الحوسبة الخضراء ، تكنولوجيا المعلومات والاتصالات الخضراء وفقا للاتحاد الدولي لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات العالمية والأخضر “IFGICT” ، تكنولوجيا المعلومات الخضراء ، أو تكنولوجيا المعلومات والاتصالات الاستدامة ، هو دراسة وممارسة الحوسبة أو تكنولوجيا المعلومات المستدامة بيئيا.
تتشابه أهداف الحوسبة الخضراء مع الكيمياء الخضراء: تقليل استخدام المواد الخطرة ، زيادة كفاءة الطاقة إلى الحد الأقصى خلال عمر المنتج ، قابلية إعادة التدوير أو التحلل الحيوي للمنتجات البائدة ونفايات المصانع. الحوسبة الخضراء مهمة لجميع فئات الأنظمة ، بدءًا من الأنظمة المحمولة إلى مراكز البيانات واسعة النطاق.
يوجد لدى العديد من أقسام تكنولوجيا المعلومات في الشركات مبادرات الحوسبة الخضراء للحد من التأثير البيئي لعمليات تكنولوجيا المعلومات لديها.
في عام 1992 ، أطلقت وكالة حماية البيئة الأمريكية “إنرجي ستار” ، وهو برنامج طوعي لتصميم الملصقات ، يهدف إلى تعزيز وكفاءة استخدام الطاقة في الشاشات وأجهزة التحكم في المناخ وغيرها من التقنيات. وقد أدى ذلك إلى تبني أسلوب النوم على نطاق واسع بين الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية. وفي الوقت نفسه ، أطلقت منظمة TCO Development السويدية برنامج شهادة TCO للترويج للانبعاثات المغناطيسية والكهربية المنخفضة من شاشات الكمبيوتر القائمة على CRT ؛ تم توسيع هذا البرنامج لاحقًا ليشمل معايير استهلاك الطاقة ، وبيئة العمل ، واستخدام المواد الخطرة في الإنشاءات.
اللوائح والمبادرات الصناعية
نشرت منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية (OECD) دراسة استقصائية لأكثر من 90 مبادرة حكومية وصناعية بشأن “تكنولوجيا المعلومات والاتصالات الخضراء” ، أي تكنولوجيا المعلومات والاتصالات والبيئة وتغير المناخ. ويخلص التقرير إلى أن المبادرات تميل إلى التركيز على تخضير تكنولوجيا المعلومات والاتصالات نفسها بدلاً من التركيز على تنفيذها الفعلي للتصدي لظاهرة الاحتباس الحراري وتدهور البيئة. بشكل عام ، 20٪ فقط من المبادرات لديها أهداف قابلة للقياس ، مع البرامج الحكومية التي تهدف إلى تضمين أهداف أكثر من جمعيات الأعمال.
الحكومي
واصلت العديد من الوكالات الحكومية تنفيذ المعايير واللوائح التي تشجع الحوسبة الخضراء. تم تنقيح برنامج Energy Star في أكتوبر 2006 ليشمل متطلبات كفاءة أكثر صرامة لمعدات الكمبيوتر ، إلى جانب نظام تصنيف متدرج للمنتجات المعتمدة.
بحلول عام 2008 ، أنشأت 26 ولاية أمريكية برامج إعادة تدوير على مستوى الولاية لأجهزة الكمبيوتر القديمة والمعدات الإلكترونية الاستهلاكية. تفرض القوانين إما “رسم استرداد مسبق” لكل وحدة مباعة في البيع بالتجزئة أو تتطلب من الشركات المصنّعة استعادة المعدات عند التخلص منها.
في عام 2010 ، تم التوقيع على قانون الانتعاش الأمريكي وإعادة الاستثمار (ARRA) إلى تشريع من قبل الرئيس أوباما. خصص مشروع القانون أكثر من 90 مليار دولار لاستثمارها في المبادرات الخضراء (الطاقة المتجددة ، الشبكات الذكية ، كفاءة الطاقة ، الخ.) في يناير 2010 ، منحت وزارة الطاقة الأمريكية 47 مليون دولار من أموال ARRA نحو المشاريع التي تهدف إلى تحسين كفاءة الطاقة في مراكز البيانات. قدمت المشاريع الأبحاث لتحسين أجهزة وبرمجيات مركز البيانات ، وتحسين سلسلة إمدادات الطاقة ، وتقنيات تبريد مركز البيانات.
صناعة
مبادرة الحوسبة لحفظ المناخ (CSCI) هي محاولة للحد من استهلاك الطاقة الكهربائية لأجهزة الكمبيوتر في الحالات النشطة وغير النشطة. يوفر CSCI كتالوجًا للمنتجات الخضراء من المؤسسات الأعضاء بها ومعلومات عن تقليل استهلاك طاقة الكمبيوتر. بدأ في 2007-06-12. وينبع الاسم من برنامج “حافظات المناخ” التابع لصندوق الحياة البرية العالمي ، الذي أطلق في عام 1999. كما أن الصندوق العالمي للطبيعة هو عضو في مبادرة الحوسبة.
