Екологічні обчислення – це екологічно чистий підхід до обчислень. Це передбачає використання комп’ютерів, обчислювальних пристроїв та ІТ-ресурсів з мінімальною потужністю та належну утилізацію частин для захисту нашого середовища.
До цього так багато можна додати, але я залишу це для наступного розділу.
Для початку давайте розберемося, чому ми говоримо про екологічні обчислення.
Ви бачили, як Леонардо ді Капріо підвищував свій голос про зміну клімату та збереження навколишнього середовища? Якщо ні, перевірте його профіль в Instagram.
Як і він, тисячі людей стурбовані тими самими проблемами: рівень води починає підвищуватися, льодовики тануть, природні катаклізми, такі як урагани та цунамі, що загрожують життям, лісові пожежі поширюються, озоновий шар руйнується, і цей список нескінченний.
Усе це — руйнівні наслідки зміни клімату та погіршення навколишнього середовища. Діяльність людини виснажує природні ресурси, викидає парникові гази, вирубує ліси, забруднює землю, воду та повітря.
Тим не менш, комп’ютери є невід’ємною частиною нашого повсякденного життя, від дітей до людей похилого віку. Але вони також шкідливі для навколишнього середовища від їх виробництва до використання та утилізації. Вони споживають багато енергії та виділяють вуглекислий газ, і якщо ви не утилізуєте їх належним чином або не переробляєте, вони спричиняють забруднення.
Ось тут і з’являються зелені ІТ-технології. Це спроба зменшити або обмежити шкідливий вплив комп’ютерів і впровадження екологічно чистих засобів у щоденному використанні.
У цій статті я детально розповім про екологічні обчислення, розповім про проблеми та переваги, а також про те, як запровадити екологічні обчислення навіть на індивідуальному рівні.
Давайте розпочнемо! 😎
Що таке екологічні обчислення?
Екологічні обчислення – це підхід до екологічно безпечного використання комп’ютерів. Воно включає виробництво, проектування, утилізацію та ефективне використання комп’ютерів і пов’язаних ресурсів з мінімальним негативним впливом на навколишнє середовище.
Цей екологічний підхід допомагає економити електроенергію та гарантує, що комп’ютери виробляють менше тепла. Це також допомагає захистити навколишнє середовище від небезпечних матеріалів та їх впливу.
Екологічні обчислення спрямовані на:
- Енергоефективність та енергоменеджмент
- Використання екологічно чистого обладнання та програмного забезпечення
- Зведення до мінімуму використання шкідливих речовин
- Переробка матеріалів
- Збільшення терміну служби виробів
Це ефективна стратегія зменшення вуглецевого сліду, який залишають ІТ-системи. Використання інформаційно-комунікаційних технологій (ІКТ) допомагає розвивати сегменти, які впливають на викиди вуглецю. Крім того, екологічні обчислення застосовують технології управління та стратегії для зменшення втрат енергії.
Крім того, екологічні обчислення є життєво важливими для будь-якого класу систем, від великих центрів обробки даних до портативних систем. Це допомагає створити стійкий бізнес-процес, поширювати обізнаність і запускати екологічні ініціативи для побудови кращого майбутнього.
Екологічні обчислення: приклади
Відновлюване джерело енергії може бути чудовим прикладом екологічних обчислень. Це включає:
- Сонячна енергія
- Геотермальна енергія
- Енергія вітру
- Гідроелектроенергетика
Ці джерела енергії генеруються з природи, наприклад сонячне світло, земля, вітер і дощ. Вони є у вільному доступі та не забруднюють навколишнє середовище, тому енергію, отриману з них, також називають чистою енергією.
Застосування Green Computing
- Підключене опалення та освітлення: використання підключених пристроїв для опалення та освітлення (через IoT), таких як розумні термостати та світлодіодні технології, зростає. Це допомагає зменшити споживання енергії, оскільки ви можете легко керувати ними за допомогою програми.
- Електромобілі: замість того, щоб виснажувати викопне паливо, наприклад нафту, транспортні засоби тепер можуть використовувати електрику для руху автомобілів. І це застосування екологічних обчислень сьогодні користується великим попитом, що пояснює, чому доступно багато варіантів від різних виробників, таких як Toyota, Tesla тощо.
