Aistringas pasaulio kompiuterių ir ryšių technologijų energijos troškimas kelia aiškią grėsmę šylančiam Žemės rutulio klimatui. Tai buvo atviras pranešėjų vertinimas intensyviame dviejų dienų seminare „Kovo 3 ir 4 d. surengtas kompiuterijos ir ryšių poveikis klimatui“, kurį surengė MIT klimato ir tvarumo konsorciumas (MCSC), MIT-IBM Watson AI laboratorija ir Schwarzman koledžas. Kompiuterija.
Virtualiame renginyje vyko gausios diskusijos ir buvo pabrėžtos bendradarbiavimo tarp MIT dėstytojų grupės ir įvairių sektorių mokslininkų bei pramonės lyderių bendradarbiavimo galimybės – tai pabrėžė akademinės bendruomenės ir pramonės galią susivienyti.
„Jei tęsime esamą energijos skaičiavimo trajektoriją iki 2040, mes turėtume pasiekti pasaulio energijos gamybos pajėgumų. Skaičiavimo energijos ir paklausos augimas auga daug greičiau nei pasaulio energijos gamybos pajėgumų augimas“, – sakė Bilge Yildiz, Breene M. Kerr profesorius iš MIT Branduolinio mokslo ir inžinerijos bei Medžiagų mokslo ir inžinerijos katedrų. seminaro vedėjų. Ši skaičiavimo energijos projekcija parengta iš Semiconductor Research Corporations dešimtmečio ataskaitos.
Cituojant tik vieną pavyzdį: Informacinės ir ryšių technologijos jau sudaro daugiau nei 2 procentus pasaulinės energijos poreikio, kuris yra maždaug prilygsta aviacijos pramonės išmetamų degalų kiekiui.
„Esame pati šio duomenimis pagrįsto pasaulio pradžia. Mums tikrai reikia pradėti apie tai galvoti ir veikti dabar“, – sakė laidos vedėjas Jevgenijus Gousevas, „Qualcomm“ vyresnysis direktorius.
Naujoviškos energijos vartojimo efektyvumo galimybės
Tuo tikslu seminarų pristatymuose buvo nagrinėjamos daugybė energijos vartojimo efektyvumo parinkčių, įskaitant specializuotą lustų dizainą, duomenų centro architektūrą, geresnius algoritmus, aparatinės įrangos modifikacijas ir vartotojų elgsenos pokyčius. Pramonės lyderiai iš AMD, Ericsson, Google, IBM, iRobot, NVIDIA, Qualcomm, Tertill, Texas Instruments ir Verizon pristatė savo įmonių energijos taupymo programas, o ekspertai iš viso MIT pateikė įžvalgų apie dabartinius tyrimus, kurie galėtų duoti efektyvesnio skaičiavimo.
Skydelių temos svyravo nuo „Tinkinta aparatinė įranga efektyviam skaičiavimui“ iki „Aparatinė įranga naujoms architektūroms“ iki „Veiksmingo skaičiavimo algoritmai“.
Vaizdinis pokalbio vaizdavimas seminaro „Energiją tausojančios sistemos“ metu.
Vaizdas: Haley McDevitt
Tikslas, sakė Yildiz, yra daugiau nei milijoną kartų pagerinti energijos vartojimo efektyvumą, susijusį su skaičiavimu. .
„Manau, kad dalis atsakymo į tai, kaip kompiuteriją padaryti daug tvaresnę, yra susiję su specializuotomis architektūromis, kurių panaudojimo lygis labai aukštas“, – sakė IBM vyresnysis viceprezidentas Darío Gil. ir tyrimų direktorius, kuris pabrėžė, kad sprendimai turi būti kuo „elegantiškesni“.
Pavyzdžiui, Gil iliustravo naujovišką lusto dizainą, kuriame naudojamas vertikalus sudėjimas, kad būtų sumažintas atstumas, kurį turi nukeliauti duomenys, ir taip sumažinamas energijos suvartojimas. Keista, bet efektyvesnis juostos – tradicinės pirminių duomenų saugojimo terpės – naudojimas kartu su specializuotais standžiaisiais diskais (HDD) gali žymiai sumažinti anglies dvideginio išmetimą.
