Úvod do zelené výpočetní techniky pro udržitelnou budoucnost

Green computing je přístup k práci s počítačem šetrný k životnímu prostředí. Zahrnuje používání počítačů, výpočetních zařízení a zdrojů IT s minimální spotřebou energie a vhodnou likvidaci součástí k ochraně našeho životního prostředí.

Je toho tolik, co bych k tomu dodal, ale nechám si to do další části.

Pro začátek pochopíme, proč mluvíme o zeleném počítání.

Viděli jste, jak Leonardo di Caprio zvýšil svůj hlas o změně klimatu a ochraně životního prostředí? Pokud ne, podívejte se na jeho instagramový profil.

Stejně jako on se tisíce lidí zabývají stejnými problémy, protože hladina vody začíná stoupat, tání ledovců, přírodní pohromy jako hurikány a tsunami ohrožující životy, šíření lesních požárů, poškozování ozonové vrstvy a seznam je nekonečný.

To vše jsou ničivé dopady změny klimatu a zhoršování životního prostředí. Lidská činnost vyčerpává přírodní zdroje, vypouští skleníkové plyny, kácí lesy a znečišťuje půdu, vodu a vzduch.

To znamená, že počítače jsou nedílnou součástí našeho každodenního života, od dětí až po seniory. Ale jsou také škodlivé pro životní prostředí od jejich výroby až po použití a likvidaci. Spotřebovávají spoustu energie a vypouštějí oxid uhličitý, a pokud je správně nelikvidujete nebo nerecyklujete, způsobují znečištění.

Zde přichází na scénu Green computing zelené IT. Jde o snahu snížit nebo omezit škodlivé dopady výpočetní techniky a zavádění ekologických prostředků na každodenní používání.

V tomto článku se budu podrobně věnovat zelenému počítání, pokryjem výzvy a výhody a také to, jak můžete zelený počítač implementovat i na individuální úrovni.

Začněme! 😎

Co je to Green Computing?

Green computing je přístup k ekologicky udržitelnému využívání výpočetní techniky. Zahrnuje výrobu, navrhování, likvidaci a používání počítačů a souvisejících zdrojů efektivně a efektivně s minimálními nebo žádnými negativními dopady na životní prostředí.

Tento udržitelný přístup pomáhá šetřit elektrickou energii a zajišťuje, že počítače generují méně tepla. Pomáhá také chránit životní prostředí před nebezpečnými materiály a jejich dopady.

Green Computing se zaměřuje na:

• Energetická účinnost a řízení spotřeby
• Používání ekologického hardwaru a softwaru
• Minimalizace používání nebezpečných látek
• Recyklace materiálů
• Zvyšování životnosti produktů

Je to účinná strategie ke snížení uhlíkové stopy, kterou IT systémy zanechávají. Používání informačních a komunikačních technologií (ICT) napomáhá růstu segmentů ovlivňujících emise uhlíku. Green computing navíc využívá technologie a strategie řízení ke snížení plýtvání energií.

Ekologické výpočty jsou navíc životně důležité pro každou třídu systémů, od velkých datových center až po ruční systémy. Pomáhá vytvářet udržitelný obchodní proces, šířit povědomí a provozovat ekologické iniciativy s cílem vybudovat lepší budoucnost.

Green Computing: Příklady

Obnovitelný zdroj energie může být vynikajícím příkladem zeleného počítání. To zahrnuje:

• Solární energie
• Geotermální energie
• Větrná energie
• Vodní elektřina

Tyto zdroje energie pocházejí z přírody, jako je sluneční světlo, země, vítr a déšť. Jsou volně dostupné a nevytvářejí velké znečištění, takže energie z nich získaná se také nazývá čistá energie.

