تخضير حياتك الرقمية

بالعودة إلى الصف الثامن ، أمسك ناثانيال ميلز ببعض الأدوات وجلس في غرفة نومه. كان الكمبيوتر مفتوحًا أمامه ، مليئًا بالمكونات التي قام بتركيبها بنفسه. حان الوقت لإضافة جزء آخر. يقول "بناء جهاز كمبيوتر هو في الأساس LEGO للبالغين".

كان هذا في عام 2014. في ذلك الوقت ، كان يريد جهاز كمبيوتر قويًا يمكنه استخدامه لممارسة ألعاب الفيديو مثل Skyrim. لذلك كان يقوم بترقية القديم.

على عكس معظم اللاعبين ، على الرغم من ذلك ، لم يكن يفكر فقط في اللعب السريع والصور والصوت بجودة الأفلام. كان يفكر أيضًا في الطاقة. تساءل ، هل يمكنه بناء كمبيوتر ألعاب رائع يستخدم أيضًا كهرباء أقل من المعتاد؟

كان الجواب نعم. في ذلك الوقت ، كان كمبيوتر الألعاب النموذجي يستخدم نفس كمية الطاقة التي تستخدمها ثلاث ثلاجات. بحلول الوقت الذي انتهى فيه ناثانيال ، كان يستخدم أكثر من الثلث بقليل. لكنها كانت لا تزال سريعة وممتعة للعب.

حتى لو لم تكن لاعبًا ، فمن المحتمل أن تقضي ساعات كل يوم في إرسال الرسائل النصية ومشاهدة مقاطع الفيديو والتكبير وغير ذلك. يتطلب الأمر كهرباء لشحن البطاريات في أجهزتك. لكن هذه ليست الطاقة الوحيدة المعنية. تستهلك الشبكات التي تحمل إشارات من وإلى أجهزتك الكهرباء. وكذلك تفعل مراكز البيانات البعيدة التي تستوعب وتعالج معظم المحتوى والتطبيقات التي تستخدمها. ويتطلب تصنيع الأجهزة نفسها الكهرباء.

الشرح:ثاني أكسيد الكربون وغازات الاحتباس الحراري الأخرى

في معظم البلدان ، تأتي الكهرباء بشكل أساسي من محطات الطاقة التي تحرق الوقود الأحفوري ، مثل الفحم أو الغاز الطبيعي. يتسبب هذا الاحتراق في انبعاثات ضارة تؤدي إلى تفاقم تغير المناخ. لذا ، فكلما زاد عدد الأجهزة التي تمتلكها وكلما زاد استخدامك لها واتصالك بالإنترنت أو الشبكة السحابية ، زاد إنتاج الانبعاثات وزاد تأثيرك على المناخ.

ولكن ما مدى تأثير أمسية Fortnite أو TikTok في الواقع؟ انه لامر معقد. تستخدم بعض الأنشطة الرقمية أو طرق الاتصال طاقة أكثر من غيرها. مثل Nathaniel ، يمكنك اتخاذ خيارات تقلل كمية الطاقة التي تستخدمها - بينما لا تزال مستمتعًا. فلنكتشف كيف.

الألعاب الخضراء

إن تشغيل لعبة فيديو ، خاصة تلك التي تحتوي على رسومات واقعية ، هو أكثر الأشياء التي تستهلك الكثير من الطاقة التي يمكن للكمبيوتر الشخصي القيام بها ، كما تلاحظ آنا كاردوسو. تعمل باحثة في مركز كوبنهاغن لكفاءة الطاقة في الدنمارك. يستخدم كمبيوتر الألعاب حوالي ستة أضعاف الطاقة كل عام مثل الكمبيوتر العادي.

عندما تلعب لعبة فيديو واقعية ، فإن معالج رسومات الكمبيوتر (GPU) ينشئ باستمرار عالمًا افتراضيًا بالكامل. يجب أن يعرض أو يرسم جميع الأشكال والأنسجة والضوء والظلال. وبالتالي فإن اللعبة لا تتأخر ، يجب أن تفعل كل هذا في الوقت الفعلي. يمكن لـ PS5 إجراء 10 تريليون عملية حسابية في الثانية ، أو 10 تيرافلوب. يصل سعر Xbox Series X إلى 12 تيرافلوب. ومعالج رسومات لجهاز كمبيوتر ألعاب متطور؟ قد يتجاوز ذلك 100 تيرافلوب. وفي الوقت نفسه ، يتعين على وحدة المعالجة المركزية ، أو وحدة المعالجة المركزية ، القيام بالكثير من العمل لتشغيل اللعبة. يجب أن تحسب فيزياء العالم حتى تتفاعل الأشياء بشكل واقعي.

