Quand vous pensez à votre empreinte carbone, qu’est-ce qui vous vient à l’esprit ? Conduire et voler, probablement. Peut-être la consommation d’énergie domestique ou les livraisons quotidiennes d’Amazon. Mais qu’en est-il de regarder Netflix ou d’avoir des réunions Zoom ? Avez-vous déjà pensé à l’empreinte carbone des puces de silicium à l’intérieur de votre téléphone, de votre smartwatch ou des innombrables autres appareils de votre maison ?



Chaque aspect de l’informatique moderne, de la moreover petite puce au as well as grand centre de données, est assorti d’un prix carbone. Pendant près d’un siècle, l’industrie de la technologie et le domaine du calcul dans son ensemble se sont concentrés sur la construction d’appareils furthermore petits, additionally rapides et in addition puissants – mais peu ont pris en compte leur impact environnemental world-wide.

Impact environnemental du calcul et avenir de l'informatique verte

Des chercheurs de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Used Sciences (SEAS) tentent de changer cela.



« Au cours de la prochaine décennie, la demande, le nombre et les types d’appareils ne feront qu’augmenter », a déclaré Udit Gupta, doctorant en informatique à SEAS. « Nous voulons savoir quel impression cela aura sur l’environnement et remark nous, en tant que domaine, devrions réfléchir à la manière dont nous adopterons des pratiques additionally durables. »

Gupta, avec Gu-Yeon Wei, le Robert and Suzanne Case Professor of Electrical Engineering and Pc Science, et David Brooks, the Haley Spouse and children Professor of Laptop or computer Science, présenteront un article sur l’empreinte environnementale de l’informatique au IEEE Worldwide Symposium on Architecture informatique haute functionality le 3 mars 2021.

La recherche SEAS fait partie d’une collaboration avec Fb, où Gupta est stagiaire, et l’Arizona State College.

L’équipe a non seulement exploré tous les elements de l’informatique, de l’architecture de la puce à la conception du centre de données, mais a également cartographié toute la durée de vie d’un appareil, de la fabrication au recyclage, pour identifier les étapes où se produisent le as well as d’émissions.

L’équipe a constaté que la plupart des émissions liées aux équipements mobiles et de centre de données modernes proviennent de la fabrication de matériel et de l’infrastructure.

« Une grande partie de l’accent a été mis sur la façon dont nous réduisons la quantité d’énergie utilisée par les ordinateurs, mais nous avons constaté qu’il est également très crucial de penser aux émissions de la building de ces processeurs », a déclaré Brooks. « Si la fabrication est vraiment importante pour les émissions, pouvons-nous concevoir de meilleurs processeurs ? Pouvons-nous réduire la complexité de nos appareils afin de réduire les émissions de fabrication ? »

Prenons l’exemple de la conception des puces.

Les puces d’aujourd’hui sont optimisées pour la taille, les performances et la durée de vie de la batterie. La puce typique est d’environ 100 millimètres carrés de silicium et abrite des milliards de transistors. Mais à tout instant, seule une partie de ce silicium est utilisée. En fait, si tous les transistors étaient allumés en même temps, l’appareil épuiserait sa batterie et surchaufferait. Ce soi-disant silicium noir améliore les performances et la durée de vie de la batterie d’un appareil, mais il est extrêmement inefficace si l’on tient compte de l’empreinte carbone nécessaire à la fabrication de la puce.

« Vous devez vous demander quel est l’impact carbone de cette overall performance supplémentaire », a déclaré Wei. « Le silicium noir offre une amélioration de l’efficacité énergétique, mais quel est le coût en termes de fabrication ? Existe-t-il un moyen de concevoir une puce additionally petite et additionally intelligente qui utilise tout le silicium disponible ? C’est un problème vraiment complexe, intéressant et passionnant. »

Les mêmes problèmes sont confrontés aux centres de données. Aujourd’hui, les centres de données, dont certains couvrent plusieurs hundreds of thousands de pieds carrés, représentent 1% de la consommation mondiale d’énergie, un nombre qui devrait augmenter.

Alors que le cloud computing carry on de croître, les décisions sur l’emplacement d’exécution des applications – sur un appareil ou dans un centre de données – sont prises en fonction des performances et de la durée de vie de la batterie, et non de l’empreinte carbone.

« Nous devons nous demander ce qui est in addition écologique, exécuter des purposes sur l’appareil ou dans un centre de données », a déclaré Gupta. « Ces décisions doivent optimiser les émissions mondiales de carbone en tenant compte des caractéristiques des applications, de l’efficacité de chaque périphérique matériel et des différents réseaux électriques au cours de la journée.

Les chercheurs mettent également au défi l’industrie de se pencher sur les produits chimiques utilisés dans la fabrication.

L’ajout de l’impact environnemental aux paramètres de la conception informatique nécessite un changement culturel massif à tous les niveaux du domaine, des étudiants de leading cycle en informatique aux PDG.

À cette fin, Brooks s’est associé à Embedded EthiCS, un programme de Harvard qui intègre les philosophes directement dans des cours d’informatique pour enseigner aux étudiants remark réfléchir aux implications éthiques et sociales de leur travail. Brooks inclut ce printemps un module EthiCS intégré sur la durabilité informatique dans COMPSCI 146: Laptop Architecture.

Les chercheurs espèrent également s’associer à des professeurs de sciences et d’ingénierie de l’environnement de SEAS et du Harvard College Heart for the Natural environment pour explorer comment adopter un changement au niveau politique.

« Le but de cet article est de sensibiliser à l’empreinte carbone associée à l’informatique et de mettre au défi le domaine d’ajouter l’empreinte carbone à la liste des mesures que nous prenons en compte lors de la conception de nouveaux processus, de nouveaux systèmes informatiques, de nouveaux matériels et de nouvelles façons d’utiliser Nous avons besoin que ce soit l’un des principaux objectifs du développement de l’informatique en général « , a déclaré Wei.

L’article a été co-écrit par Sylvia Lee, Jordan Tse, Hsien-Hsin S. Lee et Carole-Jean Wu de Facebook et Youthful Geun Kim de l’Arizona Condition University.