Tillbaka i åttonde klass, Nathaniel Mills tog några verktyg och satte sig i sitt sovrum. En dator låg öppen framför honom, fylld med komponenter han själv hade installerat. Det var dags att lägga till ytterligare en del. “Att bygga en dator är i grunden LEGO för vuxna”, säger han.
Detta var tillbaka 2014. Då hade han velat ha en kraftfull dator han kunde använda för att spela tv-spel som Skyrim. Så han höll på att uppgradera sin gamla.
Till skillnad från de flesta spelare tänkte han dock inte bara på snabbt spelande och bilder och ljud i filmkvalitet. Han tänkte också på energi. Han undrade om han kunde bygga en bra speldator som också använde mindre el än vanligt?
Svaret var ja. På den tiden använde en typisk speldator ungefär lika mycket energi som tre kylskåp. När Nathaniel var klar använde han lite mer än en tredjedel så mycket. Men det var ändå snabbt och roligt att spela på.
Även om du inte är en spelare, spenderar du förmodligen timmar varje dag med att sms:a, titta på videor, zooma och mer. Det krävs elektricitet för att ladda batterierna i dina enheter. Men det är inte den enda energin som är involverad. Nätverken som bär signaler till och från dina enheter förbrukar elektricitet. Det gör även de avlägsna datacenter som innehåller och bearbetar det mesta av innehållet och apparna du använder. Och det krävs elektricitet för att tillverka enheterna själva.
Förklarare: CO2 och andra växthusgaser
I de flesta länder kommer elektriciteten främst från kraftverk som förbränner fossila bränslen, som kol eller naturgas. Den förbränningen spyr ut skadliga utsläpp som förvärrar klimatförändringarna. Så ju fler enheter du äger och ju mer du använder dem och ansluter till internet eller molnet, desto mer utsläpp kommer att produceras och desto större kommer din påverkan på klimatet att bli.
Men hur stor påverkan har egentligen en kväll med Fortnite eller TikTok? Det är komplicerat. Vissa digitala aktiviteter eller sätt att koppla samman använder mer energi än andra. Precis som Nathaniel kan du göra val som minskar mängden energi du använder – samtidigt som du har roligt. Låt oss ta reda på hur.
Grönt spelande
Att köra ett videospel, särskilt ett med realistisk grafik, är det mest energikrävande en persondator kan göra, konstaterar Ana Cardoso. Hon är forskare vid Copenhagen Centre on Energy Efficiency i Danmark. En speldator använder ungefär sex gånger så mycket energi varje år som en vanlig dator gör.
När du spelar ett realistiskt tv-spel skapar datorns grafikprocessor (GPU) hela tiden en hel virtuell värld. Den måste återge, eller rita, alla former, texturer, ljus och skuggor. Och så att spelet inte släpar efter, det måste göra allt detta i realtid. En PS5 kan göra 10 biljoner beräkningar per sekund, eller 10 teraflops. En Xbox Series X når 12 teraflops. Och en grafikprocessor för en avancerad speldator? Det kan överstiga 100 teraflops. Samtidigt måste den centrala processorenheten, eller CPU, också göra mycket arbete för att köra spelet. Den måste beräkna världens fysik så att saker interagerar realistiskt.
En sådan kraftfull bearbetning brukar behöva mycket energi. Om din dators processorer jobbar extra hårt kan maskinen bli varm eller till och med varm vid beröring, säger Cardoso. Du kan bokstavligen känna hur datorn drar mycket energi.
Förklarare: Global uppvärmning och växthuseffekten
Videospel i USA äter upp el till ett värde av cirka 6 miljarder dollar varje år. Den energianvändningen påverkar klimatet lika mycket som att 2,3 miljoner extra bilar kör runt under ett år. I Kalifornien, där Nathaniels familj bor, förbrukar spel mer elektricitet än alla diskmaskiner i delstaten.
Var kom dessa siffror ifrån? Allt började med Nathaniels projekt. Hans far, Evan Mills, är en vetenskapsman som studerar energieffektivitet vid Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) i Kalifornien. Idag är Nathaniel student vid Reed College i Portland, Ore. Paret far och son gick ihop för att göra den första speldatorn så energieffektiv som möjligt.
De började med en vanlig speldator. Sedan, en efter en, bytte Nathaniel ut sina delar med nya, mer energieffektiva. Efter varje byte körde paret tester. De mätte hur mycket elektricitet datorn använde när den gjorde samma resa genom en virtuell scen. Med varje ny del sjönk datorns energianvändning. Men såg scenen annorlunda ut? “Definitivt inte,” säger Nathaniel. Den visuella kvaliteten förändrades aldrig.