يقدم مجلس الإلكترونيات الأخضر أداة التقييم البيئي للمنتجات الإلكترونية (EPEAT) للمساعدة في شراء أنظمة الحوسبة “الخضراء”. يقوم المجلس بتقييم المعدات الحاسوبية على 51 معيارًا – 23 معيارًا و 28 اختياريًا – والتي تقيس كفاءة المنتج وخصائص الاستدامة. يتم تصنيف المنتجات الذهبية أو الفضية أو البرونزية وفقًا لعدد المعايير الاختيارية التي تستوفيها. في 2007-01-24 ، أصدر الرئيس جورج دبليو بوش الأمر التنفيذي رقم 13423 ، والذي يتطلب من جميع الوكالات الفيدرالية الأمريكية استخدام EPEAT عند شراء أنظمة الكمبيوتر.
الشبكة الخضراء هي كونسورتيوم عالمي مخصص لتعزيز كفاءة الطاقة في مراكز البيانات والنظم الإيكولوجية للحوسبة التجارية. تأسست في فبراير 2007 من قبل العديد من الشركات الرئيسية في الصناعة – AMD و APC و Dell و HP و IBM و Intel و Microsoft و Rackable Systems و SprayCool (تم شراؤها عام 2010 من قبل Parker) و Sun Microsystems و VMware. منذ ذلك الحين نمت الشبكة الخضراء إلى مئات الأعضاء ، بما في ذلك المستخدمين النهائيين والمنظمات الحكومية ، حيث ركزت جميعها على تحسين كفاءة البنية التحتية لمراكز البيانات (DCIE).
تسرد قائمة Green500 أجهزة الكمبيوتر العملاقة من خلال كفاءة الطاقة (megaflops / watt) ، مما يشجع على التركيز على الكفاءة بدلاً من الأداء المطلق.
Green Comm Challenge هي منظمة تروج لتطوير تكنولوجيا وممارسات الحفاظ على الطاقة في مجال تكنولوجيا المعلومات والاتصالات (ICT).
تزيد مواصفات الطاقة الخاصة بمعالجة الأداء (TPC) الخاصة بمعيار TPC الحالي من خلال السماح بمنشورات اختيارية لمقاييس الطاقة جنبًا إلى جنب مع نتائج الأداء.
يعتبر SPECpower هو أول معيار قياسي صناعي يقيس استهلاك الطاقة فيما يتعلق بأداء أجهزة الكمبيوتر من فئة الخادم. تتضمن المعايير الأخرى التي تقيس كفاءة الطاقة SPECweb و SPECvirt و VMmark.
اقتراب
تعتمد أنظمة تكنولوجيا المعلومات الحديثة على مزيج معقد من الأشخاص والشبكات والأجهزة ؛ على هذا النحو ، يجب أن تغطي مبادرة الحوسبة الخضراء جميع هذه المجالات أيضًا. قد يحتاج الحل أيضًا إلى معالجة رضا المستخدمين النهائيين ، وإعادة هيكلة الإدارة ، والامتثال التنظيمي ، والعائد على الاستثمار (ROI). هناك أيضا دوافع مالية كبيرة للشركات للسيطرة على استهلاك الطاقة الخاصة بها ؛ “من أدوات إدارة الطاقة المتاحة ، قد يكون أحد الأقوياء بسيطًا وبسيطًا وعقلًا عاديًا”.
طول العمر المنتج
تؤكد شركة Gartner أن عملية تصنيع الكمبيوتر الشخصي تمثل 70٪ من الموارد الطبيعية المستخدمة في دورة حياة جهاز الكمبيوتر. وفي الآونة الأخيرة ، أصدرت شركة Fujitsu تقييم دورة الحياة (LCA) لأحد أجهزة سطح المكتب التي تُظهر أن التصنيع ونهاية الحياة يمثلان غالبية البصمة البيئية لهذا الجهاز. لذلك ، فإن أكبر مساهمة في الحوسبة الخضراء هي عادةً إطالة عمر المعدات. تقرير آخر من شركة Gartner يوصي بـ “البحث عن طول عمر المنتج ، بما في ذلك قابلية الترقية والنمطية.” على سبيل المثال ، فإن تصنيع جهاز كمبيوتر جديد يجعل البصمة البيئية أكبر بكثير من تصنيع وحدة ذاكرة الوصول العشوائي الجديدة لترقية وحدة موجودة.
تصميم مركز البيانات
تعتبر مرافق مراكز البيانات مستهلكين للطاقة ، حيث تمثل ما بين 1.1٪ و 1.5٪ من إجمالي استخدام الطاقة في العالم في عام 2010. وتقدر وزارة الطاقة الأمريكية أن مرافق مراكز البيانات تستهلك ما يصل إلى 100 إلى 200 مرة من الطاقة أكثر من المباني المكتبية العادية.
يجب أن يتعامل تصميم مركز البيانات الموفر للطاقة مع جميع جوانب استخدام الطاقة المدرجة في مركز البيانات: من معدات تكنولوجيا المعلومات إلى معدات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء إلى الموقع الفعلي والتكوين والبناء للمبنى.
تحدد وزارة الطاقة الأمريكية خمسة مجالات أساسية تركز عليها أفضل ممارسات تصميم مراكز البيانات الموفرة للطاقة:
نظم تكنولوجيا المعلومات
الظروف البيئية
إدارة الهواء
أنظمة التبريد
الأنظمة الكهربائية
وتشمل فرص التصميم الإضافية الفعالة للطاقة التي حددتها وزارة الطاقة الأمريكية توليد الكهرباء في الموقع وإعادة تدوير الحرارة المفقودة.