تحتاج هذه المعالجة القوية إلى الكثير من الطاقة. يقول كاردوسو:إذا كانت معالجات الكمبيوتر تعمل بجهد إضافي ، فقد ترتفع درجة حرارة الجهاز أو قد يسخن عند لمسه. يمكنك أن تشعر حرفيًا أن الكمبيوتر يسحب الكثير من الطاقة.

الشرح:الاحتباس الحراري وتأثيرات الاحتباس الحراري

تستهلك ألعاب الفيديو في الولايات المتحدة ما قيمته 6 مليارات دولار من الكهرباء كل عام. يؤثر استخدام الطاقة هذا على المناخ بقدر 2.3 مليون سيارة إضافية تتجول لمدة عام. في كاليفورنيا ، حيث تعيش عائلة ناثانيال ، تستهلك الألعاب كهرباء أكثر من جميع غسالات الأطباق في الولاية.

من أين أتت هذه الأرقام؟ بدأ كل شيء بمشروع ناثانيال. والده ، إيفان ميلز ، عالم يدرس كفاءة الطاقة في مختبر لورانس بيركلي الوطني (LBNL) في كاليفورنيا. اليوم ، ناثانيال طالب في كلية ريد في بورتلاند ، أوريغون. تعاون الأب والابن لجعل أول كمبيوتر ألعاب موفرًا للطاقة قدر الإمكان.

لقد بدأوا بجهاز كمبيوتر ألعاب عادي. ثم ، واحدًا تلو الآخر ، استبدل ناثانيال أجزائه بأجزاء جديدة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة. بعد كل تبديل ، أجرى الزوج اختبارات. قاموا بقياس كمية الكهرباء التي يستخدمها الكمبيوتر أثناء تقديم نفس الرحلة عبر مشهد افتراضي. مع كل جزء جديد ، انخفض استخدام الكمبيوتر للطاقة. لكن هل كان المشهد مختلفًا؟ يقول ناثانيال:"بالتأكيد لا". الجودة البصرية لم تتغير أبدا.

كان لهذا الكمبيوتر الذي تمت ترقيته تأثير أقل على البيئة. كما أن تكلفة تشغيلها أقل بكثير. وكان يعمل بشكل أكثر برودة وهدوءًا. نشرت The Mills نتائجها في عام 2016. أدت تلك الدراسة الصغيرة إلى دراسة أكبر بكثير.

على مدار السنوات القليلة التالية ، عندما أنهى ناثانيال دراسته الثانوية ، ساعد والده وزملاء والده في LBNL في إنشاء "Green Gaming Lab". قام بقياس استخدام الطاقة لـ 26 نظام ألعاب مختلفًا ، بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر ووحدات التحكم وحتى معدات الواقع الافتراضي. اختبر الفريق 37 لعبة مختلفة على هذه الأنظمة ، بما في ذلك FIFA17 و Skyrim. أظهروا أن الألعاب لها تأثير كبير على البيئة. يتنوع استخدام الطاقة كثيرًا. ولكن بشكل عام ، تستخدم أجهزة كمبيوتر سطح المكتب المتطورة للألعاب طاقة أكثر من معظم أجهزة الكمبيوتر المحمولة. وتميل وحدات التحكم في الألعاب إلى استخدام أقل من أي منهما.

لست مضطرًا لبناء جهاز الكمبيوتر الخاص بك لتوفير الطاقة أثناء اللعب. يمكنك ضبط الإعدادات على أي جهاز كمبيوتر أو وحدة تحكم لجعل النظام أكثر كفاءة. ناثانيال يقترح إيقاف تشغيل الصقل. إنه إعداد ينعم الصور. نادرًا ما ستلاحظ فرقًا ، لكن الكمبيوتر سيفعل ذلك بالتأكيد.

يستخدم تنزيل الألعاب أو تحديثها موارد في الشبكة ومراكز البيانات. تقوم العديد من الألعاب والتطبيقات الموجودة على نظامك بتحديث نفسها بانتظام. يقترح Cardoso حذف الألعاب والتطبيقات القديمة لتجنب تنزيل التحديثات للألعاب التي لن تلعبها. يجب أيضًا أن تضع نظامك في وضع السكون أو تقوم بإيقاف تشغيله عند التوقف عن اللعب - حتى لو كنت تبتعد لمدة 10 دقائق لتناول وجبة خفيفة. يقول ناثانيال إن ترك لعبة في القائمة أو حفظ الشاشة يميل إلى استخلاص نفس القدر من الطاقة كما هو الحال عندما تلعب. يحتوي موقع الويب الذي أنشأه ، GreeningtheBeast.org ، على الكثير من النصائح حول كيفية توفير الطاقة والاستمتاع باللعب.

