Зелёные вычисления , зелёные ИТ (информационные технологии) или устойчивость ИКТ — это изучение и практика экологически устойчивых вычислений или ИТ.
Цели экологически чистых вычислений включают оптимизацию энергоэффективности в течение жизненного цикла продукта; использование более экологически чистых источников энергии для питания продукта и его сети; улучшение возможности повторного использования, обслуживания и ремонтопригодности продукта для продления его жизненного цикла; улучшение возможности переработки или биоразлагаемости электронных отходов для поддержки амбиций круговой экономики ; и согласование производства и использования ИТ-систем с экологическими и социальными целями. Экологичные вычисления важны для всех классов систем, от карманных систем до крупномасштабных центров обработки данных.
Многие корпоративные ИТ-отделы реализуют инициативы по использованию экологически чистых вычислений для снижения воздействия своих ИТ-операций на окружающую среду. [1] Однако также очевидно, что воздействие сектора на окружающую среду является значительным, оцениваемым в 5-9% от общего мирового потребления электроэнергии и более чем в 2% от всех выбросов. [2] Центры обработки данных и телекоммуникационные сети должны будут стать более энергоэффективными , повторно использовать отработанную энергию, использовать больше возобновляемых источников энергии и использовать меньше воды для охлаждения, чтобы оставаться конкурентоспособными. Некоторые считают, что они могут и должны стать климатически нейтральными к 2030 году [ требуется ссылка ]
Выбросы углерода, связанные с производством устройств и сетевой инфраструктурой, также являются ключевым фактором.
Зеленые вычисления могут включать сложные компромиссы. Может быть полезно различать ИТ для экологической устойчивости и экологическую устойчивость ИТ. Хотя зеленые ИТ фокусируются на экологической устойчивости ИТ, на практике эти два аспекта часто взаимосвязаны. Например, запуск платформы для онлайн-покупок может увеличить углеродный след собственных ИТ-операций компании, в то же время помогая клиентам приобретать продукты удаленно, не требуя от них вождения, что в свою очередь снижает выбросы парниковых газов, связанные с поездками. [3] Компания может получить кредит на эти преимущества декарбонизации в рамках своей отчетности по выбросам Scope 3 , которая включает выбросы по всей цепочке создания стоимости.
В 1992 году Агентство по охране окружающей среды США запустило Energy Star — добровольную программу маркировки, которая призвана поощрять и признавать энергоэффективность мониторов, климатического оборудования и других технологий. [4] Это привело к широкому распространению спящего режима среди бытовой электроники. Одновременно шведская организация TCO Development запустила программу TCO Certified для продвижения низких магнитных и электрических излучений от компьютерных дисплеев на основе ЭЛТ ; эта программа была позже расширена и включила критерии энергопотребления, эргономики и использования опасных материалов в строительстве. [5]
В 2009 году Организация экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) опубликовала обзор более 90 правительственных и промышленных инициатив по «зеленым ИКТ» (информационно-коммуникационные технологии), окружающей среде и изменению климата. В отчете сделан вывод о том, что инициативы, как правило, были сосредоточены на самих зеленеющих ИКТ, а не на их фактической реализации для снижения глобального потепления и ухудшения состояния окружающей среды . В целом, только 20% инициатив имели измеримые цели, при этом правительственные программы имели тенденцию включать цели чаще, чем бизнес-ассоциации. [6]
Многие правительственные агентства продолжают внедрять стандарты и правила, которые поощряют зеленые вычисления. Программа Energy Star была пересмотрена в октябре 2006 года, чтобы включить более строгие требования к эффективности компьютерного оборудования, а также многоуровневую систему рейтинга для одобренных продуктов. [7] [8]
К 2008 году 26 штатов США создали общегосударственные программы по переработке устаревших компьютеров и бытовой электроники. [9] Законы либо вводят «авансовый сбор за восстановление» за каждую единицу, проданную в розницу, либо требуют от производителей возвращать утилизированное оборудование.
