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系统与设计
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电子与可持续发展:智能工程能拯救地球吗?

消费设备、固定和无线网络、数据中心和制造业对能源消耗的影响。

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我们刚刚大张旗鼓地庆祝了2022年地球日。在与我最喜欢的Z世代家庭成员的讨论中,我感到了真正的担忧,即可持续发展目标似乎是一项艰巨的任务。让我们来回顾一下电子工业对可持续发展所能做出的贡献。

首先,定义可持续性似乎涉及三个主要支柱——环境、社会和经济的可持续性。我从公司的角度在"企业可持续发展的三大支柱很有教育意义。在听取客户和生态系统合作伙伴的意见时,环境方面似乎是最重要的,而且我感觉到在看法上的地区差异。最近的一次讨论让我想起了在德国长大时广泛存在的“Pfand”计划——回收玻璃瓶以获取现金。由于这个系统,超过97%的塑料瓶和玻璃瓶现在在德国被回收社会、经济和环境方面的考虑

那么科技和互联网呢?

在量化方面,Anders S.G. Andrae撰写了被引用最多的一组关于“信息与通信技术(ICT)”的能源足迹估算。原来的“全球通信技术用电量:到2030年的趋势,于2015年发表在《挑战》杂志上,并于2020年在《挑战》杂志上进行了修订。2030年互联网用电新展望《工程与应用科学快报》。安德烈总结说:“尽管存在明显的风险,但似乎计划中的节能措施和创新将能够在某种程度上控制ICT和世界的用电量。”

这些报告根据历史功耗估算了消费设备、固定和无线网络、数据中心和制造业的影响。安德烈考虑了数据流量增长等方面。

底线:预期消费量从1988太瓦时增长到3219太瓦时,是2019年预期基数的1.62倍。

很难说历史数据是否是一个很好的衡量标准,但最近的文章《连线》杂志而且科学我似乎是这么认为的。这两篇文章还阐明了我们需要小心对待我们的评估指标。这些改进带来的回报相当惊人。从2010年到2018年,数据中心的功耗仅增加了6%,我们实现了6倍的工作负载,10倍的互联网流量和25倍的存储空间。虽然所有数据中心的总体增长基本持平,但能源消耗的负担越来越集中在超大规模企业自己建造的数据中心。他们的消费从5太瓦时增长到60太瓦时,这解释了他们对这个问题的关注。

我们还应该讨论一个适当的度量标准,以考虑作为一个行业的能力的惊人增长。由“绿色电网”创建的“电力使用效率”(PUE)是一个被广泛接受的衡量标准,它将进入数据中心的电量除以用于运行其中计算机基础设施的电量。我们也需要以某种方式增加增加的功能。

然而,最重要的是,我们需要继续不懈地推动创新。半导体技术的进步与改进的设计自动化相结合,产生了突出的结果。我们在低功耗IP、节能硬件/软件开发和功率分析/优化方面取得了重大进展,在致力于硅之前充分考虑了活动数据和半导体效应。AI/ML在优化数字实现方面的进步甚至允许在架构级使用高级综合进行权衡。在未来,作为技术软件市场的一部分,电子设计自动化(EDA)越来越多地与电磁和热方面交织在一起,计算软件是其核心DNA。对动力、能源和热方面的全面考虑是可以实现的,也是实现可持续发展目标的关键。

我很自豪能在一家将可持续发展作为优先事项的公司工作,这在我们的报告中得到了证明企业社会责任.在环境方面,我们的技术通过热优化低功耗技术实现了能源的改进。它使我们的客户能够开发二氧化碳优化的产品,并通过提高电池寿命、安全性和对信息技术的信任,对社会因素至关重要。

所以底线是——我们能做到吗?我们最好!我选择乐观的观点。在我过去25年的职业生涯中,从未有过令我意外的创新。我相信我们才刚刚开始!



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