- Центри обробки даних: центри обробки даних споживають високу енергію, і їх обслуговування є накладними витратами. Провідні світові технологічні гіганти, такі як Google, Amazon і Apple, прагнуть будувати енергоефективні центри обробки даних з мінімальним впливом на навколишнє середовище та витратами.
- Альтернативна енергетика: великі технологічні фірми зараз впроваджують альтернативні джерела енергії, такі як енергія вітру, сонячна енергія тощо, для забезпечення своїх центрів обробки даних.
- Переробка пристроїв: комп’ютери, мобільні телефони та інші електронні пристрої містять шкідливі хімікати, рідкісні метали тощо. Виробництво у великих масштабах є небезпечним, тому компанії почали переробляти ці відходи.
Інші способи використання екологічних комунікацій – це бездротові мережі, хмарні обчислення, периферійні обчислення, паралельні обчислення тощо.
Як виникли екологічні обчислення?
Старі комп’ютери були масивними і споживали набагато більше енергії. Щоб керувати ними, також знадобилася значна кількість часу. Вони завжди споживали електроенергію, навіть якщо не працювали, оскільки не було режиму сну/гібернації чи керування енергією для економії енергії.
Цей виклик призвів до створення інноваційної програми – Energy Star у 1992 році Агентством з охорони навколишнього середовища США (EPA). Програма Energy Star спрямована на визнання та просування енергоефективних моніторів, екологічно чистих пристроїв та інших технологій клімат-контролю. Це призвело до заснування того, що ми сьогодні називаємо «зеленими обчисленнями».
У той же час з’явився режим сну, який поширився на побутову електроніку. Це дозволило користувачам увімкнути сплячий режим у разі бездіяльності. Як наслідок, зросла економія енергії при скороченні викидів вуглецю.
Крім того, TCO Development – шведська компанія – ініціювала сертифіковану TCO програму для популяризації низьких електричних і магнітних випромінювань ЕПТ-комп’ютерів. Крім того, потім програму було розширено, щоб включити критерії щодо використання небезпечних речовин, споживання енергії та ергономіки.
Чому екологічні обчислення важливі?
Комп’ютери стали невід’ємною частиною сучасного покоління. Це економить наш час і зусилля та полегшує життя. Але він також споживає значну кількість енергії, виділяє тепло та має кілька інших негативних впливів на навколишнє середовище.
- Через високе споживання енергії комп’ютери та інші електронні пристрої впливають на наше довкілля та виснажують воду, повітря та землю. Як наслідок, це призводить до зміни клімату, токсичності повітря, кислотних дощів тощо.
- Збільшення викидів шкідливих парникових газів, таких як вуглекислий газ, призводить до забруднення та погіршує довкілля. Це посилює глобальне потепління та зміну клімату.
- Комп’ютери та їх периферійні пристрої, центри обробки даних, мережеві пристрої тощо виробляють вуглекислий газ у великій кількості. Крім того, деякі частини комп’ютера не підлягають біологічному розкладанню або переробці.
- Виробництво комп’ютерних продуктів передбачає використання токсичних хімікатів для протипожежного захисту, електричної ізоляції та паяння. Вплив цих хімічних парів протягом тривалого періоду може спричинити викидні, рак тощо.
- Неналежна утилізація цих пристроїв може завдати шкоди навколишньому середовищу, оскільки вони містять певні небезпечні хімікати та матеріали, такі як свинець, кадмій, ртуть тощо.
Це крик про допомогу. Екологічні обчислення — це спосіб зменшити цей шкідливий вплив і заохотити практику екологічно відповідального обчислення.
Переваги та недоліки зелених обчислень
Як і в інших речах, екологічні обчислення також мають переваги та недоліки. Давайте спочатку розглянемо його переваги.
Переваги 👍
- Оскільки екологічні обчислення підкреслюють низьке споживання енергії, це допомагає зменшити використання викопного палива та викиди парникових газів.
- Це спрямовано на зниження тепловиділення від комп’ютерів та електронних пристроїв для захисту навколишнього середовища.
- Вона сприяє ефективному використанню природних ресурсів та їх збереженню.
- Цей підхід підкреслює, що використання нетоксичних речовин зменшує небезпеку для здоров’я.
