكون فيها النتيجة التقريبية كافية.

في مختبر هندسة الكمبيوتر بجامعة ساسكاتشوان ، نقترح تصميم وتنفيذ حلول الحوسبة التقريبية هذه ، حتى يتمكنوا من تبادل الدقة والكفاءة بشكل مثالي عبر البرامج والأجهزة. عندما طبقنا هذه الحلول على مكون الحوسبة الأساسي للمعالج ، وجدنا أن استهلاك الطاقة انخفض أكثر من 50 في المائة مع تقريبا أي انخفاض في الأداء.

دقة مرنة

في الوقت الحاضر ، تحتوي معظم أجهزة الكمبيوتر الشخصية على تنسيق رقمي قياسي 64 بت. هذا يعني أنهم يستخدمون رقمًا مكونًا من 64 رقمًا (صفرًا أو واحدًا) لإجراء جميع العمليات الحسابية.

تتطلب الرسومات ثلاثية الأبعاد والواقع الافتراضي والواقع المعزز تنسيق 3 بت للعمل. لكن يمكن معالجة الصوت والصورة الأساسية بتنسيق 64 بت ولا تزال توفر نتائج مرضية. علاوة على ذلك ، يمكن أن تستخدم تطبيقات التعلم العميق تنسيقات 16 بت أو 8 بت بسبب مرونة خطأهم

كيفية جعل أجهزة الكمبيوتر أسرع وصديقة للمناخ تصاميم مبتكرة في أجهزة الكمبيوتر والبرمجيات يمكن أن تحسن كفاءة الطاقة. (صراع الأسهم)

كلما أقصر التنسيق الرقمي ، يتم استخدام طاقة أقل لإجراء الحساب. يمكننا تصميم حلول حوسبة مرنة ودقيقة تعمل على تشغيل تطبيقات مختلفة باستخدام التنسيق الرقمي الأنسب بحيث تعزز كفاءة استخدام الطاقة.

على سبيل المثال ، يمكن لتطبيق تعليمي عميق يستخدم حل الحوسبة المرن أن يقلل من استهلاك الطاقة بنسبة 15 في المائة ، وفقًا لتجربتنا الأولية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إعادة تكوين الحلول المقترحة لأداء عمليات متعددة في وقت واحد تتطلب دقة عددية منخفضة وتحسين الأداء.

لدى IoT الكثير من الوعد ، ولكن يجب علينا أيضًا التفكير في تكاليف معالجة جميع هذه البيانات. بفضل المعالجات الأكثر ذكاءً والأكثر خضرة ، يمكننا المساعدة في معالجة المخاوف البيئية وإبطاء مساهماتهم في التغير المناخي أو الحد منها.المحادثة

عن المؤلف

سيوكوم كو ، أستاذ جامعة ساسكاتشوان

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.

enafarزكية-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةآر إس إس أيقونة

احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

{Emailcloak = إيقاف}

الأكثر قراءة

5 أشياء يجب عليك فعلها الآن لمحاربة COVID-19
5 أشياء يجب عليك فعلها الآن لمحاربة COVID-19
by كاسي إرنست وبولينا كولومبو
ما هو معنى الحياة؟
ما هو معنى الحياة؟
by جون أورورك

من المحررين

لماذا يمكن أن يكون دونالد ترامب أكبر الخاسرين في التاريخ
by روبرت جينينغز ، InnerSelf.com
تحديث 2 يوليو ، 20020 - يكلف جائحة فيروس كورونا هذا ثروة ، ربما 2 أو 3 أو 4 ثروات ، كلها ذات حجم غير معروف. أوه نعم ، ومئات الآلاف ، وربما مليون شخص سيموتون ...
Blue-Eyes vs Brown Eyes: كيف يتم تدريس العنصرية
by ماري ت. راسل ، إنيرسيلف
في حلقة أوبرا شو عام 1992 ، علّمت الناشطة والمناهضة للعنصرية جين إيليوت الحائزة على جوائز الجمهور درساً قاسياً حول العنصرية من خلال إظهار مدى سهولة تعلم التحيز.
تغير سوف يأتي...
by ماري ت. راسل ، إنيرسيلف
(30 مايو 2020) بينما أشاهد الأخبار عن الأحداث في فيلادلفيا والمدن الأخرى في البلاد ، فإن قلبي يتألم لما يحدث. أعلم أن هذا جزء من التغيير الأكبر الذي يحدث ...
أغنية يمكن أن ترفع القلب والروح
by ماري ت. راسل ، إنيرسيلف
لدي العديد من الطرق التي أستخدمها لمسح الظلام من ذهني عندما أجد أنه تسلل إلى الداخل. أحدهما هو البستنة ، أو قضاء الوقت في الطبيعة. والآخر هو الصمت. طريقة أخرى هي القراءة. وواحد ...
التميمة للوباء والأغنية موضوع للتمييز الاجتماعي والعزلة
by ماري ت. راسل ، إنيرسيلف
لقد صادفت أغنية مؤخرًا ، وبينما كنت أستمع إلى كلمات الأغاني ، اعتقدت أنها ستكون أغنية مثالية كـ "أغنية موضوعية" في أوقات العزلة الاجتماعية هذه. (كلمات تحت الفيديو.)