Aplikace Green Computingu

• Propojené vytápění a osvětlení: Používání připojených zařízení pro vytápění a osvětlení (prostřednictvím IoT), jako jsou chytré termostaty a LED technologie, je na vzestupu. To pomáhá snížit spotřebu energie, protože je můžete snadno ovládat pomocí aplikace.
• Elektromobily: Namísto vyčerpání fosilních paliv, jako je ropa, mohou vozidla nyní využívat elektřinu pro provoz automobilů. A tato aplikace zeleného počítání je v dnešní době velmi žádaná, což vysvětluje, proč je k dispozici spousta možností od různých výrobců, jako je Toyota, Tesla atd.
• Datová centra: Datová centra spotřebovávají vysokou energii a jejich údržba je režie. Nejlepší světoví tech giganti jako Google, Amazon a Apple se snaží budovat energeticky účinná datová centra s minimálním dopadem na životní prostředí a náklady.
• Alternativní energie: Velké technologické firmy nyní implantují alternativní zdroje energie, jako je větrná energie, solární energie atd., aby poháněly svá datová centra.
• Recyklační zařízení: Počítače, mobilní telefony a další elektronická zařízení obsahují škodlivé chemikálie, vzácné kovy a podobně. Jejich výroba ve velkém je nebezpečná, a proto firmy začaly tyto odpady recyklovat.

Další využití zeleného dojíždění jsou bezdrátové sítě, cloud computing, edge computing, paralelní výpočty a další.

Jak Green Computing vznikl?

Staré počítače byly masivní a spotřebovávaly mnohem více energie. Také jejich zvládnutí zabralo značné množství času. Vždy spotřebovávaly energii, i když byly nečinné, protože neexistoval žádný režim spánku/hibernace ani správa energie pro úsporu energie.

Tato výzva vyústila ve vytvoření inovativního programu – Energy Star v roce 1992 americkou agenturou pro ochranu životního prostředí (EPA). Cílem programu Energy Star je rozpoznat a propagovat energeticky účinné monitory, ekologická zařízení a další technologie pro řízení klimatu. Vedlo to k založení toho, co dnes nazýváme „Green Computing“.

Ve stejné době vznikl režim spánku, který se rozšířil napříč spotřební elektronikou. To umožnilo uživatelům povolit režim spánku v případě nečinnosti. V důsledku toho se zvýšila úspora energie a zároveň se snížily emise uhlíku.

Švédská společnost TCO Development navíc iniciovala program s certifikací TCO na popularizaci nízkých elektrických a magnetických emisí CRT počítačů. Program se dále rozšířil o kritéria pro používání nebezpečných látek, spotřebu energie a ergonomii.

Proč je Green Computing důležitý?

Počítače se staly nedílnou součástí moderní generace. Šetří náš čas a námahu a usnadňuje život. Ale také spotřebovává značné množství energie, vytváří teplo a má několik dalších negativních dopadů na životní prostředí.

• Kvůli vysoké spotřebě energie ovlivňují počítače a další elektronická zařízení naše životní prostředí a vyčerpávají vodu, vzduch a půdu. V důsledku toho přináší změnu klimatu, toxicitu vzduchu, kyselé deště atd.
• Zvyšující se emise škodlivých skleníkových plynů, jako je oxid uhličitý, mají za následek znečištění a zhoršování životního prostředí. Zvyšuje globální oteplování a klimatické změny.
• Počítače a jejich periferie, datová centra, síťová zařízení atd. produkují oxid uhličitý v hojnosti. Některé části počítače jsou navíc biologicky nerozložitelné nebo recyklovatelné.
• Výroba počítačových produktů zahrnuje toxické chemikálie pro protipožární ochranu, elektrickou izolaci a pájení. Vystavení těmto chemickým výparům po delší dobu může způsobit potraty, rakovinu atd.
• Nesprávná likvidace těchto zařízení může být škodlivá pro životní prostředí, protože obsahují určité nebezpečné chemikálie a materiály, jako je olovo, kadmium, rtuť atd.

Toto je volání o pomoc. A Green computing je způsob, jak snížit tyto škodlivé dopady a podpořit praxi ekologicky odpovědné výpočetní techniky.

Výhody a nevýhody Green Computingu

Stejně jako u jiných věcí má i zelené počítání výhody a nevýhody. Pojďme se nejprve podívat na jeho přednosti.

