Năm 1999, Internet cũng gây lãng phí điện

Đọc bài viết này mất 19 phút

Không có gì mới dưới ánh mặt trời, khi Internet mới ra đời, nó cũng vấp phải sự chỉ trích vì lãng phí năng lượng.

Tiêu đề gốc: "Năm 1999, Internet cũng lãng phí điện"

Tác giả gốc: Moon, Deep Wave TechFlow

Thứ bảy, Một video về một người khai thác Bitcoin tắt máy khai thác của anh ta đã xuất hiện trên khắp thế giới trên WeChat Moments. Mọi người luôn đăng cùng một văn bản, đánh dấu sự kết thúc của một kỷ nguyên.

Vào nửa đêm ngày 20 tháng 6, tất cả Bitcoin và các máy khai thác tiền ảo khác ở Tứ Xuyên sẽ ngừng hoạt động, khiến sức mạnh tính toán Bitcoin bị phi Trung Quốc hóa một thực tế.

Dù đánh giá thế nào bây giờ cũng có thể còn quá sớm và thiếu khách quan, hãy để thời gian đưa ra câu trả lời. Chỉ là, tôi chợt nhớ đến Internet thuở sơ khai. Trên thế giới không có gì mới, trong những ngày đầu phát triển của máy tính cá nhân và Internet, đây từng được coi là sự lãng phí điện, năng lượng nguy hiểm và gây ô nhiễm môi trường. Năm 1999, tạp chí Forbes đăng bài báo "Dig more than -- the PCs are going" (Đào thêm than -- PC đang đến), chỉ trích rằng sự phát triển của Internet đã dẫn đến tăng mức tiêu thụ điện năng và nhiều than hơn. đang được khai thác. Hôm nay tôi xin chia sẻ bài viết này với các bạn, chúc các bạn cuối tuần vui vẻ.

Văn bản gốc

Mỗi khi một cuốn sách được đặt mua trực tuyến ở đâu đó tại Hoa Kỳ Tất cả sẽ đốt một cục than. Dựa trên xếp hạng tiết kiệm nhiên liệu hiện tại: Khoảng 1 pound than có thể được sử dụng để tạo, đóng gói, lưu trữ và di chuyển 2 megabyte dữ liệu. Thời đại kỹ thuật số đã được chứng minh là tiêu tốn rất nhiều năng lượng. Internet một ngày nào đó có thể giúp chúng ta tiết kiệm gạch, vữa và giấy catalog, nhưng nó đang đốt rất nhiều nhiên liệu hóa thạch. Dưới máy tính cá nhân, nhu cầu về “mã lực” tăng gấp đôi sau mỗi vài năm. Đúng vậy, các bộ vi xử lý ngày nay mạnh hơn nhiều so với các bộ vi xử lý trước đó trong việc chuyển đổi điện năng thành các phép tính, nhưng nhu cầu chung về năng lượng kỹ thuật số đang tăng nhanh hơn nhiều so với hiệu suất. Chúng ta đang sử dụng nhiều chip hơn, chip lớn hơn và xử lý nhiều thông tin kỹ thuật số hơn.

Nói chung, chip đang chạy nóng hơn, quạt quay nhanh hơn và mức tiêu thụ điện năng của ổ đĩa và màn hình của chúng ta ngày càng tăng. Đối với tổ hợp nhiệt điện cổ xưa, được nhiều người cho là đang trong tình trạng suy tàn, những tác động thật đáng kinh ngạc. Khoảng một nửa cơ sở hạ tầng trị giá hàng nghìn tỷ đô la của lưới điện ngày nay chỉ phục vụ hai công nghệ có tuổi đời hàng thế kỷ—bóng đèn và động cơ điện. Cách đây không lâu, điều này có nghĩa là ngành điện có rất ít triển vọng tăng trưởng. Chúng tôi có đủ số lượng động cơ và bóng đèn cần thiết. “Đường cung điện dài hạn bằng phẳng như đường chân trời của Kansas,” bậc thầy về xanh Amory Lovins đã tuyên bố vào năm 1984.

Tuy nhiên, khi Lovins đang nghiên cứu, IBM và các công ty khác mới bắt đầu tung ra số lượng lớn máy tính cá nhân. Ngày nay, sản lượng toàn cầu hàng năm là 50 tỷ mạch tích hợp và 200 tỷ bộ vi xử lý, và mỗi con chip này đều chạy bằng điện. Trên bề mặt của nó, các bit biến thành electron và con chip hoạt động ở mật độ năng lượng cực cao, lên tới 1/10 so với bề mặt mặt trời. Lucent, Notel, Cisco, 3Com, Intel, AMD, Compaq và Dell đã nổi lên như những GE mới đằng sau sự phục hồi nhu cầu điện. PC của bạn và các thiết bị ngoại vi của nó cần nguồn điện khoảng 1000 watt. Một nghiên cứu của IntelliQuest cho thấy người dùng Internet trung bình trực tuyến 12 giờ một tuần và việc sử dụng này tương đương với mức tiêu thụ điện khoảng 1.000 kilowatt giờ mỗi năm. Hiện đã có hơn 50 triệu máy tính cá nhân ở các gia đình và 150 triệu máy tính khác ở các doanh nghiệp, với 36 triệu máy khác được bán mỗi năm và 20 triệu máy được bán trên Internet. Đối với mỗi phần cứng có dây trên bàn của bạn, có hai hoặc ba thiết bị ẩn bên ngoài mạng—trung tâm văn phòng và máy chủ, bộ định tuyến, bộ lặp, bộ khuếch đại, máy chủ từ xa, v.v. Đường sắt hạng nặng cung cấp năng lượng cho Schwab hoặc Amazon thường yêu cầu một megawatt và hiện đã có hơn 17.000 công ty thuần túy (Ebay, E-Trade, v.v.).