يجب أن يساعد تصميم مركز البيانات الموفر للطاقة في تحسين استخدام مساحة مركز البيانات ، وزيادة الأداء والكفاءة.
في عام 2018 ، تستفيد ثلاثة براءات اختراع أمريكية جديدة من تصميم مرافق لتبريد وإنتاج الطاقة الكهربائية في وقت واحد باستخدام الحرارة الداخلية والخارجية. تستخدم براءات الاختراع الثلاثة تصميم الصومعة لتحفيز استخدام حرارة النفايات الداخلية ، في حين يعيد تدوير الهواء تبريد رفوف الحوسبة في سيلو. وتستخدم البراءة الأمريكية رقم 9،510،486 ، الهواء المعاد تدويره لتوليد الطاقة ، في حين أن البراءة الشقيقة ، 9907،213 براءة اختراع أمريكية ، تجبر على إعادة تدوير الهواء ذاته ، وتستخدم براءة اختراع ، براءة الاختراع الأمريكية 10،020،436 ، الاختلافات الحرارية في درجات الحرارة مما يؤدي إلى استخدام الطاقة بشكل سلبي. فعالية استخدام الطاقة السلبية ، تستخدم الاختلافات الشديدة بين درجات الحرارة في أوقات تشغيل مرافق الحوسبة ، بحيث لا تعمل إلا من مصادر خارجية بخلاف استخدام الطاقة للحوسبة.
البرمجيات ونشر التحسين
الكفاءة الخوارزمية
تؤثر كفاءة الخوارزميات على كمية موارد الكمبيوتر المطلوبة لأي وظيفة حوسبة معينة وهناك العديد من المفاضلات الفعالة في برامج الكتابة. يمكن أن يؤدي تغيير الخوارزمية ، مثل التحويل من خوارزمية البحث البطيئة (مثل الخطية) إلى خوارزمية البحث السريعة (مثل التجزئة أو المفهرسة) ، إلى تقليل استخدام الموارد لمهمة معينة من كبير إلى قريب من الصفر. في عام 2009 ، قدرت دراسة أجراها أحد الفيزيائيين في جامعة هارفارد أن متوسط بحث Google أفرج عن 7 غرامات من ثاني أكسيد الكربون (CO₂). ومع ذلك ، عارضت Google هذا الرقم ، مجادلة بدلاً من ذلك أن البحث النموذجي لم ينتج سوى 0.2 غرام من CO₂.
تخصيص الموارد
يمكن أيضًا استخدام الخوارزميات لتوجيه البيانات إلى مراكز البيانات حيث تكون الكهرباء أقل تكلفة. قام باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة كارنيجي ميلون وأكاماي باختبار خوارزمية تخصيص الطاقة التي تخرج بنجاح حركة المرور إلى الموقع بأرخص تكاليف الطاقة. ويقدِّم الباحثون ما يصل إلى 40 في المائة من التوفير في تكاليف الطاقة إذا ما تم نشر خوارزميةهم المقترحة. ومع ذلك ، فإن هذا النهج لا يقلل في الواقع من كمية الطاقة المستخدمة ؛ إنه يقلل التكلفة إلى الشركة فقط. ومع ذلك ، يمكن استخدام استراتيجية مماثلة لتوجيه حركة المرور للاعتماد على الطاقة التي يتم إنتاجها بطريقة أكثر ملائمة للبيئة أو فعالة. كما تم استخدام نهج مماثل لخفض استخدام الطاقة عن طريق توجيه حركة المرور بعيدًا عن مراكز البيانات التي تشهد طقسًا دافئًا ؛ هذا يسمح لأجهزة الكمبيوتر أن تغلق لتجنب استخدام تكييف الهواء.
توجد مراكز الخوادم الأكبر حجمًا في بعض الأحيان حيث تكون الطاقة والأرض غير مكلفة ومتاحة بسهولة. إن التوافر المحلي للطاقة المتجددة ، والمناخ الذي يسمح باستخدام الهواء الخارجي للتبريد ، أو تحديد موقعها حيث يمكن أن تستخدم الحرارة التي تنتجها لأغراض أخرى يمكن أن تكون عوامل في قرارات تحديد المواقع الخضراء.
تقترح طرق للتقليل الفعلي لاستهلاك الطاقة من أجهزة الشبكة عن طريق تقنيات إدارة الشبكة / الجهاز المناسبة. قام المؤلفون بتجميع المناهج في 4 استراتيجيات رئيسية ، وهي (i) معدل الارتباط التكيفي (ALR) ، (ii) Interx Proxying ، (iii) ) البنية التحتية للطاقة ، و (4) تطبيقات الطاقة القصوى.