السحابة غير المرئية

هناك مشكلة أخرى تتعلق بالطاقة وهي كيفية اتصالك بالإنترنت. لنفترض أنك شاهدت أحدث أفلام Avengers. يمكنك مشاهدته على جهاز تلفزيون متصل مباشرة بالإنترنت من خلال كابل. أو يمكنك دفقه إلى جهاز الكمبيوتر المحمول أو الهاتف المحمول المزود بشبكة Wi-Fi. يقول كيري هينتون:"يعمل ذلك على زيادة الطاقة اللازمة لمشاهدتها". هذا المهندس المتقاعد الآن يعمل في جامعة ملبورن في فيكتوريا ، أستراليا. هناك درس استخدام الطاقة بواسطة أنظمة الاتصالات.

تتعهد شبكة الجيل الخامس بتوفير الطاقة الجديدة للتكنولوجيا الرقمية

تستهلك البطارية في الكمبيوتر المحمول أو الهاتف كهرباء أقل بكثير من جهاز التلفزيون. فلماذا يستنزفون الكثير من القوة؟ يكمن الاختلاف في الطريقة التي يصل بها الفيلم إليك. يتطلب إرسال البيانات عبر شبكة Wi-Fi قدرًا كبيرًا من الطاقة. "هذا هو القاتل" ، كما يقول هينتون.

نقاط اتصال Wi-Fi وأبراج الجوّال "تعمل على نفاد الطاقة." إنهم يعملون بهذه الطريقة حتى نتمكن من الاتصال متى أردنا. سواء استخدم شخص واحد أو مائة الاتصال ، فإن الحفاظ على الشبكة وتشغيلها يتطلب نفس الطاقة. مع Wi-Fi ، يقترح هينتون "المشاركة متى أمكنك ذلك". تعد شبكة Wi-Fi العامة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من الشبكات الخاصة. (كن على علم ، مع ذلك ، شبكة Wi-Fi العامة ليست آمنة. لذلك لا تشارك أي معلومات خاصة أثناء استخدام شبكة Wi-Fi عامة).

تستخدم الهواتف والأجهزة اللوحية والساعات الذكية والعديد من أجهزة الكمبيوتر المحمولة فقط شبكة Wi-Fi أو Bluetooth أو شبكات الهاتف المحمول للاتصال. وهم يتواصلون طوال الوقت ، بطرق قد لا ندركها حتى. تعتمد العديد من التطبيقات والألعاب على الحوسبة السحابية. هذا يعني أن معالجة الكمبيوتر اللازمة لتشغيل التطبيق أو اللعبة تحدث في مراكز البيانات البعيدة. يتم نشر بيانات التطبيق في مراكز البيانات أيضًا. مراكز البيانات عبارة عن مباني مليئة بأجهزة كمبيوتر ومعدات قوية للحفاظ على برودة هذه الأجهزة.

وجد فريق Green Gaming Lab أن الألعاب المستندة إلى السحابة تستخدم طاقة أكثر من الألعاب التي تعمل على نظام منزلي. حتى مهام الكمبيوتر الأساسية ، مثل كتابة مستند ، تتطلب مزيدًا من الطاقة عند العمل على السحابة. في دراسة عام 2015 ، قام فريقه بتحديد هذا الكم. العمل عبر الإنترنت يستهلك طاقة من واحد إلى 10 واط أكثر من العمل دون اتصال. لماذا ا؟ عندما كان يعمل عبر الإنترنت ، كان جهازه يتواصل باستمرار مع مركز البيانات.

الشرح:البيانات - في انتظار أن تصبح معلومات

كل مفتاح نقره أدى إلى عملية نقل. يشرح هينتون أن هذا يحدث للتأكد من حفظ عملك. تخيل أنك تعمل على تقرير معمل للمدرسة. يقول:"حتى لو انفجر الكمبيوتر المحمول ، فلن تفقد أيًا مما فعلته". هذا رائع لك. لكنها ليست جيدة بالنسبة للمناخ. كل هذه التحويلات تستهلك الكثير من الكهرباء.

ويضيف:"يتم تخزين جميع البيانات تقريبًا في نسخ متعددة". لذلك إذا حدث شيء لمركز بيانات واحد ، يمكن لمركز آخر أن يتولى المسؤولية. إذا قمت بتحميل صورة واحدة على Facebook ، فإن الشركة تخزن أربع نسخ. ويقوم المستخدمون بتحميل 350 مليون صورة جديدة هناك كل يوم! عندما تكون الصور جديدة ويزداد احتمال أن ينظر إليها الأشخاص ، تحتفظ بها مراكز البيانات على أقراص تدور طوال اليوم وكل يوم. التي تستخدم الطاقة باستمرار. مع تقدم عمر الصور ، يتم نقلها إلى وحدة تخزين غير متوفرة على الفور ، وبالتالي فإنها تستهلك قدرًا أقل من الطاقة. ولكن بمجرد أن يريد شخص ما صورة قديمة مرة أخرى ، فإنها تعود إلى قرص دوار. تشغل مقاطع الفيديو مساحة أكبر من الصور ، لذا فإن عددًا أقل منها يتناسب مع قرص دوار واحد. يقول هينتون:"من فضلك لا تضيف إلى تعداد مقاطع الفيديو الخاصة بالقطط".