Mỗi công ty lớn hơn đại diện cho phụ tải điện của một ngôi làng nhỏ.

Việc di chuyển dot.com từ Internet sang máy tính để bàn đòi hỏi nhiều năng lượng hơn. Ví dụ, các bộ định tuyến dòng 7500 của Cisco giữ cho mạng luôn nóng bằng cách định tuyến ở tốc độ 400 triệu bit mỗi giây, nhưng để làm được điều đó cần 1,5 kilowatt điện. Mạng không dây tiêu thụ nhiều năng lượng hơn vì tín hiệu của nó được phát đi theo mọi hướng thay vì truyền qua dây dẫn hoặc đường hầm cáp quang. Mạng PC kỹ thuật số vẫn còn ở giai đoạn sơ khai và dự kiến sẽ cần 70.000 trạm gốc vô tuyến trong vòng vài năm và tăng gấp đôi con số đó trong vòng một thập kỷ. Mỗi địa điểm đốt cháy ít nhất vài kilowatt. Thị trường thiết bị cầm tay không dây (thiết bị cầm tay thế hệ tiếp theo, v.v.) sẽ đạt doanh số hàng năm là 20 triệu chiếc trong vòng vài năm.

Nhìn riêng lẻ, nhiều hộp trong số này chỉ tiêu thụ điện. Các thiết bị cầm tay ngày nay có thể hoạt động trong nhiều tuần chỉ với một vài cục pin AAA. Bộ định tuyến gigabit mới nhất của Cisco Systems Inc., Dòng 12000, có thể xử lý băng thông gấp 16 lần so với các thiết bị tiền nhiệm trong khi sử dụng cùng công suất. Nhưng tổng nhu cầu về sức mạnh tính toán lớn hơn bất kỳ mức tăng hiệu quả nào. Theo Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn, các mạch tích hợp tiên tiến nhất hiện nay có thể chứa 21 triệu bóng bán dẫn và chạy ở tần số 400 MHz với công suất 90 watt, trong khoảng một thập kỷ nữa sẽ nhường chỗ cho 1800 MHz với công suất 90 watt, công suất 175 watt.

Ngay cả khi điện thoại Toronado của HP và điện thoại hỗ trợ Internet của Nokia chạy bằng nhiệt độ cơ thể, chúng vẫn sẽ bơm dữ liệu vào và ra khỏi mạng, thúc đẩy nhu cầu năng lượng ngược dòng.

Lưu lượng truy cập web tăng gấp đôi cứ sau ba tháng. Khoảng 17 triệu hộ gia đình đã có từ hai máy tính cá nhân trở lên. Các chip truyền thông hiện đang di chuyển khỏi máy tính để bàn. Electrolux gần đây đã công bố "Tủ lạnh Internet", một PC nhúng thay thế các ghi chú graffiti và nam châm trên cửa. GE có một lò vi sóng internet. Công ty phần mềm EmWare đang hợp tác với Sybase, 3Com và Micron để đưa các máy bán hàng tự động lên mạng nhằm cải thiện hiệu quả quản lý và tồn kho.

Chỉ cần làm ra tất cả những chiếc hộp kỹ thuật số này thôi cũng cần rất nhiều điện. Các nhà máy sản xuất trị giá hàng tỷ đô la chứa đầy lò nung, máy bơm, máy sấy và chùm ion, tất cả đều chạy bằng điện. Phải mất 9 kilowatt giờ để khắc một mạch điện vào một inch vuông silicon và năng lượng cần thiết để tạo ra toàn bộ một chiếc PC (1.000 kilowatt giờ) gần bằng năng lượng cần thiết để chạy nó trong một năm. Nhà chế tạo tấm wafer điển hình vốn đã là một con quái vật có công suất từ 10 đến 15 megawatt—về mặt điện học, có kích thước tương đương với một nhà máy thép nhỏ. Có ít nhất 300 nhà máy như vậy ở Hoa Kỳ, các nhà máy và nhà cung cấp của họ hiện tiêu thụ gần 1% sản lượng điện của Hoa Kỳ.

