A pegada energética surpreendentemente grande dos dispositivos eletrônicos

Nossos computadores e smartphones podem parecer limpos, mas a economia digital consome um décimo da eletricidade mundial

O que consome mais eletricidade: o iPhone no bolso ou a geladeira zumbindo na cozinha? Por mais difícil que seja de acreditar, a resposta provavelmente é o iPhone. Como você pode ler em um post sobre um novo relatório de Mark Mills - o CEO do Digital Power Group , uma empresa de consultoria de tecnologia e investimentos - um refrigerador de tamanho médio que se qualifica para a classificação Energy Star da Agência de Proteção Ambiental usará cerca de 322 kW-h por ano. O iPhone médio, de acordo com os cálculos de Mills, usa cerca de 361 kW-h por ano, uma vez que as conexões sem fio, o uso de dados e o carregamento da bateria são registrados. E o iPhone - mesmo a versão mais recente - nem mesmo mantém sua cerveja gelada. (Gorjeta para o Breakthrough Institute por anotar o relatório primeiro.)

 

Você pode ver os cálculos por trás da comparação específica do iPhone, que foi feita por Max Luke do Breakthrough Institute, na parte inferior do post. É importante observar que a quantidade de energia usada por qualquer smartphone varia amplamente, dependendo da quantidade de dados sem fio que o dispositivo está usando, bem como da quantidade de energia consumida ao fazer essas conexões sem fio - as estimativas variam. Os exemplos acima pressupõem um uso relativamente pesado de 1,58 GB por mês - um número tirado de uma pesquisa com usuários do iPhone da Verizon no ano passado. (Detalhes no final da postagem.) Isso representa a estimativa de ponta da energia total que o telefone consumiria ao longo de um ano. NPD Connected Intelligence, em contraste, estimativasque o smartphone médio está usando cerca de 1 GB de dados do celular por mês, e na mesma pesquisa que relatou alto uso de dados de usuários do iPhone da Verizon, os usuários do iPhone T-Mobile relataram apenas 0,19 GB de uso de dados por mês - embora seja muito inferior qualquer outro serviço. Além da quantidade de dados sem fio transmitidos, o consumo total de energia também depende das estimativas de quanta energia é consumida por GB de dados. O exemplo principal assume que cada GB consome 19 kW de eletricidade. Isso seria perto de um modelo de pior caso. O Centro de Comunicações Eficientes em Energia (CEET) em Melbourne assume uma estimativa muito mais baixa de 2 kWh por GB de dados sem fio, o que levaria a uma estimativa de consumo de eletricidade muito menor também - tão pouco quanto 4,6 kWh por ano com baixa T -Uso de dados móveis. Na versão original da postagem,

 

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O iPhone é apenas uma das razões pelas quais o ecossistema das tecnologias de informação e comunicação (TIC), também conhecido como economia digital, demanda uma quantidade tão grande e crescente de energia. O sistema global de TIC inclui tudo, desde smartphones e laptops a TVs digitais - especialmente - as vastas fazendas de servidores de computador sedentas por elétrons que constituem a espinha dorsal do que chamamos de "nuvem". Em seu relatório, Mills estima que o sistema de TIC agora usa 1.500 terawatts-hora de energia por ano. Isso é cerca de 10% da geração total de eletricidade do mundo ou aproximadamente a produção de energia combinada da Alemanha e do Japão. É a mesma quantidade de eletricidade que foi usada para iluminar todo o planeta em 1985. Já usamos 50% mais energia para mover bytes do que para mover aviões na aviação global.

 

À medida que nossas vidas migram para a nuvem digital - e à medida que mais e mais dispositivos sem fio de todos os tipos se tornam parte de nossas vidas - os elétrons virão. E essa mudança ressalta o quão desafiador será reduzir o uso de eletricidade e as emissões de carbono à medida que nos tornamos mais eficientes.

 

Aqui está um exemplo: o New Republic recentemente publicou uma matéria argumentando que o edifício mais verde da cidade de Nova York - a Torre do Bank of America, que ganhou a classificação mais alta de Platina da Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) - era na verdade um dos maiores da cidade de energia. O autor Sam Roudman argumentou que todos os complementos ecológicos do arranha-céu - os mictórios sem água, os controles de escurecimento da luz do dia, a captação da água da chuva - foram compensados ​​pelo fato de que o edifício usou “mais energia por metro quadrado do que qualquer prédio de escritórios de tamanho comparável em Manhattan , ”Consumindo mais de duas vezes mais energia por metro quadrado do que o Empire State Building de 80 anos (embora recentemente reformado ).