المستقبل يتطلب طاقة

تعتبر الزراعة باستخدام الطائرات بدون طيار أحد الأمثلة على إنترنت الأشياء ، أو إنترنت الأشياء. يقول هينتون إن الطائرات بدون طيار ومساعدات الروبوت والساعات الذكية وأجهزة الاستشعار التي تراقب الهواء وغيرها من الأجهزة المتصلة ستجعل عالمنا أكثر ذكاءً و "تجعل الحياة أسهل للجميع". لكنه أشار إلى أن "Smart" ليست مجانية "، كما أطلق على ورقة بحثية لعام 2019. يتطلب تشغيل إنترنت الأشياء طاقة.

في هذه الورقة ، قدر فريق Hinton مقدار الطاقة التي يحتاجها المنزل الذكي لتشغيل جميع أنظمته. قد يشمل ذلك الأقفال الذكية ومفاتيح الإضاءة الذكية والأجهزة الذكية وكاميرات المراقبة والمحور المركزي لإدارة كل شيء. ووجد أن المنزل الذكي النموذجي يستهلك طاقة أكثر بحوالي 30 بالمائة كل عام مقارنة بالمنزل العادي.

قد يبدو هذا مفاجئًا ، نظرًا لأن إحدى مزايا المنزل الذكي هي أنه يقوم تلقائيًا بإيقاف تشغيل أشياء مثل التدفئة والإضاءة عند عدم استخدامه. يجب أن يوفر الطاقة. ومع ذلك ، لكي تكون مستعدًا للاستجابة لأوامرك ، يجب أن تكون الأنظمة الذكية نشطة ومستمعة. يتطلب ذلك الاحتفاظ باتصال Wi-Fi أو Bluetooth طوال الوقت. وسيكون هذا "مجرد مضغ السلطة" ، يلاحظ هينتون.

يمكن للمهندسين تصميم هذه الأنظمة للدخول في وضع السكون. وقد لا يرغب الأشخاص الذين نفد صبرهم في تحمل تأخير قصير لإيقاظهم. لحسن الحظ ، لا يتحول الناس إلى المنازل الذكية بالسرعة التي اعتقدها هينتون وخبراء آخرون. لذلك لا يزال هناك متسع من الوقت لتصميم أجهزة إنترنت الأشياء لاستخدام الطاقة بطرق أكثر كفاءة.

تظل الحقيقة ، مع ذلك ، أن البشرية لديها شهية شرهة للتكنولوجيا والبيانات. يستمر استخدام البيانات في الارتفاع باطراد. يؤدي ذلك إلى زيادة استخدام الطاقة أيضًا. لقد وجد المهندسون طرقًا لجعل أجهزة الكمبيوتر وتخزين البيانات ونقلها أكثر كفاءة. لكنهم لا يستطيعون مواكبة الوتيرة إلى الأبد. يقول هينتون:"لقد نفدت لدينا الأفكار الجديدة". يعتقد أن إيجاد طريقة لتشغيل تقنيتنا بالطاقة النظيفة هو "التحدي الكبير التالي".

وليس فقط المهندسين هم من يجب عليهم التفكير في هذا الأمر. الطريقة التي يستخدم بها الناس تقنياتهم مهمة حقًا. على سبيل المثال ، ينتج عن بناء iPhone 12 الكثير من الانبعاثات - أكثر مما ستستخدمه في الرسائل النصية أو اللعب بيننا على هذا الهاتف. لذا فكر مليًا قبل التبديل إلى هاتف جديد عندما لا يزال هاتفك القديم يعمل. بشكل عام ، يجب عليك استخدام أجهزتك "لأطول فترة ممكنة" ، كما يقول Hischier.

وعندما لا تستخدم جهاز التلفزيون أو نظام الألعاب أو الكمبيوتر ، قم بإيقاف تشغيله. يقول هيسشير:"الأمر بهذه البساطة". إذا وجدت نفسك تشاهد YouTube بدون سبب أو تتصفح TikTok بلا تفكير ، ففكر في الطاقة التي تستخدمها. بدلاً من ذلك ، يمكنك قراءة كتاب أو الخروج.

ناثانيال لا يلعب على الكمبيوتر بعد الآن. يقول:"اللعبة الوحيدة التي ألعبها الآن هي لعبة الشطرنج". وهو يلعب على رقعة شطرنج مادية. لا يستخدم الكهرباء. تحدث عن لعبة خضراء!