Umweltfreundliche Computernutzung

Umweltfreundliche Computernutzung, grün es, oder IKT Nachhaltigkeit, ist das Studium und die Praxis von umweltfreundlich Computer oder es.

Die Ziele des Green Computing sind ähnlich wie grüne Chemie: Reduzieren Sie die Verwendung gefährlicher Materialien, maximieren Sie Energieeffizienz während der Lebensdauer des Produkts die Recyclingbarkeit oder biologische Abbaubarkeit von nicht mehr existierenden Produkten und Fabrikabfällen. Green Computing ist für alle Systemklassen wichtig, von Handheldsystemen bis hin zu großen Rechenzentren.

Viele IT -Abteilungen für Unternehmen haben Green Computing -Initiativen, um den Umwelteffekt ihrer IT -Operationen zu verringern.[1]

Ursprünge

Energy Star -Logo

Im Jahr 1992 die US -Umweltschutzbehörde gestartet Energie Stern, ein freiwilliges Kennzeichnungsprogramm, das die Förderung und Erkennung des Energieeffizienz in Monitoren, Klimakontrollgeräten und anderen Technologien. Dies führte zur weit verbreiteten Einführung von Schlafmodus Unter der Unterhaltungselektronik. Gleichzeitig startete die schwedische Organisation TCO Development die TCO zertifiziert Programm zur Förderung niedriger magnetischer und elektrischer Emissionen aus Crt-basierend Computeranzeigen; Dieses Programm wurde später erweitert, um Kriterien zum Energieverbrauch zu enthalten. Ergonomieund die Verwendung von gefährlichen Materialien im Bau.[2]

Vorschriften und Brancheninitiativen

Das Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) hat eine Umfrage unter über 90 Initiativen für staatliche und branchenübergreifende "grüne IKT", d. H. Informations- und Kommunikationstechnologien, Umwelt und Klimawandel, veröffentlicht. Der Bericht kommt zu dem Schluss, dass sich Initiativen eher auf die Grün -IKT selbst als auf ihre tatsächliche Umsetzung konzentrieren, um die globale Erwärmung und die Umweltverschlechterung anzugehen. Im Allgemeinen haben nur 20% der Initiativen messbare Ziele, wobei die Regierungsprogramme tendenziell häufiger als Geschäftsverbände einbeziehen.[3]

Regierung

Viele Regierung Die Agenturen haben weiterhin Standards und Vorschriften umgesetzt, die Green Computing fördern. Das Energie Stern Das Programm wurde im Oktober 2006 überarbeitet, um strengere Effizienzanforderungen für Computergeräte sowie ein abgestuftes Ranking -System für zugelassene Produkte einzubeziehen.[4][5]

Bis 2008 haben 26 US -Bundesstaaten landesweite Recyclingprogramme für veraltete Computer und Unterhaltungselektronikgeräte eingerichtet.[6] Die Statuten stellen entweder eine "Voraussetzungsgebühr" für jede im Einzelhandel verkaufte Einheit auf oder verlangen, dass die Hersteller die zur Verfügung stehende Geräte zurückerhalten.

Im Jahr 2010 die American Recovery and Reinvestment Act (ARRA) wurde von Präsident Obama in der Gesetzgebung unterzeichnet. Die Gesetzesvorlage legte im Januar 2010 über 90 Milliarden US -Dollar für die Investition in grüne Initiativen (erneuerbare Energien, Smart Grids, Energieeffizienz usw.) zu Daten Center. Die Projekte lieferten Forschungsergebnisse zur Optimierung von Hardware und Software von Rechenzentren, Verbesserung der Stromversorgungskette und Rechenzentrumskühlungstechnologien.[7]