Virtualizing
يشير المحاكاة الافتراضية للكمبيوتر إلى تجريد موارد الكمبيوتر ، مثل عملية تشغيل نظامين منطقيين أو أكثر من أجهزة الكمبيوتر على مجموعة واحدة من الأجهزة المادية. نشأ المفهوم مع أنظمة التشغيل الرئيسية IBM في الستينيات ، ولكن تم تسويقه لأجهزة الكمبيوتر المتوافقة مع x86 فقط في التسعينيات. باستخدام المحاكاة الافتراضية ، يمكن لمسؤول النظام أن يجمع بين العديد من الأنظمة المادية في الأجهزة الظاهرية على نظام واحد قوي ، وبالتالي فصل الأجهزة الأصلية وتقليل استهلاك الطاقة والتبريد. يمكن للمحاكاة الافتراضية أن تساعد في توزيع العمل بحيث تكون الخوادم مشغولة أو توضع في حالة سكون منخفضة الطاقة. تقدم العديد من الشركات التجارية والمشاريع المفتوحة المصدر الآن حزم برمجية لتمكين الانتقال إلى الحوسبة الافتراضية. كما قامت كل من Intel Corporation و AMD ببناء تحسينات محسنة خاصة بالملكية الافتراضية لتعليمات x86 التي تم تعيينها في كل من خطوط منتجات وحدة المعالجة المركزية ، وذلك لتسهيل عملية الحوسبة الافتراضية.
يمكن أيضًا استخدام تقنيات افتراضية جديدة ، مثل حاويات Linux ، لتقليل استهلاك الطاقة. هذه التقنيات تجعل الاستخدام الفعال للموارد من الركاز ، وبالتالي تقليل استهلاك الطاقة عن طريق التصميم. كما أن دمج التقنيات الافتراضية أكثر كفاءة من الدمج في الأجهزة الافتراضية ، بحيث يمكن نشر المزيد من الخدمات في نفس الماكينة المادية ، مما يقلل من كمية الأجهزة المطلوبة.
خوادم طرفية
كما تم استخدام ملقمات المحطة الطرفية في الحوسبة الخضراء. عند استخدام النظام ، يتصل المستخدمون في محطة طرفية بخادم مركزي ؛ تتم جميع الحوسبة الفعلية على الخادم ، ولكن المستخدم النهائي يواجه نظام التشغيل على الجهاز. يمكن دمجها مع عملاء نحيفين ، والتي تستخدم حتى 1/8 كمية الطاقة لمحطة العمل العادية ، مما يؤدي إلى انخفاض تكاليف الطاقة والاستهلاك. كانت هناك زيادة في استخدام الخدمات الطرفية مع العملاء النحيلين لإنشاء مختبرات افتراضية. تتضمن أمثلة برنامج ملقم المحطة الطرفية “الخدمات الطرفية لـ Windows” و “مشروع ملقم المحطة الطرفية Linux” (LTSP) لنظام التشغيل Linux. يمكن لعملاء سطح المكتب البعيد المستند إلى البرامج ، مثل سطح المكتب البعيد لـ Windows و RealVNC توفير وظائف رفيعة مشابهة للعميل عند تشغيله على أجهزة منخفضة الطاقة ، والتي تتصل بالملقم.
إدارة الطاقة
تسمح واجهة الطاقة والتكوين المتقدم (ACPI) ، وهي معيار صناعي مفتوح ، لنظام التشغيل بالتحكم مباشرة في جوانب توفير الطاقة الخاصة بأجهزتها الأساسية. يسمح هذا النظام بإيقاف تشغيل المكونات تلقائيًا مثل الشاشات ومحركات الأقراص الثابتة بعد فترات محددة من عدم النشاط. بالإضافة إلى ذلك ، قد يكون نظام الإسبات ، عندما يتم إيقاف تشغيل معظم المكونات (بما في ذلك وحدة المعالجة المركزية ونظام RAM). ACPI هو خليفة لمعيار سابق من Intel-Microsoft يسمى Advanced Power Management ، والذي يسمح لنظام BIOS الخاص بالكمبيوتر بالتحكم في وظائف إدارة الطاقة.
تسمح بعض البرامج للمستخدم بتعديل الفولتية اليدوية التي يتم تزويدها إلى وحدة المعالجة المركزية ، مما يقلل من كمية الحرارة المنتجة والكهرباء المستهلكة. تسمى هذه العملية بالمقابل. يمكن لبعض وحدات المعالجة المركزية (CPUs) أن تخفض المعالجات تلقائياً ، اعتماداً على حجم العمل ؛ تسمى هذه التقنية “SpeedStep” على معالجات Intel “PowerNow!” / “Cool’n’Quiet” على شرائح AMD و LongHaul على وحدات المعالجة المركزية VIA و LongRun مع معالجات Transmeta.
قوة مركز البيانات
مراكز البيانات ، التي تعرضت لانتقادات بسبب ارتفاع الطلب على الطاقة بشكل غير عادي ، هي محور التركيز الأساسي لمؤيدي الحوسبة الخضراء. وفقاً لدراسة أجرتها منظمة غرينبيس ، تمثل مراكز البيانات 21٪ من الكهرباء التي يستهلكها قطاع تكنولوجيا المعلومات ، والتي تبلغ حوالي 382 مليار كيلووات في السنة.