Under de närmaste åren, när Nathaniel slutade gymnasiet, hjälpte han sin pappa och sin pappas kollegor på LBNL att starta ett “Green Gaming Lab”. Den mätte energianvändningen för 26 olika spelsystem, inklusive datorer, konsoler och till och med virtuell verklighetsutrustning. Teamet testade 37 olika spel på dessa system, inklusive FIFA17 och Skyrim. De visade att spel har en betydande inverkan på miljön. Energianvändningen varierade mycket. Men i allmänhet använder avancerade stationära speldatorer mer energi än de flesta bärbara datorer. Och spelkonsoler brukar använda mindre än båda.
Du behöver inte bygga din egen dator för att spara energi när du spelar. Du kan justera inställningarna på vilken dator eller konsol som helst för att göra systemet mer effektivt. Nathaniel föreslår att du stänger av kantutjämning. Det är en inställning som jämnar ut bilder. Du kommer sällan att märka någon skillnad, men det gör datorn säkert.
Att ladda ner eller uppdatera spel använder resurser i nätverket och datacenter. Många spel och appar på ditt system uppdaterar sig regelbundet. Cardoso föreslår att du tar bort gamla spel och appar för att undvika att ladda ner uppdateringar för spel du inte kommer att spela. Du bör också lägga ditt system i viloläge eller stänga av det när du slutar spela — även om du bara går iväg i 10 minuter för att äta ett mellanmål. Att lämna ett spel på menyn eller spara skärmen brukar dra lika mycket energi som när du spelar, säger Nathaniel. En webbplats som han skapade, GreeningtheBeast.org, har många fler tips om hur man sparar energi och ändå har roligt med spel.
Det osynliga molnet
En annan energifråga är hur du ansluter till internet. Låt oss säga att du tittar på den senaste Avengers-filmen. Du kan titta på den på en TV som är ansluten direkt till internet via en kabel. Eller så kan du streama den till din Wi-Fi-bärbara dator eller mobiltelefon. “Det ökar kraften som behövs för att titta på det”, säger Kerry Hinton. Nu pensionerad, arbetade den här ingenjören vid University of Melbourne i Victoria, Australien. Där studerade han energianvändning i telekommunikationssystem.
5G lovar nya energibesparingar för digital teknik
Batteriet i en bärbar dator eller telefon slukar mycket mindre elektricitet än en tv. Så varför tappar de så mycket kraft? Skillnaden ligger i hur filmen når dig. Det tar mycket energi att skicka data över ett Wi-Fi-nätverk. “Det är mördaren”, säger Hinton.
Wi-Fi-hotspots och mobiltorn “spränger bara ut energi.” De fungerar på det här sättet så att vi kan ansluta när vi vill. Oavsett om en person eller hundra använder anslutningen, tar det samma energi att hålla nätverket igång. Med Wi-Fi, föreslår Hinton, “dela när du kan.” Offentligt Wi-Fi är mer energieffektivt än ett privat nätverk. (Var dock medveten om att offentligt Wi-Fi inte är säkert. Dela därför ingen privat information när du är på offentligt Wi-Fi).
Green Gaming Lab-teamet fann att molnbaserat spel använder mer energi än spel som körs på ett hemsystem. Även grundläggande datoruppgifter, som att skriva ett dokument, kräver mer energi när du arbetar i molnet. I en studie från 2015 kvantifierade hans team detta. Att arbeta online använde en till 10 watt mer energi än att arbeta offline. Varför? När han arbetade online kommunicerade hans enhet kontinuerligt med datacentret.
Förklarare: Data — väntar på att bli information Varenda tangent han tryckte på utlöste en överföring. Det händer för att se till att ditt arbete sparas, förklarar Hinton. Föreställ dig att du arbetar med en labbrapport för skolan. “Även om din bärbara dator exploderar”, säger han, “kommer du inte att förlora något av det du har gjort.” Det är bra för dig. Men inte så bra för klimatet. Alla dessa överföringar drar mycket elektricitet.
“Nästan all data lagras i flera kopior”, tillägger han. Så om något händer med ett datacenter kan ett annat ta över. Om du laddar upp en bild till Facebook lagrar företaget fyra exemplar. Och användare laddar upp 350 miljoner nya foton där varje dag! När foton är nya och det är mest sannolikt att folk tittar på dem, lagrar datacenter dem på skivor som snurrar hela dagen, varje dag. Som ständigt använder energi. När bilderna åldras flyttas de till förvaring som inte är tillgänglig direkt, så det drar mindre energi. Men så fort någon vill ha ett gammalt foto igen, går det tillbaka till en snurrande skiva. Videor tar ännu mer plats än bilder, så färre av dem får plats på en snurrande skiva. “Snälla, lägg inte till antalet kattvideor”, säger Hinton.
Framtiden kräver energi
Att odla med drönare är ett exempel på internet of things, eller IoT. Drönare, robotassistenter, smarta klockor, sensorer som övervakar luften och andra anslutna enheter kommer att göra vår värld smartare och “göra livet mycket lättare för alla”, säger Hinton. Men han noterar att “'Smart' inte är gratis”, som han kallade en forskningsartikel från 2019. Det tar energi att driva internet of things.