Industrie

  • ImaSons Climate Accord, das 2022 gegründet wurde, ist die (ICA) eine historische Genossenschaft von Unternehmen, die sich zur Reduzierung von Kohlenstoff in digitalen Infrastrukturmaterialien, -produkten und -kraft verschrieben haben. [8]
  • Climate Savers Computing Initiative (CSCI) ist ein Versuch, den Stromverbrauch von PCs in aktiven und inaktiven Zuständen zu verringern.[9] Der CSCI bietet einen Katalog von grünen Produkten von seinen Mitgliedsorganisationen und Informationen zur Reduzierung des PC -Stromverbrauchs. Es wurde am 12. Juni 2007 gestartet. Der Name stammt aus dem World Wildlife FundDas Climate Savers -Programm, das 1999 ins Leben gerufen wurde.[10] Der WWF ist auch Mitglied der Computerinitiative.[9]
  • Das Green Electronics Council bietet die Tool zur Umweltbewertung des elektronischen Produkts (EPEAT) zur Unterstützung des Kaufs von "grüneren" Computersystemen. Der Rat bewertet die Rechenausrüstung an 51 Kriterien - 23 erforderlich und 28 optional -, die die Effizienz- und Nachhaltigkeitsattribute eines Produkts messen. Die Produkte werden mit Gold, Silber oder Bronze bewertet, je nachdem, wie viele optionale Kriterien sie erfüllen. Am 24. Januar 2007, Präsident George W. Bush Ausgestelltes Executive Order 13423, wonach alle US -Bundesbehörden Epeat beim Kauf von Computersystemen verwenden müssen.[11][12]
  • Das grüne Raster ist ein globales Konsortium, das sich der Verbesserung der Energieeffizienz in Rechenzentren und Business Computing -Ökosystemen widmet. Es wurde im Februar 2007 von mehreren wichtigen Unternehmen in der Branche gegründet - AMD, APC, Dell, HP, IBM, Intel, Microsoft, Rackbare Systeme, SprayCool (2010 gekauft von Parker), Sun Microsystems und VMware. Das Green Grid ist seitdem auf Hunderte von Mitgliedern gewachsen, einschließlich Endbenutzern und Regierungsorganisationen, die sich auf die Verbesserung konzentrieren Effizienz des Rechenzentrumsinfrastruktur (DCIE).
  • Das Green500 Listen Sie die Supercomputer durch Energieeffizienz (Megaflops/Watt), fördern Sie einen Fokus auf Effizienz und nicht auf absolute Leistung.
  • Green Comm Challenge ist eine Organisation, die die Entwicklung von Energieerhaltungstechnologie und -Praktiken im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) fördert.
  • Das Transaktionsverarbeitungsleistung Council (TPC) Die Energiespezifikation erhöht vorhandene TPC -Benchmarks, indem optionale Veröffentlichungen von Energiemetriken sowie Leistungsergebnisse ermöglicht werden.[13]
  • SPECpower ist der erste Branchenstandard-Benchmark, der den Stromverbrauch in Bezug auf die Leistung von Computern der Serverklasse misst. Andere Benchmarks, die die Energieeffizienz messen, umfassen SpecWeb, Specvirt,[14] und Vmmark.[15]

Ansätze

Modern ES Systeme stützen sich auf eine komplizierte Mischung aus Menschen, Netzwerken und Hardware. Daher muss eine Green Computing -Initiative auch alle diese Bereiche abdecken. Eine Lösung muss möglicherweise auch die Endbenutzerzufriedenheit, die Umstrukturierung des Managements, die Einhaltung von Vorschriften und den Rendite (Return on Investment (ROI)) behandeln. Es gibt auch erhebliche fiskalische Motivationen für Unternehmen, die Kontrolle über ihren eigenen Stromverbrauch zu übernehmen. "Von den verfügbaren Stromverwaltungswerkzeugen ist eines der leistungsstärksten möglicherweise immer noch einfach, schlicht, gesunder Menschenverstand."[16]

Produktlanglebigkeit

Gärtner behauptet, dass der PC -Herstellungsprozess 70% der im Lebenszyklus eines PC verwendeten natürlichen Ressourcen ausmacht.[17] In jüngerer Zeit veröffentlichte Fujitsu a Lebenszyklusbewertung (LCA) eines Desktops, der zeigt, dass Fertigung und Lebensende den Großteil des ökologischen Fußabdrucks dieses Desktops ausmachen.[18] Daher besteht der größte Beitrag zum Green Computing normalerweise darin, die Lebensdauer der Ausrüstung zu verlängern. Ein anderer Bericht von Gartner empfiehlt, "nach Produktlanglebigkeit zu suchen, einschließlich Aufrüstbarkeit und Modularität".[19] Zum Beispiel macht die Herstellung eines neuen PCs eine weitaus größere Herstellung ökologischer Fußabdruck als eine neue Herstellung RAM Modul zum Upgrade einer vorhandenen.

Rechenzentrumsdesign

Rechenzentrumsanlagen sind starke Energieverbraucher, die zwischen 1,1% und 1,5% des weltweit den gesamten Energieverbrauch im Jahr 2010 ausmachen [1]. Das US -Energieministerium schätzt, dass die Einrichtungen des Rechenzentrums bis zu 100 bis 200 Mal mehr Energie verbrauchen als Standard -Bürogebäude.[20]

Das energieeffiziente Rechenzentrumsdesign sollte alle in einem Rechenzentrum enthaltenen Energieverbrauchsaspekte behandeln: von der IT -Ausrüstung bis zur HLK (Heizung, Belüftung und Klimaanlage) bis zum tatsächlichen Standort, der Konfiguration und des Bauwerks des Gebäudes.

Das US -amerikanische Energieministerium legt fünf Hauptbereiche fest, auf denen die Best Practices für das Design der energieeffizienten Rechenzentren konzentriert werden soll:[21]

  • IT -Systeme für Informationstechnologie (IT)
  • Umweltbedingungen
  • Luftmanagement
  • Kühlsysteme
  • Elektrische Systeme

Zu den zusätzlichen energieeffizienten Entwurfsmöglichkeiten, die vom US-Energieministerium festgelegt wurden, gehören die elektrische Erzeugung vor Ort und das Recycling von Abwärme.[22]

Das energieeffiziente Design des Rechenzentrums sollte dazu beitragen, den Raum eines Rechenzentrums besser zu nutzen und die Leistung und Effizienz zu steigern.