يمكن لمراكز البيانات تحسين قدرتها من الطاقة والفضاء على الأرجح من خلال تقنيات مثل دمج التخزين والمحاكاة الافتراضية. تهدف العديد من المؤسسات إلى التخلص من الخوادم غير المستخدمة ، مما يؤدي إلى انخفاض استخدام الطاقة. الخطوة الأولى نحو هذا الهدف ستكون تدريب مديري مراكز البيانات. حددت الحكومة الفيدرالية الأمريكية هدفًا للحد من استهلاك البيانات بنسبة 10٪ كحد أدنى بحلول عام 2011. وبفضل تقنية التبريد التبخيري فائقة الكفاءة ، تمكنت شركة Google Inc. من تقليل استهلاكها للطاقة إلى 50٪ من استهلاك الطاقة. متوسط الصناعة.
دعم نظام التشغيل
يحتوي نظام التشغيل Microsoft Windows على ميزات محدودة لإدارة الطاقة في الكمبيوتر منذ نظام التشغيل Windows 95. وقد تم توفير هذه الميزات في البداية للاستعداد (إيقاف التشغيل إلى ذاكرة الوصول العشوائي) وحالة الطاقة المنخفضة لجهاز العرض. إضافة مزيد من التكرارات من ويندوز السبات (تعليق إلى القرص) ودعم معيار ACPI. كان Windows 2000 أول نظام تشغيل يعتمد على NT ليشمل إدارة الطاقة. هذا يتطلب تغييرات كبيرة في بنية نظام التشغيل الأساسية ونموذج جديد لبرنامج تشغيل الأجهزة. كما قدم نظام التشغيل Windows 2000 “نهج المجموعة” ، وهي تقنية سمحت للمسؤولين بتكوين معظم ميزات Windows بشكل مركزي. ومع ذلك ، لم تكن إدارة الطاقة واحدة من تلك الميزات. من المحتمل أن هذا يرجع إلى أن تصميم إعدادات إدارة الطاقة يعتمد على مجموعة متصلة من قيم التسجيل الثنائية لكل مستخدم وكل جهاز ، مما يجعل الأمر متروكًا لكل مستخدم لتكوين إعدادات إدارة الطاقة الخاصة به.
تم تكرار هذا النهج غير المتوافق مع Windows Group Policy في نظام التشغيل Windows XP. لا تعرف أسباب قرار التصميم هذا من قِبل Microsoft ، وقد نتج عنه انتقادات شديدة. قامت Microsoft بتحسين هذا بشكل كبير في نظام التشغيل Windows Vista عن طريق إعادة تصميم نظام إدارة الطاقة للسماح بالتهيئة الأساسية بواسطة “نهج المجموعة”. يقتصر الدعم المقدم على سياسة واحدة لكل كمبيوتر. أحدث إصدار ، يحتفظ Windows 7 هذه القيود ولكن يتضمن تحسينات من أجل ضبط الوقت الموقت وإدارة الطاقة المعالج و سطوع لوحة العرض. التغيير الأكثر أهمية في Windows 7 هو في تجربة المستخدم. تم تخفيض أهمية خطة الطاقة العالية الأداء الافتراضية بهدف تشجيع المستخدمين على توفير الطاقة.
هناك سوق كبيرة في برامج إدارة الطاقة للكمبيوتر الشخصي من طرف ثالث تقدم ميزات تتجاوز تلك الموجودة في نظام التشغيل Windows. متاح. تقدم معظم المنتجات تكامل Active Directory وإعدادات لكل مستخدم / لكل جهاز مع أكثر تقدمًا تقدم خطط طاقة متعددة وخطط طاقة مجدولة وميزات مضادة للأرق وتقارير استخدام طاقة المؤسسة. تشمل قائمة البائعين البارزين 1E NightWatchman و Data Synergy PowerMAN (Software) و Faronics Power Save و Verdiem SURVEYOR و EnviProt Auto Shutdown Manager
بدأت أنظمة Linux في توفير إدارة طاقة محسنة للكمبيوتر المحمول في عام 2005 ، حيث أصبحت خيارات إدارة الطاقة عامًا منذ عام 2009.
مزود الطاقة
بشكل عام ، تزداد كفاءة إمدادات أجهزة الكمبيوتر المكتبية بنسبة تتراوح من 70 إلى 75٪ ، مما يؤدي إلى تبديد الطاقة المتبقية كحرارة. يصادق برنامج شهادة يسمى 80 Plus على وحدات المعالجة الأولية التي تكون فعالة بنسبة 80٪ على الأقل ؛ وعادةً ما تكون هذه النماذج عبارة عن بدائل ثابتة لوحدات دعم أولية أقدم وأقل كفاءة من نفس عامل الشكل. اعتبارًا من 20 يوليو 2007 ، يجب أن تكون جميع وحدات PSU المكتبية الجديدة المعتمدة من Energy Star 4.0 فعالة على الأقل بنسبة 80٪.
تخزين
غالباً ما تستهلك محركات الأقراص الثابتة الأصغر حجمًا (على سبيل المثال 2.5 بوصة) طاقة أقل لكل غيغابايت من محركات الأقراص الكبيرة فعليًا. بخلاف محركات الأقراص الثابتة ، تقوم محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة بتخزين البيانات في ذاكرة فلاش أو DRAM. مع عدم وجود أجزاء متحركة ، قد يتم تقليل استهلاك الطاقة إلى حد ما بالنسبة للأجهزة المستندة إلى الفلاش ذات السعة المنخفضة.
