Вступ до екологічних обчислень для сталого майбутнього

Автор

Екологічні обчислення: шлях до сталого майбутнього

Екологічні обчислення – це концепція, яка передбачає відповідальне використання комп’ютерних технологій. Її головна мета – зменшення негативного впливу обчислювальних пристроїв на навколишнє середовище. Це означає, що ми повинні прагнути до мінімізації енергоспоживання, правильної утилізації електронних відходів та використання екологічно чистих матеріалів.

Перш ніж заглибитися в деталі, важливо зрозуміти, чому саме екологічні обчислення є актуальною темою.

Чи бачили ви, як Леонардо Ді Капріо активно виступає за збереження природи та проти зміни клімату? Якщо ні, то раджу вам переглянути його сторінку в Instagram.

Подібно до нього, мільйони людей по всьому світу стурбовані екологічними проблемами: підвищенням рівня води, таненням льодовиків, стихійними лихами, такими як урагани та цунамі, масштабними лісовими пожежами, руйнуванням озонового шару і багатьма іншими негативними наслідками.

Усі ці руйнівні процеси є прямим наслідком зміни клімату та погіршення стану довкілля. Людська діяльність виснажує природні ресурси, створює викиди парникових газів, призводить до вирубки лісів та забруднення ґрунту, води й повітря.

Комп’ютери, невід’ємна частина нашого життя, від дітей до людей похилого віку, також негативно впливають на довкілля на всіх етапах свого існування: від виробництва до використання та утилізації. Вони споживають багато енергії, виділяють вуглекислий газ, а їх неправильна утилізація призводить до забруднення довкілля.

Саме тут на допомогу приходять “зелені” IT-технології. Їхня мета – зменшити шкідливий вплив комп’ютерів на довкілля та сприяти екологічно відповідальному використанню технологій.

У цій статті ми детально розглянемо концепцію екологічних обчислень, обговоримо проблеми та переваги, а також розглянемо, як можна впровадити “зелені” ініціативи на індивідуальному рівні.

Отже, почнемо! 😎

Що таке екологічні обчислення?

Екологічні обчислення – це комплексний підхід, який охоплює усі етапи життєвого циклу комп’ютерної техніки: від розробки до утилізації. Мета – мінімізувати негативний вплив на навколишнє середовище.

Цей підхід дозволяє зменшити споживання енергії комп’ютерами та виділення тепла, а також захистити довкілля від шкідливих матеріалів.

Основні цілі екологічних обчислень:

  • Підвищення енергоефективності та ефективне управління енергією
  • Використання екологічно чистого обладнання та програмного забезпечення
  • Мінімізація використання шкідливих речовин
  • Переробка матеріалів
  • Подовження терміну служби виробів

Екологічні обчислення є ефективною стратегією для зменшення “вуглецевого сліду” ІТ-систем. Інформаційно-комунікаційні технології (ІКТ) відіграють важливу роль у зменшенні викидів вуглецю. Крім того, екологічні обчислення використовують різноманітні технології та стратегії для зниження втрат енергії.

Екологічні обчислення застосовуються до будь-яких систем, від великих центрів обробки даних до портативних пристроїв. Це допомагає створювати стійкі бізнес-процеси, підвищувати обізнаність та впроваджувати екологічні ініціативи для кращого майбутнього.

Приклади екологічних обчислень:

Відновлювані джерела енергії є чудовим прикладом екологічних обчислень. Вони включають:

  • Сонячна енергія
  • Геотермальна енергія
  • Енергія вітру
  • Гідроелектроенергія

Ці джерела енергії отримуються з природи і є у вільному доступі. Вони не забруднюють навколишнє середовище, тому енергію, отриману з них, також називають “чистою” енергією.