Im Jahr 2018 nutzen drei neue US -Patente das Design der Einrichtungen, um gleichzeitig abzukühlen und durch die Verwendung von interner und externer Abwärme elektrisches Strom zu erzeugen. Die drei Patente verwenden ein Silo -Design, um die Wärme des internen Abwärmees zu stimulieren, während die Luftkühlung der Rechengestelle des Silo -Kühles. US -Patent 9.510.486, verwendet die Umwälzluft für die Stromerzeugung, während Schwester Patent, US -Patent 9.907.213erzwingt die Umwälzung derselben Luft und das Schwesterpatent, US -Patent 10.020.436, verwendet thermische Temperaturunterschiede, was zu einer negativen Wirksamkeit der Leistung führt. Negative Wirksamkeit des Nutzungsverbrauchs nutzt extreme Unterschiede zwischen den Temperaturen zu Zeiten, die die Computereinrichtungen ausführen, und sie würden nur aus anderen externen Quellen als dem Stromverbrauch für das Computer ausgehen.

Software- und Bereitstellungsoptimierung

Algorithmische Effizienz

Hauptartikel: Algorithmische Effizienz
Weitere Informationen: Analyse von Algorithmen

Die Effizienz von Algorithmen beeinflusst die Menge an Computerressourcen, die für eine bestimmte Rechenfunktion erforderlich sind, und es gibt viele Effizienz-Kompromisse in Schreibprogrammen. Algorithmus ändert sich, z. B. das Wechsel von einem langsamen (z. B. linear) Suchalgorithmus Zu einem schnellen (z. B. Hashed oder indexierten) Suchalgorithmus kann die Ressourcenverbrauch für eine bestimmte Aufgabe von erheblich auf nahe Null reduzieren. Im Jahr 2009 eine Studie eines Physikers bei Harvard schätzte, dass die durchschnittliche Google -Suche 7 Gramm Kohlendioxid (CO₂) veröffentlicht hat.[23] Google bestritt jedoch diese Zahl und argumentierte stattdessen, dass eine typische Suche nur 0,2 Gramm CO₂ hervorbrachte.[24]

Ressourcenzuweisung

Hauptartikel: Ressourcenzuweisung

Algorithmen können auch verwendet werden, um Daten an Rechenzentren weiterzuleiten, in denen der Strom günstiger ist. Forscher der MIT, der Carnegie Mellon University und Akamai haben einen Energiezuordnungsalgorithmus getestet, der den Verkehr erfolgreich mit den günstigsten Energiekosten an den Standort überleitet. Die Forscher projizieren bis zu 40 Prozent Einsparungen bei den Energiekosten, wenn ihr vorgeschlagener Algorithmus eingesetzt werden sollte. Dieser Ansatz verringert jedoch nicht die genutzte Energiemenge. Es reduziert nur die Kosten für das Unternehmen, das es benutzt. Eine ähnliche Strategie könnte jedoch verwendet werden, um den Verkehr zu leiten, um sich auf umweltfreundlichere oder effizientere Weise auf Energie zu verlassen. Ein ähnlicher Ansatz wurde auch verwendet, um den Energieverbrauch zu senken, indem der Verkehr von Rechenzentren mit warmem Wetter entfernt wird. Auf diese Weise können Computer heruntergefahren werden, um die Verwendung einer Klimaanlage zu vermeiden.[25]

Größere Serverzentren befinden sich manchmal dort, wo Energie und Land kostengünstig und leicht verfügbar sind. Die lokale Verfügbarkeit von erneuerbarer Energien, Klima, das die Verwendung von Außenluft zum Abkühlen ermöglicht, oder sie zu lokalisieren, wenn die von ihnen erzeugte Wärme für andere Zwecke verwendet werden kann, kann Faktoren bei Entscheidungen für grüne Standorte sein.

Ansätze, um den Energieverbrauch von Netzwerkgeräten tatsächlich durch geeignete Netzwerk-/Gerätemanagement -Techniken zu reduzieren, werden untersucht.[26] Die Autoren gruppierten die Ansätze in 4 Hauptstrategien, nämlich (i) adaptive Verbindungsrate (ARR), (ii) Grenzflächen -Proxying, (iii) Energy AWARE -Infrastruktur und (iv) maximale Energiebekämpfungsanwendungen.