 

Por que uma torre ultra-verde precisa de tanta eletricidade? O principal culpado foram os andares comerciais do prédio, cheios de campos de estações de trabalho sedentas de energia com cinco computadores em uma mesa:

 

Supondo que ninguém desligue esses computadores, em um ano uma dessas mesas usa aproximadamente a energia necessária para um motor de carro de 40 quilômetros por galão viajar mais de 4.500 milhas. Os servidores que suportam todas essas mesas também requerem uma energia enorme, assim como os sistemas que aquecem, resfriam e iluminam os enormes pregões além do horário comercial normal. Esses espaços ocupam quase um terço dos 2,2 milhões de pés quadrados totais da Torre do Bank of America, mas o desenvolvedor e arquiteto do prédio não tinha controle sobre quanta energia seria necessária para mantê-los operacionais.

 

 

Eu acho - e outros concordam - que o artigo da TNR foi injusto. Há muitas tolices no sistema de classificação LEED - veja esta postagem do Treehugger para evidências - mas não é o próprio edifício do Bank of America que é responsável por essa pegada de carbono massiva. É o que está sendo feito dentro do prédio, à medida que esses computadores trabalhadores sugam eletricidade 24 horas por dia, sete dias por semana. O fato de um arranha-céu com tantos recursos de ponta e de eficiência energética ainda poder usar tanta energia porque precisa desempenhar um papel em tempo integral na nuvem ressalta o quão intensiva em eletricidade a economia digital pode ser.

 

Isso porque a nuvem usa energia de forma diferente de outros setores da economia. Iluminação, aquecimento, refrigeração, transporte - todos esses usos de energia têm limites aproximados. À medida que o ar condicionado ou a lâmpada se tornam mais eficientes, você pode decidir usá-los com mais freqüência - em eficiência energética, é conhecido como efeito rebote. Mas você só pode aquecer muito sua casa ou dirigir até um ponto antes de atingir um período de retornos claramente decrescentes. Só porque meu Chevy Volt pode fazer 160 quilômetros por litro, não significa que vou dirigir de ida e volta para Washington todos os dias. Portanto, é lógico que, à medida que esses aparelhos se tornam mais eficientes, podemos potencialmente limitar e até reduzir o consumo de energia sem perder valor - o que de fato aconteceu nos últimos anos nos Estados Unidos e em outras nações desenvolvidas.

 

Mas o valor do sistema de TIC deve-se ao fato de estar ligado o tempo todo. De pregões de computador ou centros de dados massivos ao seu próprio iPhone, não há tempo de descanso nem período de descanso. (Não posso ser a única pessoa que mantém seu iPhone ligado à noite para chamadas de emergência porque não tenho mais um telefone residencial.) Isso significa uma demanda constante por eletricidade confiável. De acordo com Mills, as melhorias de eficiência no sistema global de TIC começaram a diminuir por volta de 2005, mesmo com o aumento do tráfego global de dados graças ao surgimento da banda larga sem fio para smartphones e tablets. Como qualquer pessoa que já tentou economizar a bateria de um smartphone que está morrendo sabe, a transmissão de dados sem fio - seja via 3G ou wi-fi - aumenta significativamente o consumo de energia. À medida que a nuvem fica cada vez maior e colocamos mais e mais dispositivos em redes sem fio, vamos precisar de mais e mais eletricidade. Quanto? Mills calcula que é preciso mais eletricidade para transmitir um filme em alta definição por uma rede sem fio do que seria necessário para fabricar e enviar um DVD do mesmo filme.