В 2010 году Закон о восстановлении и реинвестировании в Америке (ARRA) был подписан президентом Обамой. Законопроект выделил более 90 миллиардов долларов на инвестиции в зеленые инициативы (возобновляемые источники энергии, интеллектуальные сети, энергоэффективность и т. д.) В январе 2010 года Министерство энергетики США выделило 47 миллионов долларов из средств ARRA на проекты по повышению энергоэффективности центров обработки данных. Проекты предусматривали исследования по оптимизации аппаратного и программного обеспечения центров обработки данных, улучшению цепи электроснабжения и технологий охлаждения центров обработки данных . [10]
Зеленое цифровое управление относится к использованию информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) для поддержки экологически устойчивых политик и практик. Оно описывает стратегию, с помощью которой организация стремится привести свои информационно-коммуникационные технологии в соответствие с целями устойчивого развития. [11] Это может включать использование цифровых инструментов и платформ для мониторинга и регулирования воздействия на окружающую среду, а также содействие развитию и использованию чистых и возобновляемых источников энергии в технологическом секторе. Цель зеленого цифрового управления — сократить углеродный след цифровой экономики и поддержать переход к более устойчивому и стойкому обществу.
И зеленый, и цифровой переходы стоят на повестке дня большинства европейских стран, а также ЕС в целом. Документы и цели, такие как Европейский зеленый курс [12] и Цели устойчивого развития , fit for 55 , Цифровая Европа и другие, начали переходы. Эти два перехода часто противоречат друг другу, поскольку цифровые технологии имеют существенные экологические следы, которые идут вразрез с целями зеленого перехода. [13]
Европейский союз рассматривает цифровизацию и принятие решений ИКТ (информационно-коммуникационных технологий) как важный инструмент для создания более экологичных решений, признавая при этом, что для достижения желаемого положительного воздействия на окружающую среду сами инструменты должны быть экологически устойчивыми. [14] Зеленый переход может ускорить инновации и принятие цифровых решений, предлагая сектору ИКТ новые возможности для повышения конкурентоспособности. Синергия, созданная в результате зеленого перехода и цифровизации, приносит социальные, экономические и экологические выгоды, что является целью экологически чистых цифровых правительств и создания зеленых решений ИКТ в целом. [15]
Ожидается, что цифровой компонент также будет использоваться для достижения амбиций Европейского зеленого соглашения [12] и Целей устойчивого развития . Как мощные факторы перехода к устойчивому развитию, цифровые решения могут продвигать круговую экономику, поддерживать декарбонизацию всех секторов и сокращать экологический и социальный след продуктов, размещенных на рынке ЕС. Например, такие ключевые секторы, как точное земледелие, транспорт и энергетика, могут извлечь выгоду из цифровых решений в достижении целей устойчивого развития Европейского зеленого соглашения. [16]
Электронные государственные услуги могут обеспечить решение экологических проблем. [17] Возможность для гражданина полностью запросить и получить услугу онлайн, помимо экономии средств для государственных органов и повышения удовлетворенности граждан, приведет к сокращению выбросов углерода и потребления бумаги. [17]
Современные ИТ- системы опираются на сложную смесь людей, сетей и оборудования; как таковая, инициатива по зеленым вычислениям идеально охватывает эти области. Решение может также потребовать решения проблем удовлетворенности конечного пользователя, реструктуризации управления, соответствия нормативным требованиям и возврата инвестиций (ROI). Существуют также финансовые мотивы для компаний взять под контроль собственное потребление энергии; «из доступных инструментов управления питанием одним из самых мощных может быть простой, понятный, здравый смысл». [26]
Gartner утверждает, что на процесс производства ПК приходится 70% природных ресурсов, используемых в течение жизненного цикла ПК. [27] В 2011 году компания Fujitsu опубликовала оценку жизненного цикла (LCA) настольного компьютера, которая показала, что производство и окончание срока службы составляют большую часть экологического следа этого настольного компьютера. [28] Таким образом, наибольший вклад в экологически чистые вычисления обычно заключается в продлении срока службы оборудования.
В другом отчете Gartner рекомендуется «обратить внимание на долговечность продукта, включая возможность модернизации и модульность». [29] Например, производство нового ПК оставляет гораздо больший экологический след, чем производство нового модуля оперативной памяти для модернизации существующего.
Объекты центров обработки данных являются крупными потребителями энергии, на долю которых в 2010 году пришлось от 1,1% до 1,5% от общего мирового потребления энергии. [1] По оценкам Министерства энергетики США, объекты центров обработки данных потребляют в 100–200 раз больше энергии, чем стандартные офисные здания. [30]
Проектирование энергоэффективного центра обработки данных должно учитывать все аспекты использования энергии в центре обработки данных: от ИТ-оборудования и оборудования HVAC (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха) до фактического местоположения, конфигурации и конструкции здания.