Virtualisierung

Hauptartikel: Plattformvirtualisierung
Siehe auch: Vergleich der Plattform -Virtualisierungssoftware

Die Computervirtualisierung bezieht sich auf die Abstraktion von Computerressourcen, z. Das Konzept entstand mit dem IBM Mainframe Betriebssysteme der 1960er Jahre, wurde aber für kommerzialisiert x86-kompatible Computer nur in den 1990er Jahren. Mit der Virtualisierung könnte ein Systemadministrator mehrere physische Systeme in virtuelle Maschinen eines einzelnen, leistungsstarken Systems kombinieren und damit Ressourcen ersparen, indem die Bedürfnisse der ursprünglichen Hardware und die Reduzierung des Stromverbrauchs und des Kühlverbrauchs entfernt werden. Die Virtualisierung kann bei der Verteilung von Arbeiten helfen, damit Server entweder beschäftigt sind oder einen Schlafzustand mit geringer Leistung einfügen. Mehrere kommerzielle Unternehmen und Open-Source-Projekte bieten jetzt Softwarepakete an, um einen Übergang zum virtuellen Computer zu ermöglichen. Intel Corporation und AMD haben auch proprietär gebaut Virtualisierungsverbesserungen zum x86 Befehlssatz in jede ihrer CPU -Produktlinien, um das virtuelle Computer zu erleichtern.

Neue virtuelle Technologien, wie z. Virtualisierung auf Betriebssystemebene kann auch verwendet werden, um den Energieverbrauch zu verringern. Diese Technologien nutzen eine effizientere Verwendung von Ressourcen, wodurch der Energieverbrauch durch Design verringert wird. Außerdem ist die Konsolidierung virtualisierter Technologien effizienter als die in virtuelle MaschinenDaher können mehr Dienste in derselben physischen Maschine eingesetzt werden, wodurch die benötigte Menge an Hardware verringert wird.[27]

Terminalserver

Hauptartikel: Terminal-Server

Terminalserver wurden auch im Green Computing verwendet. Bei der Verwendung des Systems stellen Benutzer an einem Terminal eine Verbindung zu einem zentralen Server her. Das gesamte tatsächliche Computer erfolgt auf dem Server, aber der Endbenutzer erlebt das Betriebssystem am Terminal. Diese können mit miteinander kombiniert werden Dünne Kunden, die bis zu 1/8 die Energiemenge einer normalen Workstation verwenden, was zu einem Rückgang der Energiekosten und des Verbrauchs führt. Die Verwendung von Terminaldiensten mit dünnen Kunden, um virtuelle Labors zu erstellen, hat zugenommen. Beispiele für Terminalserver -Software sind einzuziehen Terminaldienste für Fenster und die Linux Terminal Server -Projekt (LTSP) für die Linux -Betriebssystem. Software-basierte Remote-Desktop-Clients wie z. Windows Remote Desktop und Realvnc Kann ähnliche Dünn-Client-Funktionen liefern, wenn Sie mit geringer Leistung und Warenhardware ausführen, die eine Verbindung zu einem Server herstellt.[28]

Leistungsmanagement

Hauptartikel: Leistungsmanagement

Das Erweiterte Konfiguration und Leistungsschnittstelle (ACPI), ein offener Industriestandard, ermöglicht es einem Betriebssystem, die leistungssparenden Aspekte seiner zugrunde liegenden Hardware direkt zu steuern. Dadurch kann ein System Komponenten wie z. B. automatisch ausschalten Monitore und Festplatte Nach festgelegten Inaktivitätsperioden. Darüber hinaus kann ein System überwintern, wenn die meisten Komponenten (einschließlich der Zentralprozessor und der System RAM) werden ausgeschaltet. ACPI ist Nachfolger eines früheren Intel-Microsoft-Standards genannt Fortgeschrittener Leistungsmanagement, was ein Computer erlaubt BIOS Funktionen für die Leistungsverwaltung.

Einige Programme ermöglichen es dem Benutzer, die an die CPU gelieferten Spannungen manuell anzupassen, wodurch sowohl die produzierte Wärme als auch der Stromverbrauch reduziert werden. Dieser Prozess wird genannt unterstreichen. Einige CPUs können den Prozessor je nach Arbeitsbelastung automatisch unterspannen. Diese Technologie heißt ""Geschwindigkeitsstufe"Auf Intel -Prozessoren", "Powernow!"/"Cool'n'quiet"auf AMD -Chips, Langstrecke an ÜBER CPUs und Auf lange Sicht mit Transmeta Prozessoren.

Rechenzentrumsleistung

Rechenzentren, die wegen ihres außerordentlich hohen Energiebedarfs kritisiert wurden, sind ein Hauptaugenmerk für Befürworter des Green Computing.[29] Nach a Greenpeace Die Studienzentren machen 21% des vom IT -Sektor verbrauchten Strom aus, was etwa 382 Milliarden kWh pro Jahr beträgt.[30]

Rechenzentren können ihre Energie- und Raumwirkungsgrad durch Techniken wie Speicherkonsolidierung und Virtualisierung möglicherweise verbessern. Viele Organisationen wollen nicht genutzte Server beseitigen, was zu einem geringeren Energieverbrauch führt.[31] Die US -Bundesregierung hat bis 2011 ein mindestens 10% Reduktionsziel für den Energieverbrauch des Rechenzentrums festgelegt.[29] Mit Hilfe einer selbsternannten extremeffizienten Verdunstungskühltechnologie konnte Google Inc. seinen Energieverbrauch auf 50% des Branchendurchschnitts reduzieren.[29]