Sự hội tụ của thông tin và quyền lực đã có tác động rõ ràng đến nhu cầu tổng thể. Có ít nhất 100 triệu nút trên Internet, tiêu thụ hàng trăm đến hàng nghìn kilowatt giờ điện mỗi năm, với tổng nhu cầu là 290 tỷ kilowatt giờ. Đó là khoảng 8% tổng nhu cầu của Hoa Kỳ. Cộng thêm lượng điện được sử dụng để xây dựng và vận hành các chip và máy tính độc lập (không nối mạng), tổng lượng điện tăng vọt lên khoảng 13%. Hiện tại, thật hợp lý khi dự đoán rằng trong thập kỷ tới, một nửa lưới điện sẽ cung cấp năng lượng cho nền kinh tế internet kỹ thuật số. Internet có tác động rất lớn đến thế giới. Intel ước tính có 1 tỷ người trên toàn thế giới đang trực tuyến. Con số này tương đương với 1 nghìn tỷ USD doanh số bán máy tính - và 1 nghìn tỷ USD đầu tư khác vào mạng lưới cung cấp điện. Một tỷ PC trực tuyến đại diện cho nhu cầu điện bằng tổng công suất của Hoa Kỳ hiện nay.

Nhưng chẳng phải tất cả trí tuệ kỹ thuật số mới này sẽ làm giảm nhu cầu năng lượng theo những cách khác sao? Ví dụ, làm việc từ xa và email làm giảm mức tiêu dùng trong các lĩnh vực khác của nền kinh tế. Nhu cầu năng lượng trong lĩnh vực giao thông vận tải không thay đổi ở một mức độ nào đó. Việc giảm kho bãi cùng với sự điều chỉnh chung của nền kinh tế đang làm giảm nhu cầu về xăng, dầu diesel và nhiên liệu sưởi ấm. Nhưng nhu cầu sử dụng điện vẫn không giảm do điện chủ yếu được tạo ra từ than đá (56%), năng lượng hạt nhân (20%), thủy điện (10%) và khí đốt tự nhiên (10%). Bản thân máy tính giảm tải sưởi ấm vào mùa đông vì điện dùng để chạy chip cuối cùng sẽ bị phân tán dưới dạng nhiệt ở phía sau, nhưng những lợi ích này được bù đắp bằng tải làm mát bổ sung mà máy tính mang lại vào mùa hè.

Kết quả là, mặc dù đã có những cải thiện đáng kể về hiệu quả chiếu sáng, làm mát và sưởi ấm trong những năm qua nhưng tổng mức tiêu thụ năng lượng trên mỗi foot vuông trong các tòa nhà văn phòng thương mại hầu như không giảm. Một văn phòng tại nhà điển hình được thiết lập để bổ sung chứ không phải thay thế cho một văn phòng ở trung tâm thành phố. Máy chụp X-quang kỹ thuật số mới của Canon, vừa được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ phê duyệt, sẽ thay thế hàng triệu máy chụp X-quang và hàng chục nghìn máy, nhưng nó cũng có thể đẩy nhanh tốc độ triển khai máy chụp X-quang trong các văn phòng. Những thiết bị mới này cũng tiêu tốn băng thông khi truyền hình ảnh có độ phân giải cao qua mạng để tìm kiếm ý kiến thứ hai từ các chuyên gia ở xa. Nhìn chung, tổng mức tiêu thụ điện tiếp tục tăng khoảng 3% mỗi năm, với hơn một nửa mức tăng trưởng đó là do sự phát triển của bộ vi xử lý.

Một khía cạnh khác của lưới điện cũng được dự kiến sẽ trải qua những thay đổi cơ bản: chất lượng và độ tin cậy. Lưới điện truyền thống có thể chịu đựng được việc tạm dừng cấp điện một chu kỳ trong 60 chu kỳ. Đối với tủ lạnh, bóng đèn và lò nướng, việc dòng điện bị trục trặc chỉ là sự bất tiện.

Đối với máy tính và bộ định tuyến, đây có thể là một thảm họa.

doanh thu tăng 70 lần trong mười năm. Có sự bùng nổ tương tự về các hệ thống và thiết bị điện tử giúp giữ sạch điện. Active Power của Austin, Texas, sản xuất một hệ thống lưu trữ năng lượng dựa trên bánh đà có kích thước để cách ly và bảo vệ toàn bộ tòa nhà văn phòng và nhà máy khỏi nguồn điện "bẩn". Bánh đà nặng 1,4 tấn hoạt động ở tốc độ 7.700 vòng quay với tốc độ vòng/phút. Tập đoàn siêu dẫn Mỹ ở Westboro, Mass., sử dụng nam châm siêu dẫn 2 megawatt, nặng 3/4 tấn, để thực hiện công việc tương tự. Không thể tránh khỏi, nhiều nguyên tử rất nặng hơn sẽ được triển khai để giữ cho các bit của chúng ta đi đúng lượt được chỉ định.

Những người theo chủ nghĩa tương lai đã hứa với chúng ta về một siêu xa lộ thông tin thay vì những đoàn tàu chở than, cáp quang thay vì đường dây điện 600 kilovolt, Tuy nhiên, chúng ta sẽ có được cả hai ở thời điểm hiện tại cùng một lúc.