 

Veja os nossos smartphones: à medida que se tornam mais poderosos, também consomem mais energia. Farhad Manjoo, da Slate, chamou isso de “enigma do smartphone” em uma matéria no início deste ano:

 

 

Nos próximos anos, pelo menos até que alguém desenvolva uma tecnologia de bateria melhor, teremos que escolher entre o desempenho do smartphone e a duração da bateria. Não se preocupe - os telefones ficarão cada vez mais rápidos. Os designers de chips ainda conseguirão aumentar a velocidade de seus chips enquanto conservam a energia do dispositivo. A duplicação anual no desempenho do telefone que vimos recentemente não é sustentável. Nossos telefones vão esgotar suas baterias a taxas cada vez maiores enquanto continuam a ficar mais rápidos - ou eles vão manter sua vida útil atual, não ótima, mas aceitável, sacrificando enormes aumentos de velocidade. Não será possível fazer as duas coisas.

 

E esses são apenas nossos telefones. O que é único no sistema de TIC é que as empresas continuam introduzindo linhas de produtos totalmente novas. Em 1995, você pode ter um computador desktop e talvez um sistema de jogo. Em 2000, talvez você tivesse um laptop e um telefone celular básico. Em 2009, você tinha um laptop e um smartphone conectado sem fio. Hoje você pode muito bem ter um laptop, um smartphone, um tablet e um dispositivo de streaming para sua TV digital. Os ainda mais conectados podem estar usando um rastreador Fitbit, escrevendo notas com uma caneta Livescribe habilitada para wi-fi e rastreando suas corridas com um relógio GPS. E certamente haverá mais por vir, conforme as melhores mentes de nossa geração projetam novos dispositivos para que possamos comprar. Em uma peça ontem, Manjoo revisou o Pebble, o primeiro - mas quase certamente não o último - grande "smartwatch". Em um momento em que os jovens estão comprando menos carros e morando em espaços menores - reduzindo as necessidades de energia para transporte e aquecimento / refrigeração - eles estão comprando cada vez mais dispositivos conectados. Claro que a conta de luz vai subir.

 

Nada disso é para argumentar que a eficiência energética não é importante no setor de TIC. Assim como os recursos verdes do Bank of America Tower evitam que sua gigantesca demanda de eletricidade cresça ainda mais, smartphones e laptops eficientes podem retardar o crescimento da pegada de carbono da nuvem. Mas vai crescer. A eficiência energética nunca foi uma grande parte da estratégia de vendas de dispositivos digitais, provavelmente porque a eletricidade ainda é barata nos Estados Unidos e é algo que pagamos em grande quantidade no final do mês. Compare a sensação de pagar sua conta de luz com a irritação de desembolsar US $ 3,50 o galão para abastecer seu carro. Os custos da eletricidade estão ocultos em nossa sociedade.

 

Isso inclui os custos ambientais. O título completo do relatório de Mills é The Cloud Begins With Coal: Big Data, Big Networks, Big Infrastructure e Big Power , e é patrocinado pela National Mining Association e pela American Coalition for Clean Coal Electricity. Sem surpresa, o relatório argumenta que o carvão - ainda a maior fonte de eletricidade nos Estados Unidos - alimenta nossa nuvem maravilhosa. (E é maravilhoso! A nuvem gera muito valor por toda a eletricidade que usa.) O carvão dificilmente é a única fonte de eletricidade que pode manter o sistema de TIC funcionando - o gás natural mais limpo já está ganhando, a energia nuclear fornece uma base livre de carbono - carregue energia e as energias renováveis estão crescendo rapidamente. Certos aspectos do sistema de TIC também ajudarão a reduzir o uso de energia, já que as redes e medidores inteligentes promovem a conservação. Mas os usuários da nuvem sem fio provavelmente crescerão de 42,8 milhões de pessoas em 2008 para quase 1 bilhão em 2014 - e isso é apenas o começo, conforme os smartphones se espalham do mundo desenvolvido para o mundo em desenvolvimento. Já temos uma nuvem digital gigantesca e ela só vai ficar maior. O que precisamos é de um mais limpo.

 

junto com essas linhas, as empresas digitais têm tomado medidas para limpar a nuvem, adquirindo mais energia de fontes de baixo carbono. Os data centers da Apple, por exemplo, são 100% movidos a energia renovável e estão trabalhando para aumentar o uso de energia renovável em geral. O Google obtém 34% de sua energia para operações de fontes renováveis. Empresas inteligentes estão procurando citar data centers que consomem muita energia próximos a fontes confiáveis ​​de energia renovável: grandes hidrelétricas, como as próximas ao novo data center que o Facebook abriu recentemente na Suécia, ou parques eólicos em grande escala. Em última análise, porém, é menos responsabilidade das próprias empresas do que da economia como um todo fazer a mudança para uma energia mais limpa. À medida que mais e mais pessoas compram mais e mais dispositivos conectados à nuvem - e à medida que carros elétricos e outras formas de transporte eletrificado substituem os veículos movidos a petróleo - a demanda por eletricidade aumentará. Cabe a nós empurrar para torná-lo mais limpo.