Betriebssystemunterstützung

Microsoft Windows hat Limited enthalten PC -Stromverwaltung Funktionen seit Windows 95.[32] Diese sorgten zunächst für Stand-by (Suspend-to Ram) und einen Monitor-Niedrigstromzustand vor. Weitere Iterationen von Windows wurden Hibernate (Suspend-to-Disk) und Unterstützung für die ACPI Standard. Windows 2000 war das erste NT-basierte Betriebssystem, das das Leistungsmanagement umfasste. Dies erforderte große Änderungen an der zugrunde liegenden Betriebssystemarchitektur und eines neuen Hardware -Treibermodells. Windows 2000 wurde ebenfalls eingeführt Gruppenrichtlinie, Eine Technologie, mit der Administratoren die meisten Windows -Funktionen zentral konfigurieren konnten. Das Power Management war jedoch nicht eines dieser Funktionen. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass sich das Design der Stromverwaltung auf einen vernetzten Satz von Binärregistrierungswerten pro Benutzer und Binärregistrierung pro Machung stützte.[33] Überlassen Sie es jedem Benutzer, seine eigenen Leistungsverwaltungseinstellungen zu konfigurieren.

Dieser Ansatz, der nicht mit der Windows -Gruppenrichtlinie kompatibel ist, wurde in Windows XP wiederholt. Die Gründe für diese Entwurfsentscheidung von Microsoft sind nicht bekannt und haben zu schwerer Kritik geführt.[34] Microsoft hat dies in Windows Vista erheblich verbessert[35] Durch Neugestaltung des Stromverwaltungssystems, um grundlegende Konfiguration nach Gruppenrichtlinie zu ermöglichen. Die angebotene Unterstützung beschränkt sich auf eine einzige Richtlinie pro Computer. Die jüngste Version, Windows 7, behält diese Einschränkungen bei, beinhaltet jedoch Verfeinerungen für Timer -Koalescing, Prozessor -Stromverwaltung,[36][37] und Anzeigepanelhelligkeit anzeigen. Die wichtigste Änderung in Windows 7 liegt in der Benutzererfahrung. Die Bekanntheit des Standard -Hochleistungsleistungsplans wurde reduziert, um die Benutzer zu ermutigen, Strom zu sparen.

Es gibt einen bedeutenden Markt im Dritten an Drittanbieter PC -Stromverwaltung Software bietet Funktionen, die über die im Windows -Betriebssystem vorhandenen Funktionen hinausgehen.[38][39][40] verfügbar. Die meisten Produkte bieten an Active Directory Einstellungen für Integration und Per-Benutzer/pro Maschinen mit den fortgeschritteneren Angeboten mehrerer Stromversorgungen, geplanter Stromversorgungspläne, Anti-Insomnia-Funktionen und Berichterstattung über die Nutzung von Unternehmensleistung. Bemerkenswerte Anbieter umfassen 1E Nachtwächter,[41][42] Daten Synergie Powerman (Software),[43][44] Faronik Stromspar,[45] Verdiem Vermesser und Enviprot Auto Shutdown Manager[46]

Linux Systeme begannen, im Jahr 2005 laptopoptimierte Power-Management zu liefern.[47] mit Power-Management-Optionen sind seit 2009 der Mainstream.[48][49][50]

Stromversorgung

Desktop Computernetzmittel sind im Allgemeinen 70–75% effizient,[51] Die verbleibende Energie als Wärme abbauen. Ein Zertifizierungsprogramm namens 80 Plus psus, die mindestens 80% effizient sind; Typischerweise sind diese Modelle ein Drop-In-Ersatz für ältere, weniger effiziente PSUs desselben Formfaktors. Ab dem 20. Juli 2007 müssen alle New Energy Star 4.0-zertifizierten Desktop-PSUs mindestens 80% effizient sein.[52]

Lagerung

Kleiner Formfaktor (z. B. 2,5 Zoll) Festplattenfahrten verbrauchen oft weniger Leistung pro Gigabyte als körperlich größere Laufwerke.[53][54] Im Gegensatz zu Festplattenfahrten, Solid State Drives Speichern Sie Daten im Flash -Speicher oder Dram. Ohne bewegliche Teile kann der Stromverbrauch für Flash-basierte Geräte mit geringer Kapazität etwas reduziert werden.[55][56]

Da die Festplattenpreise gesunken sind, haben sich die Lagerbetriebe dazu neigt, die Kapazität zu erhöhen, um mehr Daten online verfügbar zu machen. Dies umfasst Archiv- und Sicherungsdaten, die früher auf Band oder anderen Offline -Speicher gespeichert worden wären. Die Zunahme des Online -Speichers hat den Stromverbrauch erhöht. Die Reduzierung des Stromverbrauchs von großen Speicherarrays, während sie dennoch die Vorteile des Online -Speichers bieten, ist Gegenstand fortlaufender Forschung.[57]

Grafikkarte

Ein schneller GPU Kann der größte Stromverbraucher in einem Computer sein.[58]

Energieeffizient Anzeige Zu den Optionen gehören:

  • Keine Grafikkarte - Verwenden Sie ein freigegebenes Terminal, freigegeben Dünner Kunde, oder Desktop -Sharing Software, wenn Anzeige erforderlich.
  • Verwenden Sie die Motherboard -Videoausgabe - normalerweise niedrige 3D -Leistung und niedrige Leistung.
  • Wählen Sie eine GPU basierend auf niedriger Leerlaufleistung, durchschnittlicher Leistung oder Leistung pro Watt.