Výhody 👍

• Vzhledem k tomu, že zelené výpočty kladou důraz na nízkou spotřebu energie, pomáhají snižovat spotřebu fosilních paliv a emise skleníkových plynů.
• Jeho cílem je snížit tvorbu tepla z počítačů a elektronických zařízení a chránit tak životní prostředí.
• Podporuje efektivní využívání přírodních zdrojů a jejich ochranu.
• Tento přístup klade důraz na používání netoxických látek, které snižují zdravotní rizika.
• Green computing podporuje recyklaci a opětovné použití materiálů pro snížení elektronického odpadu, a tím i nižší znečištění půdy.
• Je nákladově efektivní, protože vyžaduje méně energie a chlazení.
• Implementace zelených počítačů nás činí odpovědnými za životní prostředí a směrem k udržitelné budoucnosti.

Výzvy 👊

Každý koncept přichází s vlastními výzvami, které lidé potřebují překonat. I když se zdá, že zelené počítače jsou průlomové, existují problémy, kterým společnosti při jeho zavádění čelí. Některé z výzev zeleného počítače jsou:

• Kvůli nedostatku zájmu a obrovské konkurenci na trhu se společnosti této změně brání. Následkem toho musí trpět každý. Myšlenkové vedení a vzdělávání lidí o nebezpečích může zvýšit povědomí a přizpůsobit se ekologicky šetrným způsobům.
• Časté technologické změny je mohou zmást při rozhodování, jak postupovat.
• Počáteční náklady na implementaci zeleného počítače jsou vysoké.
• O zeleném počítání je k dispozici méně informací a mezi koncovými uživateli, profesionály a společnostmi existuje velký rozdíl v porozumění.
• Společnosti se kvůli roztříštěným datům obtížně rozhodují. Musí vynaložit více úsilí na shromažďování a analýzu dat a dospět k závěru, že metoda, kterou používají, je šetrná k životnímu prostředí, ale zároveň zisková pro jejich podnikání.

Jak může společnost přijmout Green Computing?

IT systémy zahrnují lidi, hardware, software a sítě. Pokud tedy chcete použít zelené výpočty, musíte pokrýt každý z nich. Řešení, které poskytujete, musí také řešit spokojenost koncových uživatelů, soulad s předpisy, řádnou správu a slušnou návratnost investic.

Zde jsou některé z technik, které může IT společnost a další společnosti použít, aby přijaly zelené výpočty:

Zvýšení životnosti produktu

Použití zeleného počítání vyžaduje, abyste zajistili, že produkty budou mít delší životnost, abyste omezili elektronický odpad a nemuseli vyrábět více. Můžete také klást důraz na vytváření nebo používání produktů s modularitou a rozšiřitelností. Výsledkem je, že namísto výroby systému jako celku lze vyrábět a vyměňovat malé moduly nebo díly, aby se systém aktualizoval.

Návrh serveru

Datová centra spotřebují značné množství celkové energie po celém světě, přibližně 100–200krát více než běžné kancelářské budovy. Datová centra mohou implementovat zelené výpočty pro návrh energeticky účinných datových center. Musí se zabývat všemi aspekty využití energie, od IT zařízení a zařízení pro klimatizaci, vytápění, chlazení a ventilaci až po zúžení a umístění budovy.

Společnosti se musí zaměřit na osvědčené postupy pro navrhování ekologických datových center v různých oblastech, jako jsou IT systémy, elektrické systémy, chladicí systémy, podmínky prostředí, řízení vzduchu, recyklace odpadního tepla a výroba elektřiny na místě. Návrh musí zároveň optimalizovat využití prostoru, efektivitu a výkon datových center.

Optimalizační software

Nejlepší způsoby optimalizace softwaru a jeho nasazení jsou:

• Virtualizace: Jedná se o proces abstrahování nebo dělení počítačových zdrojů, jako jsou procesory, úložiště, paměť atd., do virtuálních počítačů nebo virtuálních strojů (VM). Zde běží dvě nebo více virtuálních instancí na jediném robustním fyzickém systému. Pomáhá šetřit systémové zdroje tím, že eliminuje požadavek na originální hardware a zároveň snižuje spotřebu chlazení a energie. Snižuje také potřebu vyrábět více hardwaru. Virtualizace pomáhá efektivně distribuovat práci, takže servery nespotřebovávají energii, když se nepoužívají. Buď běží, nebo jsou v režimu spánku. Jelikož je tato technologie energeticky účinná, mnoho poskytovatelů služeb nabízí softwarové balíčky umožňující virtuální výpočetní techniku.
• Vytváření efektivních algoritmů: Účinné algoritmy mohou být jedním z faktorů ovlivňujících počet zdrojů potřebných pro výpočetní funkci. Změny algoritmů, například zrychlení vyhledávacího algoritmu, mohou pomoci podstatně snížit využití zdrojů. IT společnosti se proto musí ujistit, že programátoři píší lepší a efektivnější kód.
• Strategické přidělování zdrojů: IT týmy mohou pomocí algoritmů směrovat data do datového centra s levnější dostupnou elektřinou. Šetří to náklady. Podobně mohou také směrovat provoz mimo datové centrum, které zažívá teplejší počasí. Tento přístup jim umožňuje vypnout systémy a vyhnout se klimatizaci a zároveň snížit spotřebu energie.
• Použití terminálových serverů: Terminálové servery jsou servery nebo hardwarová zařízení poskytující terminály, jako jsou počítače, chytré telefony, tablety, tiskárny atd., které sdílejí společné připojení k terminálovému serveru. Použití terminálových serverů eliminuje potřebu, aby terminály měly vlastní síťové rozhraní, modem nebo kartu. Pokud implementujete terminálové servery, můžete ušetřit spotřebu energie i náklady.

Řízení spotřeby

Efektivní správa napájení je velkým krokem k zelenému počítání. A každá společnost, bez ohledu na to, jak velká nebo malá, to může implementovat a chránit životní prostředí.

To znamená, že existuje otevřený průmyslový standard nazvaný Advanced Configuration & Power Interface (ACPI), který umožňuje systémům automaticky vypnout své komponenty, jako jsou pevné disky a monitory, po určité době nečinnosti.

Systémy můžete také hibernovat, když se většina jejich součástí, jako je RAM a CPU, vypne. Některé programy navíc umožňují ručně upravit napětí procesoru, čímž se sníží spotřeba elektřiny a tvorba tepla.

Pevné disky s malým tvarovým faktorem kolem 2,5 palce navíc spotřebují méně energie než větší disky na gigabajt. Disky SSD (Solid-State Drive) také ukládají data do DRAM nebo flash paměti. Jelikož v nich nejsou žádné pohyblivé části, spotřebují ještě méně energie.

IT společnosti musí navíc řídit napájení v GPU – jednom z největších spotřebitelů energie v počítačích. Používejte energeticky úsporné způsoby, jako je použití bez grafických karet místo sdíleného terminálu, klient pro sdílení plochy atd. Můžete také využít výsledky videa na základní desce nebo zvolit GPU, která při nečinnosti spotřebovává méně energie.

Recyklace materiálu

Dalším skvělým způsobem, jak přijmout zelenou práci na počítači, je recyklace materiálů ve výpočetních zařízeních. Zabrání tomu, aby se škodlivé látky jako rtuť, olovo, kadmium atd. dostaly na skládky. Některá zařízení můžete také vyměnit, místo abyste je znovu vyráběli, abyste snížili emise a ušetřili energii.

Kromě toho mohou IT společnosti znovu použít nebo darovat počítače, které již nepoužívají, neziskovým organizacím a charitativním organizacím. Recyklují se také části zastaralých systémů a spotřebního materiálu, jako je papír, baterie a náplně do tiskáren. Při recyklaci starých počítačů je však třeba dávat pozor z důvodu ochrany osobních údajů, protože mohou obsahovat některá data předchozích uživatelů, která je třeba před recyklací zničit.

Cloud, Edge a Parallel Computing

Cloud computing pomáhá IT společnostem osvojit si zelené výpočty tím, že řeší problémy, jako je spotřeba zdrojů a spotřeba energie. Přístupy, jako je virtualizace, energeticky účinná datová centra, multi-tenancy atd., umožňují cloud computing ke snížení spotřeby energie a emisí uhlíku. Použití cloud computingu eliminuje potřebu mít energeticky náročná datová centra.

Kromě toho vám edge computing umožňuje přerozdělit výpočet v blízkosti uživatelů a snížit tak náklady. Umožňuje vám mít menší datová centra, kde je údržba také nižší z hlediska spotřeby energie a nákladů.

