Credit: Pixabay/CC0公共领域当你想到自己的碳足迹时，你会想到什么？可能是开车和坐飞机。也许是家庭能源消耗或亚马逊每天的送货量。但是看网飞或者开Zoom会议怎么样？想过手机、智能手表或家中无数其他设备中的硅芯片的碳足迹吗？现代计算的每一个方面，从最小的芯片到最大的数据中心，都带有碳价格标签。在一个世纪的大部分时间里，科技行业和整个计算领域都专注于制造更小、更快、更强大的设备，但很少有人考虑到它们对环境的整体影响。
哈佛大学约翰·保尔森工程和应用科学学院(SEAS)的研究人员正试图改变这种状况。
“未来十年，设备的需求、数量和类型只会增长，”SEAS大学计算机科学博士候选人乌迪特·古普塔说。“我们想知道这将对环境产生什么影响，以及作为一个领域，我们应该如何考虑如何采用更可持续的做法。”
古普塔将与电气工程和计算机科学Robert and Suzanne Case教授Gu-Yeon Wei和计算机科学Haley Family教授一起，在2021年3月3日的IEEE高性能计算机架构国际研讨会上提交一篇关于计算的环境足迹的论文。
SEAS的研究是与脸书和亚利桑那州立大学合作的一部分，古普塔在实习。
该团队不仅探索了计算的各个方面，从芯片架构到数据中心设计，还绘制了设备从制造到回收的整个生命周期，以确定排放最多的阶段。
该团队发现，与现代移动和数据中心设备相关的大部分排放来自硬件制造和基础设施。
布鲁克斯说:“很多焦点都集中在我们如何减少计算机使用的能源上，但我们发现，考虑一下仅仅建造这些处理器的排放也非常重要。“如果制造业对排放真的很重要，我们能设计出更好的处理器吗？我们能否降低设备的复杂性，从而降低制造排放？”
以芯片设计为例。
如今的芯片针对尺寸、性能和电池寿命进行了优化。典型的芯片是大约100平方毫米的硅，容纳数十亿个晶体管。但是在任何给定的时间，只有一部分硅被使用。事实上，如果所有晶体管同时启动，该设备将耗尽电池寿命并过热。这种所谓的黑硅提高了设备的性能和电池寿命，但如果你考虑到制造芯片的碳足迹，它就太没用了。
“你必须问问自己，这种额外的表现对碳排放有什么影响，”魏说。“深色硅提高了能效，但制造成本如何？有没有办法设计一个更小更智能的芯片，使用所有可用的硅？这是一个非常复杂、有趣和令人兴奋的问题。”
数据中心也面临同样的问题。如今，数据中心(其中一些占地数百万平方英尺)占全球能源消耗的1%，预计这一数字还会增长。
随着云计算的不断发展，在设备或数据中心的何处运行应用程序的决策是基于性能和电池寿命，而不是碳足迹。
古普塔说:“我们需要问什么更环保，是在设备上还是在数据中心运行应用程序。“这些决策必须通过考虑应用特性、每个硬件设备的效率以及每天变化的电网来优化全球碳排放。”
研究人员也在挑战工业界研究制造业中使用的化学物质。
将环境影响添加到计算设计的参数中，需要在该领域的各个层面进行大规模的文化转变，从本科生到首席执行官。
为此，布鲁克斯与哈佛项目Embedded EthiCS合作，该项目将哲学家直接嵌入计算机科学课程，教学生如何通过他们工作的伦理和社会含义进行思考。布鲁克斯今年春天将在COMPSCI 146:计算机体系结构中加入一个关于计算可持续性的嵌入式伦理模块。
研究人员还希望与SEAS环境科学与工程学院和哈佛大学环境中心的教师合作，探索如何在政策层面实施变革。
“本文的目标是提高对与计算相关的碳足迹的认识，并挑战该领域，将碳足迹添加到我们在设计新流程、新计算系统、新硬件和新设备使用方式时考虑的指标列表中。我们需要将此作为计算整体发展的首要目标，”魏说。
这篇论文是由来自脸书的西尔维娅·李、谢若丹、李显新和卡罗尔·让·吴以及来自亚利桑那州立大学的金泳三共同撰写的。
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