Anzeige

Im Gegensatz zu anderen Displaytechnologien,, elektronisches Papier Verwendet keine Leistung beim Anzeigen eines Bildes.[59] CRT -Monitore Verwenden Sie normalerweise mehr Leistung als LCD -Monitore. Sie enthalten auch erhebliche Mengen an Blei. LCD -Monitore Verwenden Sie normalerweise a Kaltkathode fluoreszierende Glühbirne Licht für das Display liefern. Einige neuere Displays verwenden ein Array von Leuchtdioden (LEDs) anstelle der Fluoreszenzbirne, wodurch die vom Display verwendete Strommenge verringert wird.[60] Fluoreszierende Rückleichter enthalten auch Quecksilber, während LED-Rückleichter nicht.

A Light-on-Dark-Farbschema, auch genannt Dunkler Modus, ist ein Farbschema Dies erfordert weniger Energie, um auf neuen Displaytechnologien anzuzeigen, wie z. OLED.[61] Dies wirkt sich positiv auf die Batterielebensdauer und den Energieverbrauch aus. Während ein OLED rund 40% der Leistung eines LCD verbraucht, das ein hauptsächlich schwarzes Bild anzeigt, kann er mehr als dreimal so viel Kraft verwenden, um ein Bild mit einem weißen Hintergrund wie einem Dokument oder einer Website anzuzeigen.[62] Dies kann zu einer verminderten Akkulaufzeit und Energieverbrauch führen, es sei denn, ein Leicht-auf-Dunkel-Farbschema wird verwendet. Ein Artikel von 2018 in Populärwissenschaften schlägt vor, dass "der dunkle Modus für die Augen und die Batterie einfacher ist"[63] Und das Anzeigen von Weiß auf volle Helligkeit verbraucht ungefähr sechsmal so viel Strom wie reines Schwarz auf einem Google -Pixel, das ein OLED -Display hat.[64] Im Jahr 2019 kündigte Apple an, dass ein leichter Dark-Modus für alle nativen Anwendungen in verfügbar sein wird iOS 13 und iPados. Es wird auch für Entwickler von Drittanbietern möglich sein, ihre eigenen dunklen Themen umzusetzen.[65] Google hat angekündigt, dass ein offizieller dunkler Modus mit der Veröffentlichung von Android kommt Android 10.[66]

Materialien Recycling

Hauptartikel: Elektronischer Abfall, Computerrecycling, und Richtlinie über elektrische und elektronische Geräteabfälle

Recycling -Computergeräte können schädliche Materialien wie Blei, Quecksilber und hexavalentes Chrom heraushalten Mülldeponienund kann auch Geräte ersetzen, die ansonsten hergestellt werden müssten und weitere Energie und Emissionen sparen. Computersysteme, die ihre spezielle Funktion überlebt haben, können neu gepurptiert oder an verschiedene Wohltätigkeitsorganisationen und gemeinnützige Organisationen gespendet werden.[67] Viele Wohltätigkeitsorganisationen haben jedoch kürzlich Mindestsystemanforderungen für gespendete Geräte auferlegt.[68] Darüber hinaus können Teile von veralteten Systemen über bestimmte Einzelhandelsgeschäfte geborgen und recycelt werden[69][70] und kommunale oder private Recyclingzentren. Berechnungsvorräte wie z. Druckerpatronen, Papier, und Batterien kann auch recycelt werden.[71]

Ein Nachteil vieler dieser Programme ist, dass Computer, die durch Recycling -Laufwerke gesammelt werden Entwicklungsländer wo Umweltstandards weniger streng als in Nordamerika und Europa.[72] Das Silicon Valley Toxics Coalition Schätzungen, dass 80% der für das Recycling gesammelten E-Abfall nach dem Verbraucher ins Ausland in Länder geliefert werden China und Indien.[73]

Im Jahr 2011 ist die Sammelrate von E-Abfällen auch in den ökologisch verantwortungsvollen Ländern wie Frankreich immer noch sehr niedrig. In diesem Land ist die E-Abfall-Sammlung immer noch eine jährliche Rate von 14% zwischen verkauften elektronischen Geräten und E-Abfall für 2006 bis 2009.[74]