Министерство энергетики США выделяет пять основных областей, на которых следует сосредоточить внимание при разработке лучших практик проектирования энергоэффективных центров обработки данных: [31]
Дополнительные возможности энергоэффективного проектирования, указанные Министерством энергетики США, включают локальную выработку электроэнергии и переработку отработанного тепла. [32]
Проектирование энергоэффективного центра обработки данных должно способствовать более эффективному использованию пространства центра обработки данных, а также повышению производительности и эффективности.
В 2018 году три новых патента США используют конструкцию объектов для одновременного охлаждения и производства электроэнергии за счет использования внутреннего и внешнего отходящего тепла. Три патента используют конструкцию силоса для стимулирования использования внутреннего отходящего тепла, при этом рециркулируя воздух, охлаждающий вычислительные стойки силоса. Патент США 9,510,486 использует рециркулирующий воздух для выработки электроэнергии, в то время как родственный патент, патент США 9,907,213, заставляет рециркулировать тот же воздух, а родственный патент, патент США 10,020,436, использует тепловые различия в температуре, приводящие к отрицательной эффективности использования энергии. Отрицательная эффективность использования энергии использует разницу между температурами во время работы вычислительных объектов, которые будут работать только от внешних источников, отличных от энергии, используемой для вычислений.
Эффективность алгоритмов влияет на количество компьютерных ресурсов, необходимых для любой заданной вычислительной функции, и существует множество компромиссов эффективности при написании программ. Изменения алгоритмов, такие как переключение с медленного (например, линейного) алгоритма поиска на быстрый (например, хэшированный или индексированный) алгоритм поиска, могут снизить использование ресурсов для заданной задачи от существенного до близкого к нулю. В 2009 году исследование физика из Гарварда подсчитало, что средний поиск Google выбрасывает 7 граммов углекислого газа (CO₂). [33] Однако Google оспорил эту цифру, утверждая, что типичный поиск выбрасывает всего 0,2 грамма CO₂. [34]
Алгоритмы также могут использоваться для маршрутизации данных в центры обработки данных, где электричество стоит дешевле. Исследователи из Массачусетского технологического института, Университета Карнеги-Меллона и Akamai протестировали алгоритм распределения энергии, который направляет трафик в место с самыми низкими затратами на энергию. Исследователи прогнозируют экономию до 40 процентов затрат на энергию, если их предложенный алгоритм будет развернут. Однако этот подход фактически не уменьшает количество используемой энергии; он снижает только стоимость для компании, использующей ее. Тем не менее, похожую стратегию можно использовать для направления трафика на энергию, которая производится более экологически чистым или эффективным способом. Похожий подход также использовался для сокращения потребления энергии путем маршрутизации трафика от центров обработки данных с теплой погодой; это позволяет выключать компьютеры, чтобы избежать использования кондиционера. [35]
Более крупные серверные центры иногда располагаются там, где энергия и земля недороги и легкодоступны. Местная доступность возобновляемой энергии, климат, позволяющий использовать наружный воздух для охлаждения, или их размещение там, где вырабатываемое ими тепло может использоваться для других целей, могут быть факторами при принятии решений о размещении в экологически чистых условиях.
Подходы к фактическому снижению энергопотребления сетевых устройств с помощью надлежащих методов управления сетями/устройствами были рассмотрены Бьянзино и др. [36]. Авторы сгруппировали подходы в 4 основные стратегии, а именно: (i) адаптивная скорость передачи данных (ALR), (ii) прокси-интерфейс, (iii) инфраструктура с учетом энергопотребления и (iv) приложения с учетом максимального энергопотребления.
Виртуализация компьютеров относится к абстракции компьютерных ресурсов, например, к процессу запуска двух или более логических компьютерных систем на одном наборе физического оборудования. Концепция возникла в операционных системах мэйнфреймов IBM 1960-х годов и была коммерциализирована для x86 -совместимых компьютеров и других компьютерных систем в 1990-х годах. С помощью виртуализации системный администратор может объединить несколько ранее физических систем в качестве виртуальных машин в одной мощной системе, тем самым экономя ресурсы за счет устранения необходимости в части исходного оборудования и снижения потребления энергии и охлаждения. Виртуализация может помочь в распределении работы таким образом, чтобы серверы были либо заняты, либо переведены в спящий режим с низким энергопотреблением. Несколько коммерческих компаний и проектов с открытым исходным кодом теперь предлагают программные пакеты для перехода к виртуальным вычислениям. Корпорации Intel и AMD также встроили собственные усовершенствования виртуализации в набор инструкций x86 в каждую из своих линеек процессоров, чтобы облегчить виртуальные вычисления.