Gil ir pranešėjai Bill. Dally, vyriausiasis mokslininkas ir NVIDIA tyrimų vyresnysis viceprezidentas; Ahmadas Bahai, „Texas Instruments“ technologijų direktorius; o kiti nulinę saugyklą. Gil palygino duomenis su plaukiojančiu ledkalniu, kuriame galime greitai pasiekti mažesnės matomos dalies „karštus duomenis“, o „šalti duomenys“, didelė povandeninė masė, yra duomenys, kurie toleruoja didesnį delsą. Pagalvokite apie skaitmeninių nuotraukų saugojimą, sakė Gil. „Sąžiningai, ar tikrai nuolat renkate visas tas nuotraukas? Saugojimo sistemose turėtų būti optimizuotas HDD derinys karštiems duomenims ir juostelės šaltiems duomenims, remiantis duomenų prieigos modeliais.
Bahai pabrėžė, kad sutaupoma daug energijos, kurią galima sutaupyti segmentuojant parengties režimą ir visą apdorojimą. „Turime išmokti nieko nedaryti geriau“, – sakė jis. Dally kalbėjo apie mėgdžiojimą, kaip mūsų smegenys atsibunda iš gilaus miego: „Mes galime pažadinti [kompiuterius] daug greičiau, todėl mums nereikia jų nuolat veikti visu greičiu.“
Keletas seminaro pranešėjų kalbėjo apie dėmesį „retumui“, matricai, kurioje daugumos elementų yra nulis, kaip būdą pagerinti neuroninių tinklų efektyvumą. Arba, kaip sakė Dally: „Niekada neatidėliok rytdienai, kur galėtum atidėti visam laikui“, aiškinimas, kad efektyvumas nėra „daugiausia informacijos gavimas naudojant mažiausią bitų skaičių“. Tai daro daugiausiai su mažiausiai energijos.“
Holistinis ir daugiadisciplinis požiūris
“ EECS) MIT.
Kai kurie pranešėjai optimistiškai vertino jau vykdomas naujoves. „Ericsson“ tyrimų duomenimis, net procentų anglies dvideginio išmetimo visame pasaulyje galima sumažinti naudojant esamus sprendimus, pažymėjo Matsas Pellbäckas Scharpas. „Ericsson“ tvarumo vadovas. Pavyzdžiui, grafiniai procesoriai yra efektyvesni nei CPU, skirti dirbtiniam intelektui, o perėjimas nuo 3G prie 5G tinklų padidina energijos taupymą.
„5G yra efektyviausias visų laikų energiją vartojantis standartas“, – sakė Scharpas. „Galime sukurti 5G nedidindami energijos suvartojimo.“
Tokios įmonės kaip „Google“ optimizuoja energijos naudojimą savo duomenų centruose, tobulindamos dizainą, technologijas ir atsinaujinančią energiją. „Penki mūsų duomenų centrai visame pasaulyje veikia beveik arba daugiau 90 procento be anglies energijos“, – sakė Jeffas Deanas, „Google“ vyresnysis bendradarbis ir vyresnysis viceprezidentas. „Google Research“.
Vis dėlto, nurodydamas galimą tranzistorių padvigubėjimo integrinėje grandinėje sulėtėjimą (arba Moore’o dėsnį), „Mums reikia naujų metodų, kad patenkintume šį skaičiavimo poreikį“, – sakė Samas Naffzigeris. , AMD vyresnysis viceprezidentas, įmonės bendradarbis ir gaminių technologijų architektas. Naffzigeris kalbėjo apie našumo „pernelyg didinimą“. Pavyzdžiui, „žaidimų ir mašininio mokymosi erdvėje galime naudoti mažesnio tikslumo matematiką, kad gautume vaizdą, kuris atrodo taip pat gerai su 15 bitų skaičiavimai, kaip ir 32 bitų skaičiavimai, ir vietoj senųjų 506 b matematikos, kad mokytume dirbtinio intelekto tinklus, galime naudoti mažesnės energijos 8b arba 16b skaičiavimus.“
Vaizdinis pokalbio vaizdavimas seminaro sesijos „Belaidės, tinklinės ir paskirstytos sistemos“ metu. ) Vaizdas: Haley McDevitt
Kiti pranešėjai išskyrė skaičiavimus pakraštyje kaip didžiausią energijos šaltinį.