Das Recycling alter Computer wirft ein wichtiges Privatsphäre auf. Die alten Speichergeräte enthalten weiterhin private Informationen wie E -Mails, Passwörter und Kreditkartennummern, die einfach von jemandem wiederhergestellt werden können, indem jemand im Internet frei verfügbar ist. Durch das Löschen einer Datei werden die Datei nicht von der Festplatte entfernt. Vor dem Recycling eines Computers sollten Benutzer die Festplatte oder Festplatten entfernen, wenn es mehr als einen gibt, und sie physisch zerstören oder an einem sicheren Ort speichern. Es gibt einige autorisierte Hardware-Recyclingunternehmen, denen der Computer zum Recycling verabreicht werden kann, und sie unterzeichnen in der Regel eine Geheimhaltungsvereinbarung.[75]

Cloud Computing

Hauptartikel: Cloud Computing

Cloud Computing befasst sich mit zwei großen IKT -Herausforderungen im Zusammenhang mit Green Computing - Energieverbrauch und Ressourcenverbrauch. Virtualisierung, Dynamische Bereitstellung Umgebung, Multi-Messen, Grüne Rechenzentrum Ansätze ermöglichen es Cloud Computing, die Kohlenstoffemissionen und den Energieverbrauch in hohem Maße zu senken. Große Unternehmen und kleine Unternehmen können ihren direkten Energieverbrauch und die Kohlenstoffemissionen um bis zu 30% bzw. 90% reduzieren, indem bestimmte Anwendungen vor Ort in die Cloud verschoben werden.[76] Ein gemeinsames Beispiel umfasst ein umfassendes Beispiel Online Einkaufen Dadurch können Menschen Produkte und Dienstleistungen über das Internet erwerben, ohne dass sie an den physischen Geschäft fahren und den Treibstoff verschwenden müssen, was wiederum die Treibhausgasemission im Zusammenhang mit dem Reisen reduziert.[77]

Edge Computing

Hauptartikel: Edge Computing

Neue Technologien wie Kante und Fog Computing sind eine Lösung für die Reduzierung des Energieverbrauchs. Diese Technologien ermöglichen die Umverteilung der Berechnung in der Nähe der Verwendung und senken so die Energiekosten im Netzwerk.[78] Darüber hinaus wird die Energie, die in Operationen wie Kühl- und Wartungswartung verwendet wird, weitgehend verringert.

Heimarbeit

Heimarbeit Verwendung Telekonferenz und Telepräsenz Technologien werden häufig in Green Computing -Initiativen implementiert. Die Vorteile sind viele; Erhöhte Befriedigung der Arbeitnehmer, Reduzierung von Treibhausgasemissionen im Zusammenhang mit Reisen und erhöhten Gewinnmargen aufgrund niedrigerer Gemeinkosten für Büroflächen, Wärme, Beleuchtung usw.[79] Die Einsparungen sind erheblich; Der durchschnittliche jährliche Energieverbrauch für US -Bürogebäude beträgt über 23 Kilowattstunden pro Quadratfuß. Wärme, Klimaanlage und Beleuchtung bilden 70% aller verbrauchten Energie.[80] Andere verwandte Initiativen, wie z. HotelReduzieren Sie die Quadratmeter pro Mitarbeiter, da die Arbeitnehmer den Raum nur dann reservieren, wenn sie ihn benötigen.[81] Viele Arten von Arbeitsplätzen wie Vertrieb, Beratung und Feldservice integrieren sich gut in diese Technik.

Voice Over IP (VoIP) Reduziert die Telefonieverdrahtungsinfrastruktur, indem Sie das vorhandene Ethernet -Kupfer teilen.[82] VoIP- und Telefonerweiterungsmobilität machte ebenfalls heiße Eskämmung praktischer. Wi-Fi verbraucht 4- bis 10-mal weniger Energie als 4 g.[83]

Telekommunikationsnetzwerkgeräte Energieindizes

Der Energieverbrauch für Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) in den USA und weltweit wurde jeweils auf 9,4% bzw. 5,3% des produzierten Gesamtstroms geschätzt.[84] Der Energieverbrauch von IKT ist heute im Vergleich zu anderen Branchen heute signifikant. Einige Studien versuchten, die wichtigsten Energieindizes zu identifizieren, die einen relevanten Vergleich zwischen verschiedenen Geräten (Netzwerkelemente) ermöglichen.[85] Diese Analyse konzentrierte sich auf die Optimierung des Geräte- und Netzwerkverbrauchs für die Telekommunikation für Carrier. Das Ziel war es, eine sofortige Wahrnehmung der Beziehung zwischen der Netzwerktechnologie und dem Umwelteffekt zu ermöglichen. Diese Studien sind zu Beginn und die Lücke, um diesen Sektor zu schließen, ist immer noch riesig und weitere Untersuchungen werden erforderlich sein.