Новые виртуальные технологии, такие как виртуализация на уровне операционной системы, также могут использоваться для снижения энергопотребления. Эти технологии более эффективно используют ресурсы, тем самым снижая энергопотребление по замыслу. Кроме того, консолидация виртуализированных технологий более эффективна, чем та, что делается в виртуальных машинах , поэтому больше служб могут быть развернуты на одной и той же физической машине, что снижает количество необходимого оборудования. [37]
Терминальные серверы также использовались в экологически чистых вычислениях. При использовании системы пользователи на терминале подключаются к центральному серверу; все фактические вычисления выполняются на сервере, но конечный пользователь видит, что система работает так, как если бы она была на терминале. Их можно комбинировать с тонкими клиентами , которые используют до 1/8 количества энергии обычной рабочей станции, что приводит к снижению затрат на электроэнергию и потребления. [ необходима цитата ] Наблюдается рост использования терминальных служб с тонкими клиентами для создания виртуальных лабораторий. Примерами программного обеспечения терминального сервера являются Terminal Services для Windows и Linux Terminal Server Project (LTSP) для операционной системы Linux . Программные клиенты удаленного рабочего стола, такие как Windows Remote Desktop и RealVNC, могут предоставлять аналогичные функции тонкого клиента при работе на маломощном оборудовании, которое подключается к серверу. [38]
Сжатие данных, которое подразумевает использование меньшего количества бит для кодирования информации, также может использоваться в экологически чистых вычислениях в зависимости от структуры данных. Поскольку оно сильно зависит от данных, стратегии сжатия данных могут привести к использованию большего количества энергии или ресурсов, чем необходимо в некоторых случаях. Однако выбор хорошо подходящего алгоритма сжатия для набора данных может обеспечить большую энергоэффективность и снизить требования к сети и хранилищу. [39] Существует компромисс между степенью сжатия и потреблением энергии. Решение о том, стоит ли это делать, зависит от сжимаемости набора данных. Сжатие повышает энергоэффективность для данных с коэффициентом сжатия намного меньше примерно 0,3 и вредит данным с более высокими коэффициентами сжатия. [40]
Расширенный интерфейс конфигурации и питания (ACPI), открытый отраслевой стандарт, позволяет операционной системе напрямую управлять энергосберегающими аспектами ее базового оборудования. Это позволяет системе автоматически отключать такие компоненты, как мониторы и жесткие диски , после заданных периодов бездействия. Кроме того, система может перейти в спящий режим , когда большинство компонентов (включая ЦП и системную оперативную память) выключены. ACPI является преемником более раннего стандарта Intel-Microsoft под названием Advanced Power Management , который позволяет BIOS компьютера управлять функциями управления питанием. [ необходима цитата ]
Некоторые программы позволяют пользователю вручную регулировать напряжение, подаваемое на ЦП, что снижает как количество выделяемого тепла, так и потребляемую электроэнергию. Этот процесс называется понижением напряжения . Некоторые ЦП могут автоматически понижать напряжение процессора в зависимости от рабочей нагрузки; эта технология называется « SpeedStep » на процессорах Intel, « PowerNow! »/« Cool'n'Quiet » на чипах AMD, LongHaul на ЦП VIA и LongRun с процессорами Transmeta .
