Экологичность вашей цифровой жизни в ваших руках

Ещё в восьмом классе Натаниэль Миллс взял инструменты и сел за стол в своей комнате. Перед ним лежал его компьютер с открытым корпусом, который был заполнен различными компонентами. Пришло время его обновить. По словам Миллса, сборка компьютера — по сути, LEGO для взрослых.

Это было в ещё 2014 году. В то время он хотел мощный компьютер, на котором можно было бы играть в такие видеоигры, как Skyrim. Именно поэтому он решил модернизировать свой старый компьютер. Однако, в отличие от большинства геймеров, он думал не только о быстром игровом процессе, качестве изображения и звука.

Это оказалось возможным. В то время типичный игровой компьютер потреблял примерно столько же энергии, сколько три современных холодильника. При этом Натаниэлю удалось создать конфигурацию, которая использовала немногим больше трети от этого количества энергии. В то же время качество игрового процесса практически не пострадало.

Даже если вы не геймер, вы, скорее всего, тратите несколько часов каждый день на переписку, просмотр видео, веб-сёрфинг и многое другое. При этом для зарядки аккумуляторов в ваших устройствах требуется электричество. Но это не единственная энергия используемая в этих процессах, ведь сетевое оборудование, передающее сигналы на ваши устройства также потребляет определённое количество электроэнергии. Кроме того существуют удаленные центры обработки данных, в которых размещается и обрабатывается большая часть используемого вами контента, при этом они также не могут обойтись без электроэнергии. Более того, для производства самих этих устройств также требуется электроэнергия.

В большинстве стран электроэнергия в основном поступает от электростанций, сжигающих ископаемые виды топлива, такие как уголь или природный газ. Таким образом, чем больше устройств у вас есть и чем чаще вы их используете, тем больше будет производиться вредных выбросов в атмосферу и тем больше будет ваше влияние на климат.

Но какое влияние на самом деле оказывает вечер проведённый за игрой в Fortnite или за просмотром видео в TikTok? Дать ответ на этот вопрос оказывается довольно сложно, ведь различные действия или способы взаимодействия с вашими устройствами требуют различного количества энергии, при этом как и Натаниэль, вы можете принять определённые решения, которые позволят уменьшить количество потребляемой энергии, и при этом хорошо провести время.

По словам Аны Кардосо (научного сотрудника Копенгагенского центра энергоэффективности в Дании), запуск видеоигры, особенно с реалистичной графикой считается одной из самых энергоёмких задач, которые может выполнять персональный компьютер.

Когда вы играете в реалистичную видеоигру, графический процессор компьютера постоянно создаёт целый виртуальный мир. Он должен отобразить все формы, текстуры, свет и тени. При этом, чтобы игра была динамичной, всё приходится делать в режиме реального времени. Чтобы достичь этого требуется большая вычислительная мощность. Для сравнения PS5 может выполнять 10 триллионов вычислений в секунду или 10 терафлопс, Xbox Series X достигает 12 терафлопс, а графический процессор высококлассного игрового ПК может превысить 100 терафлопс. Между тем, центральный процессор, также выполняет большую работу при запуске игры. Он должен рассчитать физику мира так, чтобы обеспечить реалистичное взаимодействие между его компонентами.

Такая вычислительная мощность, как правило, требует много энергии. При интенсивной нагрузке вашего компьютера он может нагреваться так, что это можно ощутить на ощупь. То есть «вы можете буквально почувствовать, как компьютер использует электроэнергию» — говорит Кардосо. По её словам, видеоигры в США ежегодно потребляют электроэнергии приблизительно на 6 миллиардов долларов. Это потребление энергии влияет на климат так же, как дополнительные 2,3 миллиона автомобилей, которые бы ездили в течение года. К примеру в Калифорнии (где живёт семья Натаниэля) видеоигры потребляют больше электроэнергии, чем все посудомоечные машины в штате.

Откуда взялись эти цифры? Всё началось с проекта Натаниэля. Его отец, Эван Миллс — учёный, изучающий энергоэффективность в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, решил вместе со своим сыном создать первый максимально энергоэффективный игровой компьютер.

Начали они с обычного игрового компьютера в котором Натаниэль с отцом заменяли один за другим все его компоненты на новые (более энергоэффективные). После каждой такой замены они выполняли тесты в ходе которых измеряли количество электроэнергии, которое использовал компьютер при рендеринге одного и того же путешествия по виртуальной сцене. С каждым новым компонентом энергопотребление компьютера падало при этом визуальное качество виртуальной сцены почти не изменилось. В результате полученный модернизированный компьютер оказывал меньшее влияние на окружающую среду и при этом был мощнее и тише. Это небольшое исследование впоследствии получило своё развитие.

В течение следующих нескольких лет Натаниэль помог своему отцу и его коллегам создать «зелёную игровую лабораторию» (Green Gaming Lab). Они измерили энергопотребление 26 различных игровых систем, включая ПК, консоли и даже оборудование виртуальной реальности. Команда учёных протестировала на этих системах 37 различных игр. Результаты показали, что игры оказывают значительное влияние на окружающую среду, при этом энергопотребление сильно различалось, но в целом настольные игровые компьютеры высокого класса потребляли больше энергии, чем большинство ноутбуков и игровых приставок, энергопотребление которых измерялось в рамках исследования.

В то же время, по словам учёных, не обязательно собирать специальный компьютер, чтобы экономить электроэнергию во время игры.