“ Taip pat turime keisti įrenginius, kurie patenka į mūsų klientų rankas“, – sakė „Verizon“ inžinerijos vyresnioji viceprezidentė Heidi Hemmer. Kai galvojame, kaip naudojame energiją, įprasta pereiti prie duomenų centro. s – bet tai iš tikrųjų prasideda nuo paties įrenginio ir energijos, kurią įrenginiai naudoja. Tada galime galvoti apie namų interneto maršrutizatorius, paskirstytus tinklus, duomenų centrus ir šakotuvus. „Įrenginiai iš tikrųjų yra mažiausiai energiją taupantys“, – padarė išvadą Hemmeris.
Kai kurie pranešėjai turėjo skirtingas perspektyvas. Kai kurie ragino sukurti specialius silicio mikroschemų rinkinius, kad būtų užtikrintas efektyvumas. Tačiau grupės moderatorė Muriel Medard, Cecil H. Green EECS profesorius, aprašė MIT, Bostono universiteto ir Maynooth universiteto GRAND (atspėjimo atsitiktinio priedų triukšmo dekodavimo) lusto tyrimus, sakydama: „Užuot lustų pasenimą kaip atsiranda naujų kodų ir skirtingų standartų, visiems kodams galite naudoti vieną lustą.“
Kad ir koks būtų lustas ar naujas algoritmas, Helen Greiner, Tertill (ravėjimo roboto) generalinė direktorė „iRobot“ įkūrėjas pabrėžė, kad norėdami pateikti produktus į rinką, „turime išmokti atsisakyti noro gauti absoliučiai naujausią ir geriausią, pažangiausią procesorių, kuris paprastai yra brangesnis“. Ji pridūrė: „Man patinka sakyti, kad robotų demonstracinės versijos yra keliolika centų, tačiau robotų gaminiai yra labai reti. – kaip ir vairuotojai pradėjo reikalauti elektromobilių.
Deanas taip pat mato aplinkosaugos vaidmenį galutiniam vartotojui.
„Mes suteikėme galimybę savo debesijos klientams pasirinkti, kuriame debesų regione jie nori atlikti skaičiavimus, ir nuspręsti, kaip svarbu, kad jų anglies pėdsakas būtų mažas“, – sakė jis, paminėdamas kitas sąsajas, kurios gali leisti vartotojams nuspręsti, kurie skrydžiai yra efektyvesni arba kokį poveikį turėtų saulės baterijos įrengimas jų namuose.
Tačiau Scharpas sakė: „Išmaniojo telefono ar planšetinio kompiuterio naudojimo trukmės pailginimas yra geriausias klimato veiksnys, kurį galite padaryti, jei norite sumažinti savo skaitmeninį anglies pėdsaką. , pasaulio veidą pripažino vedėjai s didėjanti mašininio mokymosi, AI, žaidimų ir ypač blokų grandinės skaičiavimo paklausa. Grupės moderatorė Vivienne Sze, EECS docentė, atkreipė dėmesį į mįslę.
„Galime atlikti puikų darbą, kad kompiuterija ir komunikacija būtų tikrai efektyvi. Tačiau yra tokia tendencija, kad kai viskas yra labai efektyvi, žmonės jo naudoja daugiau, o dėl to gali išaugti šių technologijų naudojimas, o tai padidins mūsų bendrą anglies pėdsaką“, – sakė Sze. Pranešėjai įžvelgė didelį akademinės ir pramonės partnerystės potencialą, ypač iš akademinių mokslinių tyrimų pastangų. „Sujungę šias dvi jėgas kartu, jūs tikrai galite sustiprinti poveikį“, – padarė išvadą Gousevas.
Skaičiavimo ir komunikacijos klimato pasekmių seminaro pranešėjai taip pat: Joelis Emeris, praktikos profesorius. EECS MIT; David Perreault, Joseph F. ir Nancy P. Keithley EECS profesorė MIT; Jesús del Alamo, MIT Donner profesorius ir MIT EECS elektrotechnikos profesorius; Heike Riel, IBM bendradarbė ir IBM mokslo ir technologijų vadovė; ir Takashi Ando, pagrindinis IBM tyrimų darbuotojas. Įrašytas seminarų sesijas galima rasti „YouTube“.
)
