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隨著人們及個人設(shè)備尋求速度更快、更可靠的通信,普及連接的競賽也正在升溫。
但無處不在的連接,以及使用5G和其他技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)計算,為氣候和可持續(xù)發(fā)展工作帶來了挑戰(zhàn)和機遇。
總的來說,全球溫室氣體排放量中約1.8%-2.8%來自信息和通信技術(shù)。5G的興起——具有超低延遲和高數(shù)據(jù)速率——可能會達到耗電數(shù)十億的設(shè)備上網(wǎng),這不僅是供消費者使用,而且作為傳感器參與機器對機器的通信并消耗更多的電力,反過來看可能會加劇氣候變化。
積極的一面是,設(shè)備的能效越來越高。半導體的進步和云計算實現(xiàn)了這種能效。根據(jù)摩爾定律來看,半導體的計算能力每18個月翻一番,這使我們能夠用更少的能量創(chuàng)造出越來越高效的設(shè)備。
就在二十年前,大多數(shù)人使用的個人電腦都配有耗能的散熱風扇和陰極射線管顯示器。現(xiàn)在,我們使用的手機和可穿戴設(shè)備都是靠電池供電一天或更長時間。移動設(shè)備將部分計算轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)中心,工程師通過液體冷卻和其他技術(shù)來提高能源效率。
幾年前,一個家庭Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)支持六個設(shè)備。現(xiàn)如今,數(shù)字可能會達到50多個聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,其中大多數(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的“智能家居”聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,如燈光開關(guān)、煙霧報警器、安全傳感器、智能手表等。
這些設(shè)備中,每個都會消耗一些能量。雖然每臺設(shè)備的數(shù)字通常很小,但它們會進行一個累加堆疊。
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不斷提高的效率
一個亮點是在家庭和工業(yè)中使用智能設(shè)備和傳感器來創(chuàng)建更高效的系統(tǒng)。智能設(shè)備可以在房間空無一人時自動關(guān)燈,或者在建筑物無人時減少對供暖和制冷系統(tǒng)的需求。節(jié)省的能量可能甚至超過設(shè)備本身的功耗。
5G和Wi-Fi 6e等新技術(shù)本質(zhì)上更高效。一個4G網(wǎng)絡(luò)可以傳輸300部高清電影的話,使用同功率的5G網(wǎng)絡(luò)可以傳輸5000部電影。
考慮一下最新的趨勢:平均而言,地球上的每部智能手機預計每月下載大約19 GB的數(shù)據(jù)。到2028年,這一數(shù)字預計將增加一倍以上,達到46 GB,甚至每月可能高達52 GB。無論是從移動設(shè)備還是承載您喜愛的流媒體服務的數(shù)據(jù)中心傳輸數(shù)據(jù),都需要使用電力。
最大的問題是,設(shè)備本身的效率提高,以及這些設(shè)備的使用是否會推動其他流程的能效提高,是否會超過上網(wǎng)設(shè)備數(shù)量的影響。
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選擇并使用正確的設(shè)備
那么消費者能做什么呢?
人們必須考慮設(shè)備的質(zhì)量,并據(jù)此購買。由于前期成本,價格較低的設(shè)備可能很誘人,但它們效率如何?考慮設(shè)備使用的功率也很重要。如果它需要不斷充電,或者總是需要新電池,你或許可能需要考慮其他選項。
如果使用得當,這些設(shè)備實際上可以幫助降低功耗并減少氣候影響。全面的連接和網(wǎng)絡(luò)計算使家庭和企業(yè)管理例行程序能夠提高效率。例如,一個控制LED門廊燈的智能開關(guān),可以根據(jù)當?shù)厝章浜腿粘鰰r間進行自動調(diào)整,或者一個確保所有燈都關(guān)閉的家庭就寢程序。智能灌溉控制器可以根據(jù)實時和預測的天氣條件自動調(diào)整澆水計劃。辦公室中的存在傳感器可以關(guān)閉燈,并調(diào)整未使用房間的加熱/制冷。語音助手允許您無需使用手機、平板電腦或PC即訪問信息,從而節(jié)省電力,因為屏幕的運行需要大量的能量。
時間會告訴我們這在現(xiàn)實世界中的表現(xiàn),隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,我們需要對節(jié)能戰(zhàn)略做出調(diào)整。我們還處于無處不在的連接和網(wǎng)絡(luò)計算的早期階段,因此我認為這是一個需要進行更多研究的領(lǐng)域,無論是在工程還是政策方面。
了解更多:想深入了解更多關(guān)于氣候變化的內(nèi)容嗎?來自IEEE Future Directions的小組正在做這件事情:https://ieeetv.ieee.org/channels/ieee-future-directions/ieee-future-tech-forum-climate-change-roundtable。
關(guān)于作者:IEEE Impact Creator David Witkowski是IEEE高級會員和IEEE Future Networks部署工作組聯(lián)合主席,Oku Solutions LLC創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官,Joint Venture Silicon Valley的Civic Technologies Initiative執(zhí)行董事,Radio Club of America的Fellow。

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