 

* Uma nota sobre os cálculos do uso de energia do smartphone. Isso vem de um e-mail de Max Luke, um associado da política do Breakthrough Institute, que postou no estudo de Mills:

 

No ano passado, o cliente médio do iPhone usava 1,58 GB de dados por mês, que vezes 12 é 19 GB por ano. Os dados mais recentes fornecidos por uma ATKearney para associação da indústria móvel GSMA (pág. 69) dizem que cada GB requer 19 kW. Isso significa que o iPhone usa em média (19 kW X 19 GB) 361 kwh de eletricidade por ano. Além disso, ATKearney calcula cada conexão em 23,4 kWh. Isso traz o total para 384,4 kWh. A eletricidade usada anualmente para carregar o iPhone é de 3,5 kWh, elevando o total para 388 kWh por ano. O Energy Star da EPA mostra refrigeradores com eficiência tão baixa quanto 322 kWh anualmente.

 

 

A descoberta mostrou os números especificamente no iPhone - as notas finais de Mills (consulte a página 44 do relatório ) referem-se a smartphones e tablets de forma mais geral - mas Luke observa que Mills confirmou os cálculos.

 

Como observei na atualização no início da postagem, essas estimativas são muito altas - outros pesquisadores argumentaram que o uso de energia por smartphones é muito menor. E o próprio estudo de Mills recebeu fortes críticas de outros especialistas, como esta postagem do MSN observa:

 

 

Gernot Heiser, professor da University of New South Wales em Sydney e co-autor de um estudo de 2010 sobre o consumo de energia em smartphones, ecoou a opinião de Koomey de que o trabalho de Mills era falho.

 

Escrevendo para o MSN News, Heiser disse que o trabalho de Mills “parece totalmente errado”. Ele disse que Mills superestima a quantidade de energia usada por um smartphone moderno, neste caso um Galaxy S III, em mais de quatro vezes.

 

“Eu teria que dar uma olhada rápida para ver como eles chegam a esse número, mas certamente parece bobagem para mim”, disse Heiser.

 

Gang Zhou, um professor associado de ciência da computação no College of Williams and Mary, foi menos direto ao atacar as alegações de Mills, mas mesmo assim disse que suas medições para o consumo de energia de smartphones eram pelo menos "uma ou duas magnitudes" maiores do que deveriam estar. No entanto, Zhou disse que o assunto do uso de eletricidade do data center é uma questão importante e "deve gerar preocupação".

 

 

Ainda assim, acho que a conclusão disso não é sobre o uso de energia de marcas individuais ou mesmo classes inteiras de dispositivos. A questão é que, à medida que nossa economia digital sempre ativa se expande - e vai -, precisamos estar mais cientes das demandas de energia que se seguirão. O estudo do CEET em Melbourne que observei na atualização no início da postagem pressupõe um consumo de energia muito menor por dispositivos individuais do que o trabalho de Mills, mas ainda levanta o alarme sobre a crescente demanda de energia dos serviços em nuvem.

 

Como escrevi acima, a natureza de um smartphone ou tablet torna difícil perceber quanta energia ele pode estar usando - especialmente considerando o fato de que a eletricidade é frequentemente produzida em fábricas distantes de nossas tomadas. Em um posto de gasolina, por exemplo, o custo imediato e o cheiro de gasolina são um poderoso lembrete de que estamos consumindo energia. A economia digital é construída sobre a sensação de perfeição - mas ainda vem com uma conta de serviços públicos.

 

 

O Avance Network é uma comunidade fácil de usar que fornece segurança de primeira e não requer muito conhecimento técnico. Com uma conta, você pode proteger sua comunicação e seus dispositivos. O Avance Network não mantém registros de seus dados; portanto, você pode ter certeza de que tudo o que sai do seu dispositivo chega ao outro lado sem inspeção.


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