Центры обработки данных, которые подвергались критике за их чрезвычайно высокое энергопотребление, являются основным объектом внимания сторонников зеленых вычислений. [41] Согласно исследованию Greenpeace , центры обработки данных потребляют 21% электроэнергии, потребляемой сектором ИТ, что составляет около 382 млрд кВт·ч в год. [42]
Центры обработки данных могут потенциально улучшить свою энергоэффективность и эффективность пространства с помощью таких методов, как консолидация и виртуализация хранилищ. Многие организации стремятся исключить недоиспользуемые серверы, что приведет к снижению потребления энергии. [43] Федеральное правительство США установило минимальный целевой показатель снижения потребления энергии центрами обработки данных на 10% к 2011 году. [41] С помощью самопровозглашенной сверхэффективной технологии испарительного охлаждения. Google Inc. утверждает, что сократила свое потребление энергии до 50% от среднего показателя по отрасли. [41]
Майнинг криптовалюты , особенно для валют с доказательством работы, таких как биткоин, также использует значительное количество энергии во всем мире. [44] Сторонники утверждают, что криптовалюта может помочь стимулировать инвестиции в зеленую энергетику. [ необходима цитата ]
Microsoft Windows включала ограниченные функции управления питанием ПК , начиная с Windows 95. [45] Изначально они обеспечивали режим ожидания (suspend-to-RAM) и состояние низкого энергопотребления монитора. Дальнейшие итерации Windows добавили спящий режим (suspend-to-disk) и поддержку стандарта ACPI . Windows 2000 была первой операционной системой на базе NT, включавшей управление питанием. Это потребовало серьезных изменений в базовой архитектуре операционной системы и новой модели драйвера оборудования. Windows 2000 также представила групповую политику , технологию, которая позволяла администраторам централизованно настраивать большинство функций Windows. Однако управление питанием не было одной из этих функций. Вероятно, это связано с тем, что конструкция параметров управления питанием опиралась на связанный набор двоичных значений реестра для каждого пользователя и для каждой машины, [46] фактически оставляя каждому пользователю возможность настраивать собственные параметры управления питанием.
Этот подход, несовместимый с групповой политикой Windows, был повторен в Windows XP . Причины такого решения Microsoft неизвестны, и оно вызвало резкую критику. [47] Microsoft значительно улучшила это в Windows Vista [48] , переработав систему управления питанием, чтобы разрешить базовую настройку с помощью групповой политики. Предлагаемая поддержка ограничена одной политикой для каждого компьютера. Windows 7 сохраняет эти ограничения, но включает в себя усовершенствования для объединения таймеров , управления питанием процессора [49] [50] и яркости панели дисплея. Наиболее существенное изменение в Windows 7 касается пользовательского опыта. Значимость плана питания по умолчанию «Высокая производительность» была снижена с целью поощрения пользователей к экономии энергии.
Стороннее программное обеспечение для управления питанием ПК для добавления функций, выходящих за рамки встроенных в операционную систему Windows. [51] [52] [53] Большинство продуктов предлагают интеграцию с Active Directory и настройки для каждого пользователя/машины, а более продвинутые продукты предлагают несколько схем управления питанием, запланированные схемы управления питанием, функции борьбы с бессонницей и отчеты об использовании электроэнергии на предприятии.
Системы Linux начали предоставлять оптимизированное для ноутбуков управление питанием в 2005 году, [54] а опции управления питанием стали общепринятыми с 2009 года. [55] [56] [57]
Блоки питания настольных компьютеров в целом эффективны на 70–75 %, [58] рассеивая оставшуюся энергию в виде тепла. Программа сертификации 80 Plus сертифицирует блоки питания, которые эффективны не менее чем на 80 %; обычно эти модели являются заменой старых, менее эффективных блоков питания того же форм-фактора. По состоянию на 20 июля 2007 года все новые блоки питания для настольных компьютеров, сертифицированные Energy Star 4.0, должны иметь эффективность не менее 80 %. [59]
Жесткие диски меньшего форм-фактора (например, 2,5 дюйма) часто потребляют меньше энергии на гигабайт, чем физически более крупные диски. [60] [61] В отличие от жестких дисков, твердотельные накопители хранят данные во флэш-памяти или DRAM . При отсутствии подвижных частей энергопотребление может быть несколько снижено для флэш-устройств малой емкости. [62] [63]
Поскольку цены на жесткие диски упали, фермы хранения имели тенденцию к увеличению емкости, чтобы сделать больше данных доступными онлайн. Это включает архивные и резервные данные, которые раньше сохранялись на ленте или другом офлайн-хранилище. Увеличение онлайн-хранилища увеличило потребление энергии. Сокращение потребления энергии большими массивами хранения при сохранении преимуществ онлайн-хранилища является предметом текущих исследований. [64]
Быстрый графический процессор может быть самым большим потребителем энергии в компьютере. [65]
Энергосберегающие варианты дисплеев включают в себя:
В отличие от других технологий отображения, электронная бумага не потребляет никакой энергии при отображении изображения. [66] ЭЛТ-мониторы обычно потребляют больше энергии, чем ЖК-мониторы. Они также содержат значительное количество свинца. ЖК-мониторы обычно используют флуоресцентную лампу с холодным катодом для обеспечения освещения дисплея. Большинство новых дисплеев используют массив светодиодов (LED) вместо флуоресцентной лампы, что еще больше снижает количество электроэнергии, потребляемой дисплеем. [67] Флуоресцентная подсветка также содержит ртуть, тогда как светодиодная подсветка ее не содержит.
