避免科技崩潰! 我們需要低碳電腦。

?原文出自:https://theconversation.com/low-carbon-computing-is-needed-to-avoid-a-technological-collapse-93381?utm_source=facebook&utm_medium=facebookbutton

作者:Oscar Céspedes

譯:潘忠廷(臺灣樸門永續設計學會國際交流組)

年復一年,人類社會對於高科技用品的生產顯得越加依賴,手機及筆電變得更快、更炫,更多功能。然而這些電子產品卻很少被回收,網路的碳足跡也早已超過了航空旅行。仰賴「稀土」以及貴重金屬的網路,也得面對在挖掘這些珍稀且通常是帶有毒性的礦物所造就的污染及社經問題。

維繫這些跨國的資訊網絡,用的能源比整個英國所耗的能源還多,而未來十年數據中心對於能源的需求預估將再成長三倍。用google搜尋關鍵字三次,約等同耗費一個60瓦特燈泡開啟一分鐘的電力,並產生0.6的二氧化碳。另外因為電腦會產生出許多廢熱,這使得有些公司如臉書選擇將新的數據中心設立在北極藉以降溫。

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因此,如何在滿足我們對運算需求的同時讓廢熱變得微乎其微,且減少我們對能源的需要,將是一個重要的議題。事實上,為了避免科技或是社會崩潰,我們亟需大力轉向低碳電腦。

就算我們選擇忽視對環境的影響,我們仍得面對現有的電腦科技在大小與速度上都即將面臨最大極限。電腦晶片裡將會植入更多得以可靠地傳輸訊息與費用的電晶體,並在十年左右達到可及的最小體積。這也是為什麼未來的發展必需仰賴友善環境素材或是低功率電子產品的原因。

為了讓巨大的工業與公共投資在生產線、基礎建設與工作方法上都有所改變,新的科技在每個面向上都得顧及,而不是只有環境。想像一下,不需要風扇降溫,只要單靠一顆電池的單次充電就能持續運轉,或是能夠立即儲存大量訊息且快速地以指數級速度運算的電腦。

目前,傳統硬碟(磁區儲存)以及以矽為基礎的科技仍是主流。科學家曾試過不少替代方案,不過大部分都無法達到原本的預期,例如分子電子學。還有一些則是過於專業或仍待未來開發,例如量子電腦或超導設備等。

不過這之中仍有些持續發展且對於生態影響衝擊較小的選擇,例如我的專業領域「自旋電子學」。該領域主要是探索如何透過計算電子的「旋轉」,而非計算電子的移動或所帶電力來傳遞訊息,這將使電力傳輸時的能量損失降到最低。

自旋電子學目前主要應用於感應和計算上,例如硬盤的讀頭(沒有讀頭,我們根本無法在如此小的空間中存儲、讀取如此多的信息)。未來,它可以應用在將廢熱轉為電能、汽車感應或生物醫學上。

在這之中,碳基分子將扮演非常關鍵的角色。這些環境友善的材料可以攜帶電荷或存儲訊息。

但它們也可以作為薄金屬層上的分子層,這表示它們彼此共享電子(混成),從而改變兩種材料的性質。

例如:這可讓如銅..這類不具磁性的材料產生磁力。該技術的進展將同時減少人類對電力的需求與稀土金屬的使用,稀土金屬不僅昂貴也對環境有害。其中,許多技術在我們有生之年可能仍無法脫離在實驗室的命運。它們不會成為普遍的個人設備,頂多是科學家的玩物,僅限於實驗。然而,只要當中某些成功了,便會對於我們與虛擬環境的互動以及環境、健康、政治或交通造成莫大改變。科技人(Homo technologicus)的未來就得靠它了。spedes

譯:潘忠廷(臺灣樸門永續設計學會國際交流組)

年復一年,人類社會對於高科技用品的生產顯得越加依賴,手機及筆電變得更快、更炫,更多功能。然而這些電子產品卻很少被回收,網路的碳足跡也早已超過了航空旅行。仰賴「稀土」以及貴重金屬的網路,也得面對在挖掘這些珍稀且通常是帶有毒性的礦物所造就的污染及社經問題。

維繫這些跨國的資訊網絡,用的能源比整個英國所耗的能源還多,而未來十年數據中心對於能源的需求預估將再成長三倍。用google搜尋關鍵字三次,約等同耗費一個60瓦特燈泡開啟一分鐘的電力,並產生0.6的二氧化碳。另外因為電腦會產生出許多廢熱,這使得有些公司如臉書選擇將新的數據中心設立在北極藉以降溫。

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因此,如何在滿足我們對運算需求的同時讓廢熱變得微乎其微,且減少我們對能源的需要,將是一個重要的議題。事實上,為了避免科技或是社會崩潰,我們亟需大力轉向低碳電腦。

就算我們選擇忽視對環境的影響,我們仍得面對現有的電腦科技在大小與速度上都即將面臨最大極限。電腦晶片裡將會植入更多得以可靠地傳輸訊息與費用的電晶體,並在十年左右達到可及的最小體積。這也是為什麼未來的發展必需仰賴友善環境素材或是低功率電子產品的原因。

為了讓巨大的工業與公共投資在生產線、基礎建設與工作方法上都有所改變,新的科技在每個面向上都得顧及,而不是只有環境。想像一下,不需要風扇降溫,只要單靠一顆電池的單次充電就能持續運轉,或是能夠立即儲存大量訊息且快速地以指數級速度運算的電腦。

目前,傳統硬碟(磁區儲存)以及以矽為基礎的科技仍是主流。科學家曾試過不少替代方案,不過大部分都無法達到原本的預期,例如分子電子學。還有一些則是過於專業或仍待未來開發,例如量子電腦或超導設備等。

不過這之中仍有些持續發展且對於生態影響衝擊較小的選擇,例如我的專業領域「自旋電子學」。該領域主要是探索如何透過計算電子的「旋轉」,而非計算電子的移動或所帶電力來傳遞訊息,這將使電力傳輸時的能量損失降到最低。

自旋電子學目前主要應用於感應和計算上,例如硬盤的讀頭(沒有讀頭,我們根本無法在如此小的空間中存儲、讀取如此多的信息)。未來,它可以應用在將廢熱轉為電能、汽車感應或生物醫學上。

在這之中,碳基分子將扮演非常關鍵的角色。這些環境友善的材料可以攜帶電荷或存儲訊息。

但它們也可以作為薄金屬層上的分子層,這表示它們彼此共享電子(混成),從而改變兩種材料的性質。

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例如:這可讓如銅..這類不具磁性的材料產生磁力。該技術的進展將同時減少人類對電力的需求與稀土金屬的使用,稀土金屬不僅昂貴也對環境有害。其中,許多技術在我們有生之年可能仍無法脫離在實驗室的命運。它們不會成為普遍的個人設備,頂多是科學家的玩物,僅限於實驗。然而,只要當中某些成功了,便會對於我們與虛擬環境的互動以及環境、健康、政治或交通造成莫大改變。科技人(Homo technologicus)的未來就得靠它了。

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