- Екологічні обчислення заохочують переробку та повторне використання матеріалів для зменшення електронних відходів, отже, зменшення забруднення землі.
- Це економічно вигідно, оскільки потребує менше енергії та охолодження.
- Впровадження зелених обчислень робить нас відповідальними за навколишнє середовище та веде до сталого майбутнього.
Виклики 👊
Кожна концепція пов’язана з невід’ємними проблемами, які люди повинні подолати. Хоча екологічні обчислення здаються проривом, існують проблеми, з якими стикаються компанії під час їх впровадження. Деякі з проблем екологічних обчислень:
- Через відсутність занепокоєння та величезну ринкову конкуренцію компанії опираються цій зміні. Отже, кожен має зазнати впливу. Інтелектуальне лідерство та навчання людей про небезпеки можуть підвищити обізнаність і адаптуватися до екологічно чистих способів.
- Часті зміни технологій можуть збентежити їх, щоб вирішити, як діяти далі.
- Початкові витрати на впровадження зелених обчислень є високими.
- Менше інформації доступно щодо екологічних обчислень, і існує велика різниця в розумінні між кінцевими користувачами, професіоналами та компаніями.
- Компанії важко приймати рішення через фрагментовані дані. Вони повинні докласти більше зусиль для збору та аналізу даних і зробити висновок, що метод, який вони використовують, є екологічно чистим, але прибутковим для їхнього бізнесу.
Як компанія може прийняти Green Computing?
ІТ-системи включають людей, обладнання, програмне забезпечення та мережі. Отже, якщо ви хочете застосувати екологічні обчислення, ви повинні розглянути кожен із них. Рішення, яке ви надаєте, також має відповідати задоволенню кінцевих користувачів, дотриманню нормативних вимог, належному управлінню та гідному прибутку від інвестицій.
Ось деякі методи, яких ІТ-компанія та інші компанії можуть застосувати, щоб запровадити екологічні обчислення:
Збільшення терміну служби продукту
Застосування екологічних обчислень вимагає від вас довшого терміну служби продуктів, щоб обмежити електронні відходи та уникнути потреби у більшому виробництві. Ви також можете підкреслити створення або використання продуктів із модульністю та можливістю оновлення. У результаті невеликі модулі або деталі можна виготовити та замінити для модернізації системи замість виробництва системи в цілому.
Дизайн сервера
Центри обробки даних споживають значну кількість загальної енергії в усьому світі, приблизно в 100-200 разів більше, ніж звичайні офісні будівлі. Центри обробки даних можуть впроваджувати екологічні обчислення для проектування енергоефективних центрів обробки даних. Він повинен охоплювати всі аспекти використання енергії, від ІТ-пристроїв та обладнання для кондиціювання повітря, опалення, охолодження та вентиляції до будівництва та розташування будівлі.
Компанії повинні зосередитися на найкращих практиках проектування екологічно чистих центрів обробки даних у різних сферах, таких як ІТ-системи, електричні системи, системи охолодження, умови навколишнього середовища, управління повітрям, переробка відпрацьованого тепла та виробництво електроенергії на місці. У той же час проект повинен оптимізувати використання простору, ефективність і продуктивність центрів обробки даних.
Програмне забезпечення для оптимізації
Найкращі способи оптимізації програмного забезпечення та його розгортання:
- Віртуалізація: це процес абстрагування або поділу комп’ютерних ресурсів, таких як процесори, пам’ять, пам’ять тощо, на віртуальні комп’ютери або віртуальні машини (VM). Тут два або більше віртуальних екземплярів працюють на одній надійній фізичній системі. Це допомагає економити системні ресурси, усуваючи вимоги до оригінального обладнання, одночасно зменшуючи охолодження та енергоспоживання. Це також зменшує потребу у виробництві додаткового обладнання. Віртуалізація допомагає ефективно розподіляти роботу, щоб сервери не споживали енергію, коли вони не використовуються. Вони або запущені, або в сплячому режимі. Оскільки ця технологія енергоефективна, багато постачальників послуг пропонують пакети програмного забезпечення для віртуальних обчислень.
