사물 인터넷은 삶의 질을 향상시킬 수 있지만 막대한 양의 전기를 소비하고 온실 가스 배출을 증가시킵니다. (Shutterstock)

너의 스마트 폰은 NASA 컴퓨터보다 훨씬 강력합니다 1969 년 닐 암스트롱과 버즈 알 드린이 달에 올랐지 만 에너지 돼지이기도합니다. 컴퓨팅에서 에너지 사용은 속도와 저장의 두 번째 문제로 간주되는 경우가 많지만 기술 발전 속도와 방향으로 인해 환경 문제가 점차 커지고 있습니다.

cryptocurrency 마이닝 회사 인 Hut 8이 앨라배마 주 Medicine Hat 외부에서 캐나다 최대의 비트 코인 마이닝 프로젝트를 열었을 때 환경 전문가들이 경보를 울 렸습니다. 발전소는 10 배 더 많은 전력 소비, 도시의 다른 어떤 시설보다 주로 천연 가스 발전소에서 생산됩니다.

전 세계적으로 정보 통신 기술 (ICT) 부문의 온실 가스 (GHG) 배출량은 1.4 년까지 매년 2020 기가 톤 (십억 톤)의 이산화탄소에 해당 할 것으로 예상. 이는 전 세계 온실 가스의 2.7 %이며 캐나다의 연간 총 온실 가스 생산량의 약 두 배.

에너지 효율적인 컴퓨터 프로세서를 설계함으로써 에너지 소비를 줄이고 화석 연료에서 전기가 나오는 곳의 온실 가스 배출량을 줄일 수 있습니다. 컴퓨터 아키텍처 및 산술 전문 컴퓨터 엔지니어로서 동료와 저는 컴퓨터 성능이나 사용자 편의성에 거의 영향을 미치지 않으면 서 이러한 긍정적 인 효과를 얻을 수 있다고 확신합니다.

강력한 연결

일상적인 객체에 내장 된 연결된 컴퓨팅 장치로 구성된 사물 인터넷 (IoT)은 이미 긍정적 인 경제적, 사회적 영향을 제공하여 사회, 환경 및 식품 공급망을 개선하고 있습니다.

이 장치들 대기 오염을 모니터링하고 줄이고 물 절약을 개선하며 배고픈 세상에 먹이를주고 있습니다. 또한 온도 조절기, 조명, 온수기, 냉장고 및 세탁기를 제어하여 가정과 기업을보다 효율적으로 만듭니다.

인터넷 연결 장치는 데이터 처리 요구와 에너지 소비에 추가됩니다. (Shutterstock)

연결된 장치의 수를 맨으로 설정 한 상태 11 억 2018 년에 IoT는 컴퓨터와 전화를 포함하지 않고 엄청난 계산이 필요한 빅 데이터를 생성 할 것입니다.

계산 에너지 효율을 높이면 비용이 절약되고 에너지 사용이 줄어 듭니다. 또한 컴퓨팅 시스템에 전원을 공급하는 배터리가 더 작거나 더 길어질 수 있습니다. 또한 계산 속도가 빨라 컴퓨팅 시스템의 열 발생이 줄었습니다.

대략적인 컴퓨팅

오늘날의 컴퓨팅 시스템은 높은 에너지 비용으로 정확한 솔루션을 제공하도록 설계되었습니다. 그러나 이미지, 사운드 및 비디오 처리, 데이터 마이닝, 센서 데이터 분석 및 딥 러닝과 같은 많은 오류 복원 알고리즘에는 정확한 답변이 필요하지 않습니다.

이 불필요한 정확성과 과도한 에너지 소비는 낭비입니다. 인간의 인식에는 한계가 있습니다. 결과에 만족하기 위해 항상 100 % 정확도가 필요한 것은 아닙니다. 예를 들어 이미지 및 비디오 품질의 사소한 변경은 종종 눈에 띄지 않게됩니다.

비디오 처리 응용 프로그램에는 100 % 정확도가 필요하지 않습니다. (Shutterstock)

컴퓨팅 시스템은 이러한 제한을 활용하여 사용자 경험에 부정적인 영향을 미치지 않으면 서 에너지 사용을 줄일 수 있습니다. "근사 컴퓨팅"은 때때로 부정확 한 결과를 반환하는 계산 기술로, 대략적인 결과가 충분한 응용 프로그램에 유용합니다.

서스 캐처 원 대학교의 컴퓨터 엔지니어링 연구소에서는 이러한 근사 컴퓨팅 솔루션을 설계하고 구현하여 소프트웨어와 하드웨어에서 정확성과 효율성을 최적으로 절충 할 수 있도록 제안하고 있습니다. 이러한 솔루션을 프로세서의 핵심 컴퓨팅 구성 요소에 적용했을 때 전력 소비가 50 % 이상 성능 저하가 거의 없습니다.

유연한 정밀도

오늘날 대부분의 개인용 컴퓨터에는 64 비트 표준 숫자 형식이 포함되어 있습니다. 즉, 모든 계산을 수행하기 위해 64 자리 숫자 (XNUMX 또는 XNUMX)를 사용합니다.

3D 그래픽, 가상 현실 및 증강 현실이 작동하려면 64 비트 형식이 필요합니다. 그러나 기본 오디오 및 이미지 처리는 32 비트 형식으로 수행 할 수 있으며 만족스러운 결과를 제공합니다. 또한 딥 러닝 응용 프로그램에서도 사용할 수 있습니다 16 비트 또는 8 비트 형식 그들의 오류 탄력성으로 인해

컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어의 혁신적인 설계는 에너지 효율을 향상시킬 수 있습니다. (Shutterstock)

숫자 형식이 짧을수록 계산에 더 적은 에너지가 사용됩니다. 에너지 효율을 높이기 위해 가장 적합한 숫자 형식을 사용하여 다양한 응용 프로그램을 실행하는 유연하면서도 정밀한 컴퓨팅 솔루션을 설계 할 수 있습니다.

예를 들어,이 유연한 컴퓨팅 솔루션을 사용하는 딥 러닝 애플리케이션은 예비 실험에 따르면 에너지 소비를 15 % 줄일 수 있습니다. 또한, 제안 된 솔루션은 수치 정밀도가 낮고 성능을 향상시키는 여러 작업을 동시에 수행하도록 재구성 할 수 있습니다.

IoT에는 많은 약속이 있지만이 모든 데이터를 처리하는 비용도 고려해야합니다. 똑똑하고 친환경적인 프로세서를 통해 환경 문제를 해결하고 기후 변화에 대한 기여를 늦추거나 줄일 수 있습니다.

저자에 관하여

고 석국 교수, 서스 캐처 원 대학

이 기사는에서 다시 게시됩니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스하에 읽기 원래 기사.