當您考慮自己的碳足跡時,會想到什么?可能是駕駛和飛行。也有可能是家庭能源消耗。但是,您是否曾經(jīng)想過手機、智能手表或家中其他無數(shù)種設備中的硅芯片也有碳足跡?
研究人員試圖構建更小、更快、功能更強大且更環(huán)保的電子設備
從*小的芯片到*大的數(shù)據(jù)中心,現(xiàn)代計算的各個方面都帶有碳價標簽。在一個世紀的上半葉,技術行業(yè)和整個計算領域都集中在構建更小,更快,功能更強大的設備上,但很少有人考慮它們對整體環(huán)境的影響。
哈佛大學約翰·保爾森工程與應用科學學院(SEAS)的研究人員正試圖改變這種狀況。
SEAS計算機科學博士學位候選人Udit Gupta說:“在未來十年中,設備的需求,數(shù)量和類型只會不斷增長。” “我們想知道會對環(huán)境產(chǎn)生什么影響,以及我們作為一個領域應如何考慮如何采用更可持續(xù)的做法。”
Gupta將與電子工程和計算機科學的Robert和Suzanne案例教授的Gu-Yeon Wei以及海利家族的計算機科學教授David Brooks一起在IEEE國際研討會上發(fā)表有關計算的環(huán)境足跡的論文,高性能計算機體系結(jié)構,將于2021年3月3日發(fā)布。
SEAS研究是與Facebook(古普塔是實習生)和亞利桑那州立大學合作的一部分。
該團隊不僅探索了從芯片架構到數(shù)據(jù)中心設計的計算的各個方面,而且還繪制了設備從制造到回收的整個生命周期,以確定排放量*大的階段。
該團隊發(fā)現(xiàn),與現(xiàn)代移動和數(shù)據(jù)中心設備有關的大多數(shù)排放物來自硬件制造和基礎設施。
布魯克斯說:“許多關注點集中在我們?nèi)绾螠p少計算機使用的能源上,但是我們發(fā)現(xiàn),考慮僅建造這些處理器所產(chǎn)生的排放也非常重要。” “如果制造對排放確實很重要,我們可以設計出更好的處理器嗎?我們可以降低設備的復雜性,從而降低制造排放嗎?”
研究人員試圖構建更小、更快、功能更強大且更環(huán)保的電子設備
以芯片設計為例。
當今的芯片針對大小,性能和電池壽命進行了優(yōu)化。典型的芯片約為100平方毫米的硅,并裝有數(shù)十億個晶體管。但是在任何給定時間,僅使用該硅的一部分。實際上,如果同時啟動所有晶體管,則該設備將耗盡其電池壽命和過熱。這種所謂的深色硅改善了設備的性能和電池壽命,但如果考慮到制造芯片所用的碳足跡,則效率極低。
“您必須問自己,增加的性能對碳的影響是什么,”魏說。“深色硅提高了能源效率,但制造成本是多少?有沒有辦法設計一種使用所有可用硅的更小巧,更智能的芯片呢?這是一個非常復雜,有趣且令人興奮的問題。”
數(shù)據(jù)中心也面臨同樣的問題。如今,數(shù)據(jù)中心(其中一些占地數(shù)百萬平方英尺)占全球能源消耗的1%,預計這一數(shù)字還會增長。
隨著云計算的持續(xù)增長,將根據(jù)性能和電池壽命(而不是碳足跡)來決定在設備或數(shù)據(jù)中心中運行應用程序的位置。
Gupta說:“我們需要問什么是綠色的,在設備或數(shù)據(jù)中心上運行應用程序。” “這些決定必須通過考慮應用程序的特性,每個硬件設備的效率以及一天中變化的電網(wǎng)來優(yōu)化全球碳排放量。”
研究人員還向工業(yè)界挑戰(zhàn),要研究制造中使用的化學物質(zhì)。
將環(huán)境影響添加到計算設計的參數(shù)中,要求從該領域的各個層次(從大學計算機科學專業(yè)的學生到CEO)進行大規(guī)模的文化轉(zhuǎn)變。
為此,布魯克斯與哈佛大學的EthiCS計劃合作,該計劃將哲學家直接嵌入計算機科學課程中,以教導學生如何思考工作中的道德和社會影響。Brooks將于今年春季在COMPSCI 146:計算機體系結(jié)構中包括一個有關計算可持續(xù)性的嵌入式EthiCS模塊。
研究人員還希望與SEAS環(huán)境科學與工程學院以及哈佛大學環(huán)境中心的研究人員合作,探討如何在政策層面實施變革。
“本文的目標是提高人們對與計算相關的碳足跡的認識,并挑戰(zhàn)該領域,將碳足跡添加到我們在設計新流程,新計算系統(tǒng),新硬件和新使用方式時考慮的指標列表中。設備。我們需要將其作為整體計算開發(fā)的主要目標。”
該論文由Facebook的Sylvia Lee,謝丹(Jordan Tse),李顯信(Hsien-Hsin S. Lee)和吳(Carole-Jean Wu)以及亞利桑那州立大學的Young Geun Kim合著。
版權聲明:本網(wǎng)注明來源為“環(huán)亞環(huán)保”的文字、圖片內(nèi)容,版權均屬本站所有,如若轉(zhuǎn)載,請注明本文出處:http://existra.cn 。同時本網(wǎng)轉(zhuǎn)載內(nèi)容僅為傳播資訊,不代表本網(wǎng)觀點。如涉及作品內(nèi)容、版權和其它問題,請與本網(wǎng)站聯(lián)系,我們將在及時刪除內(nèi)容。