في دراسة حالة حديثة ، تمكنت شركة Fusion-io ، الشركة المصنعة لأجهزة تخزين الحالة الصلبة ، من تقليل استخدام الطاقة وتكاليف التشغيل لمراكز بيانات MySpace بنسبة 80٪ مع زيادة سرعات الأداء إلى أبعد مما كان يمكن تحقيقه عبر العديد من محركات الأقراص الثابتة في Raid 0. رداً على ذلك ، تمكن MySpace من تقاعد العديد من خوادمهم.
ومع انخفاض أسعار محركات الأقراص الصلبة ، اتجهت مزارع التخزين إلى زيادة السعة لتوفير مزيد من البيانات عبر الإنترنت. ويتضمن ذلك البيانات الأرشيفية والنسخ الاحتياطي التي كانت تُحفظ سابقًا على شريط أو أي تخزين آخر غير متصل بالإنترنت. زادت زيادة التخزين عبر الإنترنت من استهلاك الطاقة. إن الحد من الطاقة التي تستهلكها صفيفات التخزين الكبيرة ، مع توفير فوائد التخزين عبر الإنترنت ، هو موضوع للبحث المستمر.
بطاقة فيديو
قد يكون GPU سريع أكبر مستهلك طاقة في الكمبيوتر.
تتضمن خيارات العرض الموفرة للطاقة ما يلي:
لا توجد بطاقة فيديو – يمكنك استخدام طرف مشترك ، أو برنامج عميل مشترك ، أو برنامج مشاركة سطح المكتب إذا كان العرض مطلوبًا.
استخدم إخراج الفيديو من اللوحة الأم – عادةً ما يكون الأداء ثلاثي الأبعاد منخفضًا وقوة منخفضة.
حدد وحدة معالجة الرسومات (GPU) استنادًا إلى طاقة خاملة منخفضة أو متوسط القوة الكهربائية أو الأداء لكل وات.
عرض
بخلاف تقنيات العرض الأخرى ، لا يستخدم الورق الإلكتروني أي طاقة أثناء عرض صورة. تستخدم شاشات CRT طاقة أكثر من شاشات LCD. كما تحتوي على كميات كبيرة من الرصاص. تستخدم شاشات LCD عادة لمبة الفلورسنت الكاثود البارد لتوفير ضوء للعرض. تستخدم بعض الشاشات الأحدث مجموعة من الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LED) بدلاً من اللمبة الفلورية ، مما يقلل من كمية الكهرباء المستخدمة في العرض. مصابيح الفلورسنت الخلفية تحتوي أيضاً على الزئبق ، في حين أن مصابيح الإضاءة الخلفية LED ليست كذلك.
إعادة تدوير المواد
يمكن لمعدات الحوسبة لإعادة التدوير أن تحافظ على المواد الضارة مثل الرصاص والزئبق والكروم السداسي التكافؤ خارج مدافن النفايات ، ويمكن أيضًا استبدال المعدات التي تحتاج إلى تصنيعها ، مما يوفر المزيد من الطاقة والانبعاثات. يمكن إعادة تصميم أنظمة الكمبيوتر التي تجاوزت مدة وظيفتها المحددة ، أو تم التبرع بها لمختلف المؤسسات الخيرية والمنظمات غير الربحية. ومع ذلك ، فقد فرضت العديد من المؤسسات الخيرية في الآونة الأخيرة الحد الأدنى من متطلبات النظام للمعدات المتبرع بها. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إنقاذ أجزاء من أنظمة قديمة وإعادة تدويرها من خلال بعض منافذ البيع بالتجزئة ومراكز إعادة التدوير البلدية أو الخاصة. يمكن إعادة تدوير مستلزمات الحوسبة ، مثل خراطيش الطابعة والورق والبطاريات أيضًا.
ومن العوائق التي تواجه العديد من هذه المخططات أن أجهزة الكمبيوتر التي يتم جمعها من خلال محركات إعادة التدوير يتم شحنها في كثير من الأحيان إلى البلدان النامية حيث المعايير البيئية أقل صرامة منها في أمريكا الشمالية وأوروبا. يقدر ائتلاف السليكون فالي سيكسايشن أن 80٪ من النفايات الإلكترونية ما بعد الاستهلاك التي تم جمعها لإعادة تدويرها يتم شحنها إلى الخارج إلى دول مثل الصين وباكستان.
في عام 2011 ، لا يزال معدل جمع النفايات الإلكترونية منخفضًا للغاية ، حتى في أكثر البلدان المسؤولة عن البيئة مثل فرنسا. في هذا البلد ، لا يزال جمع النفايات الإلكترونية بمعدل سنوي 14 ٪ بين المعدات الإلكترونية المباعة والنفايات الإلكترونية التي تم جمعها في الفترة من 2006 إلى 2009.
إعادة تدوير أجهزة الكمبيوتر القديمة يثير قضية خصوصية مهمة. لا تزال أجهزة التخزين القديمة تحتفظ بمعلومات خاصة ، مثل رسائل البريد الإلكتروني وكلمات المرور وأرقام بطاقات الائتمان ، والتي يمكن استردادها ببساطة من قِبل شخص ما يستخدم البرامج المتاحة بحرية على الإنترنت. لا يؤدي حذف الملف إلى إزالة الملف من محرك الأقراص الثابتة. قبل إعادة تدوير جهاز الكمبيوتر ، يجب على المستخدمين إزالة محرك الأقراص الثابتة ، أو محركات الأقراص الثابتة إذا كان هناك أكثر من واحد ، وتدميره فعليًا أو تخزينه في مكان آمن. هناك بعض الشركات المعتمدة لإعادة تدوير الأجهزة والتي قد يتم إعطاؤها الكمبيوتر لإعادة تدويرها ، وعادةً ما تقوم بتوقيع اتفاقية عدم الإفشاء.