- Створення ефективних алгоритмів. Ефективні алгоритми можуть бути одним із факторів, що впливають на кількість ресурсів, необхідних для обчислювальної функції. Зміни в алгоритмі, наприклад, пришвидшення алгоритму пошуку, можуть значно зменшити використання ресурсів. Тому ІТ-компанії повинні переконатися, що програмісти пишуть кращий і ефективний код.
- Стратегічний розподіл ресурсів: ІТ-команди можуть використовувати алгоритми для маршрутизації даних до центру обробки даних із доступною менш дорогою електроенергією. Це економить кошти. Подібним чином вони також можуть направляти трафік від центру обробки даних, де погода тепліша. Такий підхід дозволяє їм вимикати системи та уникати кондиціонування повітря, одночасно зменшуючи споживання енергії.
- Використання серверів терміналів. Сервери терміналів — це сервери або апаратні пристрої, що забезпечують термінали, як-от ПК, смартфони, планшети, принтери тощо, які мають спільне з’єднання з сервером терміналів. Використання серверів терміналів позбавляє терміналів від необхідності мати власний мережевий інтерфейс, модем або плату. Якщо ви впровадите сервери терміналів, ви зможете заощадити споживання енергії, а також витрати.
Управління живленням
Ефективне керування живленням є великим кроком до екологічних обчислень. І кожна компанія, незалежно від того, велика чи мала, може реалізувати це та захистити навколишнє середовище.
Тим не менш, існує відкритий галузевий стандарт під назвою Advanced Configuration & Power Interface (ACPI), який дозволяє системам автоматично вимикати свої компоненти, такі як жорсткі диски та монітори, після певних періодів неактивності.
Ви також можете перевести системи в сплячий режим, коли більшість їхніх компонентів, таких як оперативна пам’ять і процесор, вимикаються. Крім того, деякі програми дозволяють регулювати напругу процесора вручну, зменшуючи споживання електроенергії та виділення тепла.
Крім того, жорсткі диски з малим форм-фактором приблизно 2,5 дюйма споживають менше енергії, ніж більші диски на гігабайт. Крім того, твердотільні накопичувачі (SSD) зберігають дані в DRAM або флеш-пам’яті. Оскільки в них немає рухомих частин, вони споживають ще менше енергії.
Крім того, ІТ-компанії повинні керувати живленням графічних процесорів – одного з найбільших споживачів енергії в комп’ютерах. Використовуйте енергоефективні способи, як-от використання графічних карт замість спільного терміналу, клієнта спільного доступу до робочого столу тощо. Ви також можете використовувати результати відео з материнської плати або вибрати графічний процесор, який споживає менше енергії під час простою.
Переробка матеріалів
Ще один чудовий спосіб застосувати екологічні обчислення — переробити матеріали в комп’ютерних пристроях. Це запобігатиме потраплянню шкідливих речовин, таких як ртуть, свинець, кадмій тощо, на звалища. Ви також можете замінити деяке обладнання замість того, щоб виготовляти його заново, зменшуючи викиди та заощаджуючи енергію.
Крім того, ІТ-компанії можуть перепрофілювати або пожертвувати комп’ютери, якими вони більше не користуються, некомерційним і благодійним організаціям. Крім того, деталі застарілих систем і витратних матеріалів, як-от папір, батареї та картриджі для принтерів, переробляються. Однак слід бути обережним під час переробки старих комп’ютерів через проблеми конфіденційності, оскільки вони можуть містити деякі дані попередніх користувачів, які потрібно знищити перед переробкою.
Хмарні, периферійні та паралельні обчислення
Хмарні обчислення допомагають ІТ-компаніям використовувати екологічні обчислення, вирішуючи такі проблеми, як споживання ресурсів і енергоспоживання. Такі підходи, як віртуалізація, енергоефективні центри обробки даних, багатоквартирність тощо, дозволяють хмарним обчисленням зменшити споживання енергії та викиди вуглецю. Використання хмарних обчислень усуває потребу мати енергоємні центри обробки даних.
Крім того, периферійні обчислення дозволяють перерозподіляти обчислення поблизу користувачів, щоб знизити витрати. Це дозволяє мати менші центри обробки даних, де технічне обслуговування також є меншим з точки зору споживання енергії та вартості.