I den här artikeln uppskattade Hintons team hur mycket energi ett smart hem kommer att behöva för att driva alla sina system. Det kan inkludera smarta lås, smarta ljusbrytare, smarta apparater, övervakningskameror och ett centralt nav för att hantera allt. Ett typiskt smart hem skulle förbruka cirka 30 procent mer energi varje år än ett vanligt hem, fann det.
I ett smart hem kan du styra ljus, värme, kyla, lås, apparater och mer allt från en enda enhet. Smarta hemsystem kan också slå på och stänga av sig själva efter behov.AndreyPopov/iStock/Getty Images Plus
Varenda tangent han tryckte på utlöste en överföring. Det händer för att se till att ditt arbete sparas, förklarar Hinton. Föreställ dig att du arbetar med en labbrapport för skolan. “Även om din bärbara dator exploderar”, säger han, “kommer du inte att förlora något av det du har gjort.” Det är bra för dig. Men inte så bra för klimatet. Alla dessa överföringar drar mycket elektricitet.
“Nästan all data lagras i flera kopior”, tillägger han. Så om något händer med ett datacenter kan ett annat ta över. Om du laddar upp en bild till Facebook lagrar företaget fyra exemplar. Och användare laddar upp 350 miljoner nya foton där varje dag! När foton är nya och det är mest sannolikt att folk tittar på dem, lagrar datacenter dem på skivor som snurrar hela dagen, varje dag. Som ständigt använder energi. När bilderna åldras flyttas de till förvaring som inte är tillgänglig direkt, så det drar mindre energi. Men så fort någon vill ha ett gammalt foto igen, går det tillbaka till en snurrande skiva. Videor tar ännu mer plats än bilder, så färre av dem får plats på en snurrande skiva. “Snälla, lägg inte till antalet kattvideor”, säger Hinton.
Framtiden kräver energi
Att odla med drönare är ett exempel på internet of things, eller IoT. Drönare, robotassistenter, smarta klockor, sensorer som övervakar luften och andra anslutna enheter kommer att göra vår värld smartare och “göra livet mycket lättare för alla”, säger Hinton. Men han noterar att “'Smart' inte är gratis”, som han kallade en forskningsartikel från 2019. Det tar energi att driva internet of things.
I den här artikeln uppskattade Hintons team hur mycket energi ett smart hem kommer att behöva för att driva alla sina system. Det kan inkludera smarta lås, smarta ljusbrytare, smarta apparater, övervakningskameror och ett centralt nav för att hantera allt. Ett typiskt smart hem skulle förbruka cirka 30 procent mer energi varje år än ett vanligt hem, fann det.
Det kan tyckas förvånande, eftersom en fördel med ett smart hem är att det automatiskt stänger av saker som värme och belysning när du inte använder dem. Det borde spara energi. Men för att vara redo att svara på dina kommandon måste smarta system vara aktiva och lyssnande. Det kräver att du har en Wi-Fi- eller Bluetooth-anslutning på hela tiden. Och det här blir “bara att tugga upp kraften”, konstaterar Hinton.
Ingenjörer kan designa dessa system för att gå in i viloläge. Och otåliga människor kanske inte vill stå ut med en kort fördröjning för att väcka dem. Tack och lov byter folk inte till smarta hem så snabbt som Hinton och andra experter trodde att de kunde. Så det finns fortfarande tid att designa IoT-enheter för att använda energi på mer effektiva sätt.
Faktum kvarstår dock att mänskligheten har en glupsk aptit på teknik och data. Dataanvändningen fortsätter att öka exponentiellt. Det driver också upp energianvändningen. Ingenjörer har hittat sätt att effektivisera datorer, datalagring och överföring. Men de kan inte hålla takten för evigt. “Vi får slut på nya idéer”, säger Hinton. Han tror att det är “nästa stora utmaning” att hitta ett sätt att driva vår teknik med ren energi.
Och det är inte bara ingenjörer som måste tänka på detta. Sättet människor använder sin teknik på spelar verkligen roll. Till exempel, att bygga en iPhone 12 producerar en hel del utsläpp — mer än du kommer att använda sms eller spela Among Us på den telefonen. Så tänk efter två gånger innan du byter till en ny telefon när din gamla fortfarande fungerar. I allmänhet bör du använda dina enheter “så länge som möjligt”, säger Hischier.
Och när du inte använder din TV, spelsystem eller dator, stäng av den. “Så enkelt är det”, säger Hischier. Om du ser dig själv titta på YouTube utan anledning eller rullar igenom TikTok tanklöst, tänk på energin du använder. Istället kan du läsa en bok eller gå ut.
Nathaniel spelar inte på en dator längre. “Det enda spel jag spelar nu är schack”, säger han. Och han spelar på ett fysiskt schackbräde. Som använder noll el. Snacka om ett grönt spel!
Leave a Reply