Цветовая схема «светлый на темном» , также называемая темным режимом , — это цветовая схема , которая требует меньше энергии для отображения на новых технологиях отображения, таких как OLED . [68] Это положительно влияет на срок службы батареи и потребление энергии. В то время как OLED будет потреблять около 40% мощности ЖК-дисплея, отображающего изображение, которое в основном черное, он может использовать в три раза больше энергии для отображения изображения с белым фоном, например документа или веб-сайта. [69] Это может привести к сокращению срока службы батареи и увеличению потребления энергии, если не используется цветовая схема «светлый на темном». Статья в Popular Science за 2018 год предполагает, что «Темный режим приятнее для глаз и батареи» [70] , а отображение белого цвета на полной яркости потребляет примерно в шесть раз больше энергии, чем чисто черный на Google Pixel, который имеет OLED-дисплей. [71] iOS 13 и iPadOS 13 от Apple имеют темный режим «светлый на темном», который позволит сторонним разработчикам реализовывать свои собственные темные темы. [72] Android 10 от Google имеет темный режим на системном уровне. [73]
Переработка компьютерного оборудования может предотвратить попадание на свалки вредных материалов, таких как свинец, ртуть и шестивалентный хром , и может заменить оборудование, которое в противном случае пришлось бы производить, экономя дополнительную энергию и выбросы. Компьютерные системы, которые отслужили свой срок, могут быть перепрофилированы или пожертвованы различным благотворительным и некоммерческим организациям. [74] Однако многие благотворительные организации недавно ввели минимальные системные требования к пожертвованному оборудованию. [75] Кроме того, детали устаревших систем могут быть спасены и переработаны через определенные розничные магазины [76] [77] и муниципальные или частные центры переработки. Компьютерные принадлежности, такие как картриджи для принтеров , бумага и батареи , также могут быть переработаны. [78]
Недостатком многих из этих схем является то, что компьютеры, собранные в ходе перерабатывающих кампаний, часто отправляются в развивающиеся страны , где экологические стандарты менее строгие, чем в Северной Америке и Европе. [79] Коалиция по борьбе с токсичными веществами в Кремниевой долине подсчитала, что 80% электронных отходов, собранных для переработки, отправляются за границу, в такие страны, как Китай и Индия . [80]
В 2011 году уровень сбора электронных отходов оставался низким, даже в самых экологически ответственных странах, таких как Франция. В США сбор электронных отходов составлял 14% в год между проданным электронным оборудованием и собранными электронными отходами в период с 2006 по 2009 год. [81]
Переработка старых компьютеров поднимает вопрос конфиденциальности. Старые устройства хранения данных по-прежнему хранят личную информацию, такую как электронные письма, пароли и номера кредитных карт, которые можно восстановить, просто используя программное обеспечение, свободно доступное в Интернете. Удаление файла на самом деле не удаляет файл с жесткого диска. Перед переработкой компьютера пользователи должны извлечь жесткий диск или жесткие диски, если их несколько, и физически уничтожить его или сохранить в безопасном месте. Существуют некоторые авторизованные компании по переработке оборудования, которым компьютер может быть передан на переработку, и они, как правило, подписывают соглашение о неразглашении. [82]
Облачные вычисления могут помочь решить две основные проблемы ИКТ, связанные с зелеными вычислениями – энергопотребление и воплощенный углерод . Гипермасштабные центры обработки данных, такие как те, которые управляются AWS , Azure и GCP, могут выиграть от экономии масштаба, а виртуализация , динамическая среда предоставления , многопользовательская среда и подходы к зеленым центрам обработки данных могут обеспечить более эффективное распределение ресурсов. Организации могут сократить свое прямое потребление энергии и выбросы углерода до 30% и 90% соответственно, переместив определенные локальные приложения в публичное облако. [83]
Однако критики указывают на недостатки в инструментах отслеживания и управления углеродом, предоставляемых основными поставщиками облачных услуг. [ необходима цитата ] GreenOps, также известный как DevGreenOps, DevSusOps или DevSustainableOps, появляется как структура для включения устойчивости в управление облаком. [84] Вычисления с учетом выбросов углерода и вычисления с учетом сетей могут стать частью подхода GreenOps. Это включает в себя такие методы, как смещение спроса, что означает перемещение вычислительных нагрузок в места или время суток с более чистой энергией в сети. [85] Формирование спроса — это аналогичный метод, который фокусируется на корректировке рабочих нагрузок в соответствии с количеством чистой энергии, доступной в настоящее время. [ необходима цитата ]
Новые технологии, такие как периферийные и туманные вычисления, являются решением для снижения потребления энергии. Эти технологии позволяют перераспределять вычисления вблизи их использования, тем самым снижая затраты на электроэнергию в сети. [86] Кроме того, имея меньшие центры обработки данных, энергия, используемая в таких операциях, как охлаждение и обслуживание, сокращается.