حوسبة سحابية
تعالج الحوسبة السحابية اثنين من تحديات تكنولوجيا المعلومات والاتصالات الرئيسية المتعلقة بالحوسبة الخضراء – استخدام الطاقة واستهلاك الموارد. تمكّن المحاكاة الافتراضية وبيئة التزويد الديناميكية ونهج مراكز البيانات الخضراء متعددة الإيجار الحوسبة السحابية من خفض انبعاثات الكربون واستخدام الطاقة إلى حد كبير. يمكن للمؤسسات الكبيرة والشركات الصغيرة تقليل استهلاكها المباشر للطاقة وانبعاثات الكربون بنسبة تصل إلى 30٪ و 90٪ على التوالي من خلال نقل بعض التطبيقات المحلية إلى السحابة. ومن الأمثلة الشائعة على ذلك التسوق عبر الإنترنت الذي يساعد الأشخاص على شراء المنتجات والخدمات عبر الإنترنت دون مطالبتهم بالقيادة وإهدار الوقود للوصول إلى المتجر الفعلي ، وهو ما يقلل بدوره من انبعاث غازات الدفيئة المتعلقة بالسفر.
الحافة الحافة
التقنيات الجديدة مثل الحوسبة والحواف هي الحل لتقليل استهلاك الطاقة. تسمح هذه التقنيات بإعادة توزيع الحساب بالقرب من الاستخدام ، وبالتالي تقليل تكاليف الطاقة في الشبكة. علاوة على ذلك ، مع وجود مراكز بيانات أصغر ، فإن الطاقة المستخدمة في عمليات مثل التبريد والصيانة تنخفض إلى حد كبير.
من بعد
وغالبا ما يتم تنفيذ تكنولوجيات المؤتمرات عن بعد والتلفزيون عن بعد في مبادرات الحوسبة الخضراء. مزايا كثيرة. زيادة رضا العمال ، وخفض انبعاثات غازات الدفيئة المتعلقة بالسفر ، وزيادة هوامش الربح نتيجة لانخفاض التكاليف العامة لحيز المكاتب ، والحرارة ، والإضاءة ، وما إلى ذلك. يبلغ متوسط استهلاك الطاقة السنوي لمباني المكاتب في الولايات المتحدة أكثر من 23 كيلوواط / ساعة للقدم المربع ، مع استهلاك الحرارة وتكييف الهواء والإضاءة بنسبة 70٪ من إجمالي الطاقة المستهلكة. المبادرات الأخرى ذات الصلة ، مثل الفندقة ، تقلل من لقطات مربع لكل موظف كمساحة للعمال فقط عندما يحتاجون إليها. تتكامل العديد من أنواع الوظائف ، مثل المبيعات والاستشارات والخدمة الميدانية ، بشكل جيد مع هذه التقنية.
تعمل تقنية نقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت (VoIP) على تقليل البنية التحتية لأسلاك الاتصالات الهاتفية عن طريق مشاركة النحاس الموجود في الإيثرنت. جعلت نقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت والهاتف إمكانية التنقل الساخن أكثر عملية.
مؤشرات الطاقة لشبكة الاتصالات السلكية واللاسلكية
وقد تم تقدير استهلاك الطاقة لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات في الولايات المتحدة والعالم على التوالي بنسبة 9.4٪ و 5.3٪ من إجمالي إنتاج الكهرباء. يعتبر استهلاك الطاقة في تكنولوجيا المعلومات والاتصالات اليوم مهمًا حتى عند مقارنته بالصناعات الأخرى. حاولت بعض الدراسات تحديد مؤشرات الطاقة الرئيسية التي تسمح بإجراء مقارنة ذات صلة بين الأجهزة المختلفة (عناصر الشبكة). وقد ركز هذا التحليل على كيفية تحسين استهلاك الأجهزة والشبكات من أجل اتصالات شركات الاتصالات بنفسها. كان الهدف هو السماح بإدراك فوري للعلاقة بين تكنولوجيا الشبكة والتأثير البيئي. هذه الدراسات في البداية والفجوة لملء هذا القطاع لا تزال ضخمة وسيكون من الضروري إجراء مزيد من البحوث.
أجهزة الكمبيوتر العملاقة
تم الإعلان عن قائمة Green500 الافتتاحية في 15 نوفمبر 2007 في SC | 07. كمكمل ل TOP500 ، فتح الستار عن Green500 إيذانا ببدء عهد جديد حيث يمكن مقارنة الحواسيب العملاقة بالأداء لكل واط.