К примеру можно отключить «Сглаживание», при этом вы редко заметите разницу, но ваш компьютер её заметит обязательно.

Стоит также отметить, что загрузка и обновление игр использует ресурсы сети, а также центров обработки данных. Многие игры и приложения в вашей системе регулярно обновляются. Поэтому учёные рекомендуют удалять старые игры и приложения, чтобы не загружать ненужные обновления. Кроме того они предлагают переводить игровую систему в спящий режим или даже выключать её, когда вы прекращаете ей пользоваться, даже если вы просто уходите чтобы перекусить. По словам Натаниэля, если оставить игру в режиме меню или на экране сохранения, то это отнимет почти столько же энергии, как и во время игры.

Ещё одна энергетическая проблема заключается в том, как вы подключаетесь к Интернету.

Допустим, вы смотрите фильм «Мстители». Вы можете смотреть его на телевизоре, подключённом к интернету напрямую через кабель. Или вы можете смотреть его на своём ноутбуке или смартфоне, подключенном к Wi-Fi, что увеличит количество электроэнергии необходимой для просмотра, при этом ноутбук или телефон потребляют гораздо меньше электроэнергии, чем телевизор. Так почему же требуется столько энергии? Разница в том, как фильм доходит до вас, ведь для отправки данных по сети Wi-Fi требуется много энергии.

В настоящее время телефоны, планшеты, смарт-часы и многие ноутбуки, как правило, используют для подключения только беспроводные технологии такие как Wi-Fi, или мобильная сеть. При этом, по словам учёных, точки доступа Wi-Fi и мобильные вышки работают таким образом, чтобы мы могли подключаться, когда захотим и независимо от того, использует ли соединение один человек или сто, поддержание сети в рабочем состоянии требует, в этом случае, приблизительно, одинакового количества энергии. При этом устройства соединяются способами, которые зачастую мы можем даже не осознавать. В то же время публичный Wi-Fi более энергоэффективен, чем частная сеть, однако стоит иметь в виду, что общедоступный Wi-Fi может быть небезопасен, потому не стоит делиться личной информацией, находясь в общедоступной Wi-Fi сети.

Также стоит отметить, что на текущий момент, многие приложения и игры полагаются на облачные вычисления. Это означает, что компьютерная обработка, необходимая для запуска приложения или игры, происходит в удаленных центрах обработки данных которые, как правило, представляют собой здания, заполненные мощными компьютерами и оборудованием для их охлаждения, что также требует больших энергозатрат.

Команда Green Gaming Lab обнаружила, что облачные игры потребляют больше энергии, чем игры, запущенные на домашней системе.

Подтверждением этого являются результаты проведённого ранее исследования, в рамках которого команда учёных выяснила, что при работе в сети потребляется на 1...10 ватт энергии больше, чем при выполнении тех же задач в автономном режиме. Это происходит потому, что при работе в сети, устройство пользователя постоянно связывается с центром обработки данных. При этом практически каждое действие, которое выполняет пользователь, требует синхронизации, которая выполняется для того, чтобы результаты работы были своевременно сохранены, что даёт неоспоримое преимущество в том, что даже если ваш ноутбук выйдет из строя, вы не потеряете ничего из того, что сделали. И это здорово для вас, но не очень хорошо для климата, ведь все эти действия требуют дополнительного количества электроэнергии. Кроме того почти все данные хранятся в нескольких копиях потому, если что-то случится с одним центром обработки данных, другой может взять на себя его функции.

Для примера, если вы загружаете одну фотографию в Facebook, компания хранит четыре её копии. Согласно статистике, пользователи загружают туда около 350 миллионов новых фотографий каждый день. При этом «свежие» актуальные фотографии центры обработки данных хранят на дисках, которые работают постоянно и обеспечивают быстрый доступ к информации. Затем, по мере «старения» фотографии перемещаются в хранилище с меньшей скоростью доступа, которое потребляет меньше энергии. Но как только кому-то снова нужна старая фотография, она возвращается на актуальный доступный диск и энергопотребление возрастает.

По мнению учёных, в будущем, нам скорее всего потребуется больше энергии, ведь уже сейчас дроны, роботы-помощники, умные часы, многочисленные датчики и другие устройства делают наш мир удобнее, тем самым облегчая нашу жизнь. В свою очередь инженеры могли бы спроектировать эти системы так, чтобы они могли своевременно переходить в спящий режим и выходить из него экономя электроэнергию, при этом, возможно, людям придётся мириться с небольшой задержкой, необходимой чтобы их разбудить.

На текущий момент факт остается фактом: человечество питает ненасытный аппетит к новым технологиям. Их распространение продолжает расти в геометрической прогрессии, что увеличивает потребление энергии. Инженеры постоянно находят новые способы сделать компьютеры, хранение и передачу данных более эффективными, но они не могут сдерживать рост энергопотребления вечно, потому, по мнению учёных, необходимо найти способы обеспечить наши технологии чистой энергией. И думать об этом необходимо не только инженерам. То, как люди используют доступные им технологии, тоже имеет большое значение.

Исходя из этого учёные рекомендуют использовать свои устройства как можно дольше, чтобы минимизировать негативное влияние на окружающую среду.

Кроме того, если вы обнаружили, что смотрите YouTube без причины или бездумно прокручиваете TikTok, подумайте об электроэнергии, которую вы используете, возможно лучше вместо этого почитать книгу или выйти на прогулку.