Практичне застосування екологічних обчислень:

  • Розумне опалення та освітлення: Використання пристроїв IoT для керування опаленням та освітленням (розумні термостати, світлодіодні технології) допомагає зменшити споживання енергії.
  • Електромобілі: Електричні транспортні засоби є екологічно чистішою альтернативою бензиновим, оскільки вони не використовують викопне паливо.
  • Центри обробки даних: Провідні технологічні компанії намагаються будувати енергоефективні центри обробки даних з мінімальним впливом на навколишнє середовище.
  • Альтернативна енергетика: Великі компанії використовують альтернативні джерела енергії (вітер, сонце) для живлення своїх центрів обробки даних.
  • Переробка пристроїв: Компанії переробляють старі комп’ютери та інші електронні пристрої для зменшення відходів та мінімізації використання шкідливих матеріалів.

Інші приклади використання екологічних комунікацій – бездротові мережі, хмарні обчислення, периферійні обчислення та паралельні обчислення.

Історія виникнення екологічних обчислень

Старі комп’ютери були громіздкими та споживали значну кількість енергії. Їх використання також вимагало значних часових витрат. Вони постійно споживали електроенергію, навіть коли не працювали, оскільки не було режиму сну або управління енергією.

З метою вирішення цієї проблеми у 1992 році Агентство з охорони навколишнього середовища США (EPA) запустило програму Energy Star. Ця програма спрямована на підтримку та просування енергоефективних моніторів, пристроїв та інших технологій. Саме ця програма стала початком того, що сьогодні називають “зеленими обчисленнями”.

Одночасно з цим, з’явився режим сну, який швидко поширився на побутову електроніку. Це дозволило користувачам переводити пристрої в сплячий режим, коли вони не використовуються. Завдяки цьому, вдалося досягти значної економії енергії та скорочення викидів вуглецю.

Крім того, шведська компанія TCO Development започаткувала програму сертифікації TCO для просування комп’ютерів з низьким рівнем електричного та магнітного випромінювання. Згодом програма розширилася, включивши критерії щодо використання небезпечних речовин, споживання енергії та ергономіки.

Чому екологічні обчислення є важливими?

Комп’ютери стали невід’ємною частиною сучасного життя. Вони допомагають нам економити час та зусилля, роблячи наше життя простішим та комфортнішим. Але, в той же час, вони споживають значну кількість енергії, виділяють тепло та мають ряд інших негативних наслідків для навколишнього середовища.

  • Через високе споживання енергії, комп’ютери та інші електронні пристрої негативно впливають на довкілля, виснажуючи водні, повітряні та земельні ресурси. Це призводить до зміни клімату, забруднення повітря, кислотних дощів тощо.
  • Збільшення викидів шкідливих парникових газів, таких як вуглекислий газ, посилює забруднення довкілля, глобальне потепління та зміну клімату.
  • Комп’ютери, їх периферійні пристрої та центри обробки даних виробляють значну кількість вуглекислого газу. Багато компонентів комп’ютерів не підлягають біологічному розкладанню або переробці.
  • При виробництві комп’ютерів використовуються токсичні хімічні речовини. Тривалий вплив цих речовин може викликати різноманітні захворювання, включаючи рак.
  • Неправильна утилізація електронних пристроїв може завдати шкоди довкіллю, оскільки вони містять небезпечні хімічні речовини та матеріали, такі як свинець, кадмій та ртуть.

Екологічні обчислення – це шлях до зменшення негативного впливу комп’ютерних технологій та заохочення екологічно відповідального використання обчислювальних пристроїв.

Переваги та недоліки “зелених” обчислень

Екологічні обчислення, як і будь-яка інша концепція, мають свої переваги та недоліки. Давайте спочатку розглянемо їхні переваги.