Paralelní výpočty podobně pomáhají snižovat spotřebu energie, protože více malých výpočtů nebo funkcí může běžet současně na více procesorech, které interagují prostřednictvím sdílené paměti, místo toho, aby běžely na samostatném hardwaru spotřebovávajícím více energie.

Telekomunikace

Práce na dálku stoupá vysoko, zejména po vypuknutí covid-19. Implementace telekonferencí a práce odkudkoli přináší mnoho výhod, jako je snížení emisí z cestování, pohodlí pracovníků a vyšší ziskové marže díky nízké údržbě kanceláře.

Několik tipů, jak si osvojit ekologickou práci na počítači

Green computing je iniciativa, kterou musí všichni jako jednotlivci přivítat. Ať už pracujete ve společnosti, vlastníte společnost nebo pracujete samostatně, můžete přijmout některé postupy na podporu této iniciativy.

Zde je několik tipů, kterými se můžete řídit při implementaci a propagaci zeleného počítače:

• Používejte produkty s označením Energy Star, protože spotřebovávají méně energie a jsou vyráběny s využitím ekologických výpočetních konceptů.
• Pokud počítač nepoužíváte, vypněte jej, abyste šetřili energii.
• Pokud si chcete odpočinout, ale nevypínat počítač, můžete jej přepnout do režimu spánku, abyste šetřili energii.
• Vyberte si energeticky úsporné displeje, jako jsou OLED, které spotřebovávají nízkou energii, šetří životnost baterie a šetří vaše oči.
• Používejte tmavé motivy nebo tmavý režim, protože vyžaduje méně energie.
• Snažte se nepoužívat spořiče obrazovky, protože spotřebovávají energii, když je systém nečinný.
• Snižte jas monitoru, protože vysoký jas vyžaduje více energie.
• Zkuste místo CRT monitorů použít LED, abyste ušetřili energii a snížili emise uhlíku.
• Elektronický odpad likvidujte bezpečně, protože počítačová zařízení obsahují nebezpečné materiály, které znečišťují životní prostředí. Takové materiály potřebují formální likvidaci v laboratořích.
• Používejte inkousty s nízkým obsahem VOC, energeticky úsporné tiskárny, recyklovaný papír a repasované inkoustové kazety. Můžete také jít bez papíru, kdekoli můžete.
• Nakupujte místo HDD energeticky úsporné komponenty, jako jsou SSD.
• Používejte e-maily jako běžnou komunikaci spíše než fax.
• Implementujte protokol Voice over Internet Protocol nebo VoIP ke snížení kovového odpadu a elektroinstalační infrastruktury
• Umožněte svým zaměstnancům pracovat z domova, kdykoli je to možné, protože dojíždění do práce vede k vyšší spotřebě paliva.
• Nakupujte online, pokud je to možné, místo toho, abyste chodili do obchodů spalováním paliva ve svém vozidle.
• Vyzkoušejte partnerství se společnostmi, které také přijímají zelené počítače, nikoli naopak. Pomůže změnit způsob myšlení a podpoří ekologickou práci s počítačem.
• Používejte obnovitelné zdroje energie ve svých datových centrech.
• Vytvořte strategickou správu napájení v celé organizaci, včetně IT týmu pro správnou správu zařízení, sběr dat a spotřebu energie.
• Rozšiřte povědomí o zeleném počítači ve vaší organizaci i mimo ni

Závěrečná slova 👩‍🏫

Globální oteplování a změna klimatu jsou dnes jedním z hlavních problémů. Úroveň znečištění roste na zemi, ve vodě i ve vzduchu. K tomu je zelený výpočetní systém účinným přístupem, který může pomoci snížit tyto obavy o životní prostředí. Může řešit problémy, jako jsou emise skleníkových plynů, rostoucí množství odpadu, spalování fosilních paliv, vyčerpání přírodních zdrojů atd.

To je důvod, proč společnosti a jednotlivci musí být zodpovědní za co největší snížení spotřeby energie a zároveň zavádění ekologických metod pro provoz a likvidaci odpadu.

Proto si pamatujte tři R – snížit, znovu použít a recyklovat, a být součástí této úžasné iniciativy – Green Computing a motivovat ostatní, aby dělali totéž a společně budovali udržitelnou budoucnost.