كان مركز TSUBAME-KFC-GSIC من قبل معهد طوكيو للتكنولوجيا ، صنع في اليابان مع ميزة كبيرة للثاني ، أعلى 1 الكمبيوتر العملاق في العالم مع 4،503.17 MFLOPS / W و 27.78 إجمالي الطاقة (كيلو واط) ++
اليوم ، برز الحاسوب العملاق L-CSC الجديد من مركز GSI Helmholtz Center ، المصنوع في ألمانيا كجهاز كمبيوتر فائق الكفاءة في استخدام الطاقة (أو أكثر خضرة) في العالم. وكانت مجموعة L-CSC هي الكمبيوتر العملاق الأول والوحيد في القائمة لتتجاوز 5 غيغافوبس / واط (المليارات من العمليات في الثانية لكل واط). L-CSC هو حاسوب فائق غير متجانس مدعوم من Dual Intel Xeon E5-260 و GPU accelerators ، وهي وحدات معالجة الرسوميات AMD FirePro ™ S9150. وهي المرة الأولى التي يحتل فيها الكمبيوتر العملاق الذي يستخدم وحدات معالجة الرسوم AMD الصدارة. يحتوي كل خادم على ذاكرة 256 غيغابايت. متصل ، الخادم عبر شبكة Infiniband FDR.
التعليم والشهادات
برامج الحوسبة الخضراء
برامج الدراسات العليا والدراسات العليا التي توفر التدريب في مجموعة من تركيزات تكنولوجيا المعلومات جنبا إلى جنب مع الاستراتيجيات المستدامة في محاولة لتثقيف الطلاب حول كيفية بناء وصيانة النظم مع الحد من الضرر الذي يلحق بالبيئة. تقدم الجامعة الوطنية الأسترالية (ANU) “الاستدامة في تكنولوجيا المعلومات والاتصالات” كجزء من برامج تكنولوجيا المعلومات والهندسة. تقدم جامعة Athabasca دورة مماثلة “استراتيجيات تكنولوجيا المعلومات والاتصالات الخضراء” ، مقتبسة من مذكرات الدورة ANU التي كتبها توم ورثينجتون. في المملكة المتحدة ، تقدم جامعة ليدز بيكيت برنامج ماجستير الحوسبة المستدامة في كل من وسائل الوصول الكامل والجزئي.
شهادات الحوسبة الخضراء
تثبت بعض الشهادات أن الفرد لديه معرفة حاسوبية خضراء محددة ، بما في ذلك:
مبادرة الحوسبة الخضراء – تقدم جي سي آي شهادة خبير معتمد في الحوسبة الخضراء (CGCUS) ، ومهندس معتمد للحوسبة الخضراء (CGCA) وشهادات مهنية معتمدة في الحوسبة الخضراء (CGCP).
تم تصميم CompTIA Strata Green IT لمديري تكنولوجيا المعلومات لإثبات أن لديهم معرفة جيدة بممارسات وأساليب تقنية المعلومات الخضراء ، ولماذا من المهم دمجها في مؤسسة.
تعتبر شهادة مجلس نظم المعلومات (ISEB) التأسيسية في تكنولوجيا المعلومات الخضراء مناسبة لإظهار الفهم العام والوعي للحوسبة الخضراء وحيث يمكن أن يكون تنفيذها مفيدًا.
الاتحاد السنغافوري لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات (SiTF) شهادة معتمدة من شركة Green IT Professional في سنغافورة هي شهادة معتمدة على مستوى مهني معتمد من الصناعة مع شركاء التدريب المعتمدين من شركة SiTF. تتطلب الشهادة الانتهاء من الدورة الأساسية التي يقودها مدرب لمدة أربعة أيام ، بالإضافة إلى دورة اختيارية ليوم واحد من مورد معتمد.
جمعية الكمبيوتر الأسترالية (ACS) تقدم ACS شهادة “استراتيجيات التكنولوجيا الخضراء” كجزء من برنامج تعليم الكمبيوتر الاحترافي (CPEP). يتطلب الحصول على شهادة إكمال دورة تعلم إلكترونية مدتها 12 أسبوعًا تم تصميمها بواسطة Tom Worthington ، مع مهام كتابية.
الاتحاد الدولي لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات العالمية والأخضر “IFGICT” – يروج لـ Green IT Professional ، تتطلب الشهادة سنتين كحد أدنى في مجال تكنولوجيا المعلومات والاتصالات. IFGICT هو مقدم خدمة مختار من قبل UNFCCC – CDM.
المدونات وموارد الويب 2.0
هناك الكثير من المدونات والمراجع الأخرى التي أنشأها المستخدم والتي يمكن استخدامها لكسب المزيد من الأفكار حول استراتيجيات الحوسبة الخضراء والتقنيات والمزايا التجارية. ساعد عدد كبير من الطلاب في دورات الإدارة والهندسة في زيادة الوعي حول الحوسبة الخضراء.
تصنيفات
منذ عام 2010 ، حافظت غرينبيس على قائمة تصنيفات لشركات التكنولوجيا البارزة في العديد من البلدان على أساس مدى نظافة الطاقة التي تستخدمها تلك الشركة ، بدءًا من A (الأفضل) إلى F (الأسوأ). تم اعتماد هذا التقييم من قبل الدكتور جوردان كينيدي من جامعة كامبريدج وزوجه البروفسور كوري ريتشاردز. لقد قام هؤلاء الرجال بسنوات عديدة من البحث نحو تكنولوجيا المعلومات والاتصالات الخضراء.