Переваги 👍

  • Екологічні обчислення сприяють зменшенню споживання енергії, викопного палива та викидів парникових газів.
  • Спрямовані на зниження тепловиділення від комп’ютерів та електронних пристроїв для захисту навколишнього середовища.
  • Сприяють ефективному використанню природних ресурсів та їх збереженню.
  • Підкреслюють важливість використання нетоксичних речовин для зменшення ризиків для здоров’я.
  • Заохочують переробку та повторне використання матеріалів для зменшення кількості електронних відходів, отже, й забруднення землі.
  • Є економічно вигідними, оскільки потребують менше енергії та охолодження.
  • Сприяють екологічній відповідальності та веде до сталого майбутнього.

Проблеми 👊

Кожна концепція має свої проблеми, які необхідно подолати. Хоча екологічні обчислення видаються проривом, існують деякі труднощі, з якими стикаються компанії під час їх впровадження. Ось деякі з них:

  • Через недостатню обізнаність та високу конкуренцію, компанії неохоче впроваджують “зелені” ініціативи.
  • Постійні зміни в технологіях ускладнюють прийняття рішень.
  • Початкові витрати на впровадження екологічних обчислень є досить високими.
  • Брак інформації щодо екологічних обчислень створює різницю у розумінні між кінцевими користувачами, професіоналами та компаніями.
  • Компаніям важко приймати рішення через фрагментарність даних. Потрібні зусилля для збору та аналізу даних, щоб впевнитися, що обраний метод є екологічно чистим та прибутковим для бізнесу.

Як компанія може впровадити екологічні обчислення?

ІТ-системи включають людей, обладнання, програмне забезпечення та мережі. Отже, якщо ви хочете застосувати екологічні обчислення, ви повинні враховувати кожен із цих компонентів. Ваше рішення повинно задовольняти потреби кінцевих користувачів, відповідати нормативним вимогам, забезпечувати належне управління та гідний прибуток.

Ось деякі методи, які можуть використовувати ІТ-компанії для впровадження екологічних обчислень:

Збільшення терміну служби продукту

Застосування екологічних обчислень вимагає збільшення терміну служби продуктів, щоб обмежити електронні відходи та уникнути потреби у масовому виробництві. Слід підкреслити важливість створення або використання продуктів із можливістю оновлення. У результаті, окремі модулі або деталі можна замінити, модернізувавши систему, а не виробляючи її повністю.

Проектування серверів

Центри обробки даних споживають значну кількість енергії. Тому важливо створювати енергоефективні центри обробки даних. Це повинно охоплювати всі аспекти використання енергії: від ІТ-обладнання та кондиціювання повітря до опалення, охолодження, вентиляції, будівництва та розташування будівлі.

Компанії повинні зосередитись на найкращих практиках проектування “зелених” центрів обробки даних, включаючи: ІТ-системи, електричні системи, системи охолодження, умови навколишнього середовища, управління повітрям, переробку тепла та виробництво електроенергії на місці. Проект також повинен оптимізувати використання простору, ефективність та продуктивність центрів обробки даних.

Оптимізація програмного забезпечення

Оптимізація програмного забезпечення та його розгортання є важливим кроком. Ось кілька способів:

  • Віртуалізація: Створення віртуальних машин на одному фізичному сервері дозволяє економити системні ресурси, зменшуючи потребу в додатковому обладнанні та споживанні енергії.
  • Створення ефективних алгоритмів: Алгоритми впливають на кількість ресурсів, необхідних для обчислювальних процесів. Зміна алгоритму може значно зменшити споживання ресурсів.
  • Стратегічний розподіл ресурсів: Маршрутизація даних до центрів обробки даних з доступною та недорогою електроенергією може знизити витрати. Також можна перенаправляти трафік з центрів обробки даних, де погода тепліша, щоб економити на охолодженні.
  • Використання серверів терміналів: Сервери терміналів дозволяють терміналам використовувати спільне з’єднання з сервером, що допомагає економити енергію та витрати.

Управління живленням

Ефективне управління живленням є важливим кроком до екологічних обчислень. Кожна компанія може реалізувати це та захистити навколишнє середовище.