Supercomputer

Das Eröffnungsgrad Green500 Die Liste wurde am 15. November 2007 um SC | 07 bekannt gegeben. Als Ergänzung zum Top500 führte die Enthüllung des Green500 in einer neuen Ära ein, in der Supercomputer mit Performance-per-Watt verglichen werden können.[86] Ab 2019 stellten zwei japanische Supercomputer das Ranking Green500 mit einer Leistung von mehr als 16 Gflops/Watt und zwei IBM AC922 -Systemen mit einer Leistung von mehr als 15 Gflops/Watt an.

Ausbildung und Zertifizierung

Green Computing -Programme

Studien- und Postgraduiertenprogramme, die Schulungen in einer Reihe von Konzentrationen für Informationstechnologie sowie nachhaltige Strategien bieten, um die Schüler aufzuklären, wie sie Systeme aufbauen und aufbewahren und gleichzeitig den Umweltschäden schädigen können. Das Australian National University (ANU) bietet "IKT Nachhaltigkeit" als Teil seiner Informationstechnologie- und technischen Masterstudiengänge.[87] Athabasca University Bieten Sie einen ähnlichen Kurs "grüne IKT -Strategien" an,[88] Adaptiert aus den Anu -Kursnoten von Tom Worthington.[89] Im Vereinigten Königreich, Leeds Beckett University Bietet ein MSC Sustainable Computing-Programm sowohl in vollständigen als auch in Teilzeitzugriffsmodi.[90]

Green Computing -Zertifizierungen

Einige Zertifizierungen zeigen, dass eine Person über spezifisches Green Computing -Wissen verfügt, darunter:

  • Green Computing Initiative - GCI bietet den Certified Green Computing User Specialist (CGCUS), Certified Green Computing Architect (CGCA) und Certified Green Computing Professional (CGCP) an.[91]
  • CompTia Strata Green Es ist für IT -Manager konzipiert, um zu zeigen, dass sie über gute Kenntnisse von Green IT -Praktiken und -Methoden verfügen und warum es wichtig ist, sie in eine Organisation aufzunehmen.
  • Prüfungsausschuss für Informationssysteme (ISEB) Foundation Certificate in Green Es ist geeignet, ein allgemeines Verständnis und das Bewusstsein für Green Computing zu zeigen und wo seine Implementierung von Vorteil sein kann.
  • Singapore InfoComm Technology Federation (SITF) Singapore Certified Green IT Professional ist eine von SITF autorisierte Schulungspartner angebotene Branchen -Zertifizierung. Die Zertifizierung erfordert den Abschluss eines viertägigen Kernkurs für Lehrer sowie ein eintägiges Wahlkurs von einem autorisierten Anbieter.[92]
  • Australische Computergesellschaft (ACS) Das ACS bietet ein Zertifikat für "grüne Technologiestrategien" im Rahmen des COMPUTR -Programms (CPEP). Die Vergabe eines Zertifikats erfordert den Abschluss eines 12-wöchigen E-Learning-Kurs, der von Tom Worthington entworfen wurde, mit schriftlichen Aufgaben.[93]

Bewertungen

Seit 2010, Greenpeace hat eine Liste der Bewertungen prominenter Technologieunternehmen in mehreren Ländern aufrechterhalten, basierend darauf, wie sauber die Energie dieses Unternehmens ist und von A (der besten) bis F (am schlimmsten) reicht.[94]

IKT und Energiebedarf

Die Digitalisierung hat zusätzlichen Energieverbrauch geführt. energieweilende Effekte waren größer als die energiereduzierenden Effekte. Vier Energieverbrauch erhöhten Auswirkungen haben:

  1. Direkter Effekt - Starke Erhöhungen der (technischen) Energieeffizienz in IKT werden durch das Wachstum des Sektors kontert.
  2. Effizienz und Rückpralleffekte - Rückpralleffekte Für die IKT sind die IKT erheblich hoch und erhöhte Produktivität führt häufig zu neuen Verhaltensweisen, die energieintensiver sind.
  3. Wirtschaftswachstum - positive Auswirkung der Digitalisierung auf das Wirtschaftswachstum.
  4. Sektorale Veränderung - Wachstum von IKT Dienstleistungen ersetzen nicht, sondern stehen vorhandenen Diensten.[95]

Siehe auch

Verweise

  1. ^ E. Curry, B. Guyon, C. Sheridan und B. Donnellan. "Entwicklung einer nachhaltigen IT -Fähigkeit: Lehren aus Intels Reise", " MIS Quarterly Executive, vol. 11, nein. 2, S. 61–74, 2012.
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  3. ^ Kompletter Bericht: OECD -Arbeitspartei in der Informationswirtschaft. "Auf dem Weg zu grünen IKT -Strategien: Bewertung von Richtlinien und Programmen zu IKT und der Umwelt" (PDF). Archiviert (PDF) Aus dem Original am 17. März 2012. Abgerufen November 22, 2010. Zusammenfassung: OECD -Arbeitspartei in der Informationswirtschaft. "Exekutive Zusammenfassung des OECD -Berichts" (PDF). Archiviert (PDF) Aus dem Original am 17. März 2012. Abgerufen November 22, 2010.
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