Паралельні обчислення, так само, допомагають зменшити споживання енергії, оскільки кілька невеликих обчислень або функцій можуть виконуватися одночасно на кількох процесорах, які взаємодіють через спільну пам’ять, замість того, щоб працювати на окремому обладнанні, що споживає більше енергії.
Дистанційна робота
Дистанційна робота зростає, особливо після спалаху COVID-19. Впровадження телеконференцій і робота з будь-якого місця дають багато переваг, як-от зменшення викидів від подорожей, зручність працівників і вищі норми прибутку завдяки низькому обслуговуванню офісу.
Кілька порад щодо використання «зелених» комп’ютерів
Екологічні обчислення — це ініціатива, яку кожен має вітати окремо. Незалежно від того, працюєте ви в компанії, є власником компанії чи працюєте самостійно, ви можете застосувати певні практики, щоб підтримати цю ініціативу.
Ось кілька порад, яких ви можете дотримуватися, щоб запровадити та просувати екологічні обчислення:
- Використовуйте продукти з маркуванням Energy Star, оскільки вони споживають менше електроенергії та виробляються відповідно до екологічних комп’ютерних концепцій.
- Коли ви не використовуєте комп’ютер, вимикайте його, щоб заощадити енергію.
- Якщо ви хочете відпочити, але не вимикати комп’ютер, ви можете перевести його в режим сну, щоб заощадити енергію.
- Обирайте енергоефективні дисплеї, як-от OLED, які споживають мало енергії, економлять заряд акумулятора та приємні для очей.
- Використовуйте темні теми або темний режим, оскільки він потребує менше енергії.
- Намагайтеся не використовувати заставки, оскільки вони споживають енергію, коли система неактивна.
- Зменште яскравість монітора, оскільки для високої яскравості потрібно більше енергії.
- Спробуйте використовувати світлодіодні монітори замість ЕПТ-моніторів, щоб заощадити енергію та зменшити викиди вуглецю.
- Утилізуйте електронні відходи безпечно, оскільки комп’ютерні пристрої містять небезпечні матеріали, які забруднюють навколишнє середовище. Такі матеріали потребують офіційної утилізації в лабораторіях.
- Використовуйте чорнила з низьким вмістом ЛОС, енергоефективні принтери, перероблений папір і відновлені чорнильні картриджі. Ви також можете скрізь, де тільки можете, без паперу.
- Купуйте енергоефективні компоненти, такі як SSD замість HDD.
- Використовуйте електронну пошту як основний засіб спілкування, а не факс.
- Впровадьте протокол голосового зв’язку через Інтернет або VoIP, щоб зменшити металеві відходи та інфраструктуру проводки
- Дозвольте своїм співробітникам працювати з дому, де це можливо, оскільки дорога на роботу призводить до більшого використання палива.
- Купуйте в Інтернеті, якщо це можливо, замість того, щоб ходити в магазини, спалюючи паливо у своєму автомобілі.
- Спробуйте співпрацювати з компаніями, які також використовують екологічні обчислення, а не навпаки. Це допоможе змінити світогляд і просувати екологічні обчислення.
- Використовуйте відновлювані джерела енергії у своїх центрах обробки даних.
- Створіть стратегічне керування живленням у вашій організації, включаючи ІТ-команду для належного керування пристроями, збору даних і споживання енергії.
- Поширюйте обізнаність про екологічні обчислення у своїй організації та за її межами
Заключні слова 👩🏫
Глобальне потепління та зміна клімату є одними з головних проблем сьогодні. Рівень забруднення землі, води та повітря зростає. Для цього екологічні обчислення є ефективним підходом, який може допомогти зменшити екологічні проблеми. Він може вирішити такі проблеми, як викиди парникових газів, збільшення кількості відходів, спалювання викопного палива, виснаження природних ресурсів тощо.
Ось чому компанії та приватні особи повинні бути відповідальними за зменшення споживання електроенергії, наскільки це можливо, одночасно впроваджуючи екологічні методи ведення своєї діяльності та утилізації відходів.
Тому пам’ятайте про три «Р» – зменшуйте, повторно використовуйте та переробляйте, і будьте частиною цієї чудової ініціативи – Green Computing та мотивуйте інших робити те саме, щоб разом будувати стале майбутнє.