Стандарт Advanced Configuration & Power Interface (ACPI) дозволяє системам автоматично вимикати компоненти (жорсткі диски, монітори) після періоду бездіяльності. Системи також можна переводити в сплячий режим, коли більшість компонентів вимикаються.

Деякі програми дозволяють вручну регулювати напругу процесора, зменшуючи споживання енергії та виділення тепла. Жорсткі диски з малим форм-фактором (2,5 дюйма) споживають менше енергії, ніж більші диски. Твердотільні накопичувачі (SSD) зберігають дані в DRAM або флеш-пам’яті та споживають ще менше енергії.

Крім того, ІТ-компанії повинні ефективно керувати живленням графічних процесорів, які є великими споживачами енергії. Для цього потрібно використовувати енергоефективні способи, наприклад, використовувати графічні карти замість спільного терміналу або вибирати графічні процесори, які споживають менше енергії в режимі простою.

Переробка матеріалів

Переробка матеріалів з комп’ютерних пристроїв є важливим кроком. Це запобігає потраплянню шкідливих речовин на звалища. Перепрофілювання або пожертвування комп’ютерів некомерційним організаціям допомагає зменшити відходи. Слід переробляти папір, батареї та картриджі для принтерів. Однак, необхідно бути обережним при переробці старих комп’ютерів через проблеми конфіденційності.

Хмарні, периферійні та паралельні обчислення

Хмарні обчислення дозволяють компаніям використовувати екологічні обчислення, зменшуючи споживання ресурсів та енергії. Віртуалізація та енергоефективні центри обробки даних допомагають зменшити споживання енергії та викиди вуглецю.

Периферійні обчислення дозволяють перерозподіляти обчислення ближче до користувачів, зменшуючи витрати. Паралельні обчислення допомагають зменшити споживання енергії, виконуючи кілька невеликих обчислень одночасно.

Дистанційна робота

Дистанційна робота набуває популярності, особливо після пандемії COVID-19. Впровадження телеконференцій дозволяє працівникам працювати з будь-якого місця, зменшуючи викиди від подорожей та витрати на утримання офісу.

Поради щодо використання “зелених” комп’ютерів

Екологічні обчислення – це ініціатива, яку кожен повинен підтримувати. Незалежно від того, де ви працюєте, ви можете застосовувати певні практики для підтримки цієї ініціативи.

Ось декілька порад:

  • Використовуйте продукти з маркуванням Energy Star.
  • Вимикайте комп’ютер, коли він не використовується.
  • Переводьте комп’ютер в сплячий режим.
  • Обирайте енергоефективні дисплеї.
  • Використовуйте темні теми.
  • Відмовтеся від заставок екрана.
  • Зменшіть яскравість монітора.
  • Використовуйте світлодіодні монітори.
  • Безпечно утилізуйте електронні відходи.
  • Використовуйте екологічно чисті матеріали для друку.
  • Купуйте енергоефективні компоненти.
  • Використовуйте електронну пошту замість факсу.
  • Впровадьте VoIP.
  • Заохочуйте дистанційну роботу.
  • Купуйте в Інтернеті.
  • Співпрацюйте з “зеленими” компаніями.
  • Використовуйте відновлювані джерела енергії.
  • Створіть систему керування живленням.
  • Поширюйте обізнаність про екологічні обчислення.

Підсумки 👩‍🏫

Глобальне потепління та зміна клімату є головними проблемами сучасності. Екологічні обчислення – це ефективний підхід для зменшення екологічних проблем, таких як викиди парникових газів, збільшення кількості відходів та виснаження природних ресурсів.

Компанії та приватні особи повинні бути відповідальними за зменшення споживання електроенергії та впроваджувати екологічні методи ведення діяльності.

Пам’ятайте про три “Р” – зменшуйте, повторно використовуйте та переробляйте. Станьте частиною ініціативи “Зелені обчислення” та мотивуйте інших для створення сталого майбутнього.