Удаленная работа с использованием технологий телеконференций и телеприсутствия часто реализуется в экологически чистых компьютерных инициативах. Преимущества включают в себя повышение удовлетворенности работников, сокращение выбросов парниковых газов, связанных с поездками, и увеличение прибыли в результате снижения накладных расходов на офисные помещения, отопление, освещение и т. д. [87] Среднегодовое потребление энергии в офисных зданиях США составляет более 23 киловатт-часов на квадратный фут, при этом на отопление, кондиционирование воздуха и освещение приходится 70% всей потребляемой энергии. [88] Другие связанные инициативы, такие как Hoteling , сокращают площадь в квадратных футах на одного сотрудника, поскольку работники резервируют пространство только при необходимости. [89] Многие типы работ, такие как продажи, консалтинг и выездное обслуживание, хорошо интегрируются с этой техникой.
Передача голоса по IP (VoIP) уменьшает инфраструктуру телефонной проводки, разделяя существующую медь Ethernet. [90] VoIP и мобильность телефонных добавок также сделали hot desking более практичным. Wi-Fi потребляет от 4 до 10 раз меньше энергии, чем 4G. [91]
В 2013 году потребление энергии ИКТ в США и во всем мире оценивалось соответственно в 9,4% и 5,3% от общего объема произведенной электроэнергии. [92] Потребление энергии ИКТ сегодня значительно даже по сравнению с другими отраслями. Некоторые исследования пытались определить ключевые энергетические индексы, которые позволяют проводить релевантное сравнение между различными устройствами (сетевыми элементами). [93] Этот анализ был сосредоточен на том, как оптимизировать потребление устройств и сетей для телекоммуникаций операторов связи как таковых. Цель состояла в том, чтобы обеспечить немедленное восприятие связи между сетевой технологией и воздействием на окружающую среду. Эти исследования находятся в начале, и потребуются дальнейшие исследования.
Список Green500 был впервые объявлен 15 ноября 2007 года на SC|07. В качестве дополнения к TOP500, список Green500 начал новую эру, в которой суперкомпьютеры можно сравнивать по производительности на ватт. [94] По состоянию на 2019 год два японских суперкомпьютера возглавили рейтинг энергоэффективности Green500 с производительностью, превышающей 16 ГФЛОПС/ватт, а две системы IBM AC922 оказались на втором месте с производительностью, превышающей 15 ГФЛОПС/ватт.
Программы получения степени и аспирантуры предоставляют обучение по ряду направлений информационных технологий вместе с устойчивыми стратегиями для обучения студентов тому, как создавать и поддерживать системы, одновременно снижая их вред для окружающей среды. Австралийский национальный университет (ANU) предлагает «Устойчивость ИКТ» как часть своих магистерских программ по информационным технологиям и инженерии. [95] Университет Атабаски предлагает аналогичный курс «Зеленые стратегии ИКТ», [96] адаптированный из курсовых заметок ANU Тома Уортингтона. [97] В Великобритании Университет Лидс Беккет предлагает программу магистратуры по устойчивым вычислениям как в режиме полного, так и неполного рабочего дня. [98]
Некоторые сертификаты подтверждают, что человек обладает определенными знаниями в области экологически чистых вычислений, в том числе:
С 2010 года Гринпис ведет список рейтингов ведущих технологических компаний в нескольких странах на основе того, насколько чиста энергия, используемая этой компанией, ранжируя от A (лучший) до F (худший). [102]
Цифровизация принесла дополнительное потребление энергии; эффекты увеличения потребления энергии были больше, чем эффекты снижения потребления энергии. Четыре эффекта увеличения потребления энергии:
{{cite journal}}
: Цитировать журнал требует |journal=
( помощь ){{cite web}}
: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ).{{cite web}}
: CS1 maint: archived copy as title (link)