หากคุณรู้บางอย่างเกี่ยวกับพลังงานหมุนเวียน คุณคงเคยได้ยินเกี่ยวกับข้อเสียเปรียบที่เกิดขึ้นเป็นระยะๆ ว่าดวงอาทิตย์ไม่ได้ส่องแสงตลอดเวลาและลมไม่ได้พัดตลอดเวลา ดังนั้น การผลิตพลังงานจากพลังงานหมุนเวียนไม่ได้ให้ประเภทของการผลิตพลังงานที่ไม่หยุดหย่อนจากเชื้อเพลิงฟอสซิล . ตัวออกซิไดซ์หรือพลังงานนิวเคลียร์
นอกจากนี้ยังมีข้อเสียของการผลิตพลังงานหมุนเวียนที่มากเกินไป ซึ่งอาจคุกคามไฟกระชากของอินเทอร์เน็ต และพลังงานส่วนเกินจะต้องถูกระบายออกจากกริดโดยพื้นฐานแล้ว ซึ่งจะทำลายประโยชน์ที่อาจเกิดขึ้น
แม้ว่าเทคโนโลยีแบตเตอรี่จะก้าวหน้าไปในช่วงที่ผ่านมา แต่เรายังไม่ถึงจุดที่สามารถเก็บพลังงานขนาดใหญ่ได้ จนกว่าจะถึงตอนนั้น ข้อเสียของพลังงานหมุนเวียนที่ไม่ต่อเนื่องกำลังขัดขวางการยอมรับอย่างกว้างขวาง
นี่คือความท้าทายที่นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนียพยายามแก้ปัญหาด้วยโซลูชันใหม่ นั่นคือ แบตเตอรี่ข้อมูล
ข้อมูลอะไร?
แนวคิดของแบตเตอรี่ข้อมูลไม่แปลกนักถ้าคุณคิดเกี่ยวกับมัน ปัญหาที่เราพยายามแก้ไขคือทำให้พลังงานหมุนเวียนมีประสิทธิผลมากขึ้นอย่างสม่ำเสมอ เหตุผลเดียวที่เราสร้างพลังงานก็คือการเปลี่ยนให้เป็นงานที่ใช้งานได้จริง ไม่ว่าจะเป็นการใช้เครื่องยนต์ของรถยนต์ ระบบปรับอากาศในบ้านของคุณ หรือการเปิดเครื่องศูนย์ข้อมูลของ Google
แม้ว่าวิธีแก้ปัญหาในระยะยาวเพื่อนำพลังงานหมุนเวียนมาสู่ทุกคนคือเทคโนโลยีแบตเตอรี่แบบดั้งเดิม แต่ก็มีขั้นตอนที่เราสามารถทำได้เพื่อเพิ่มความเร็ว นี่คือจุดที่แบตเตอรี่ข้อมูลเข้ามาเล่น
“สิ่งที่เกิดขึ้นคือ ใน 5 ปี ปริมาณพลังงานหมุนเวียนที่สูญเสียไปในแคลิฟอร์เนียในแต่ละปีจะเทียบเท่ากับปริมาณพลังงานที่ใช้ในแต่ละปีในนครลอสแอนเจลิส” Barath Raghavan กล่าว ครูผู้ช่วยวิทยาการคอมพิวเตอร์ที่ Viterbi School of USC . วิศวกรรม.
การค้นหาการใช้พลังงานส่วนเกินอย่างมีประสิทธิผลอาจช่วยชดเชยความต้องการพลังงานจากพลังงานหมุนเวียนในช่วงที่มีการผลิตพลังงานต่ำ แนวคิดคือเปลี่ยนการใช้พลังงานนี้อย่างมีประสิทธิภาพจากช่วงที่มีการผลิตน้อยไปเป็นช่วงที่มีการผลิตมากเกินไป และบันทึกผลลัพธ์ของงานนี้ไว้ใช้ในภายหลัง
คุณไม่สามารถทำเช่นนี้กับรถยนต์หรือแม้แต่เครื่องปรับอากาศได้ แต่คุณสามารถทำได้ด้วยการประมวลผลข้อมูลซึ่งมีคำว่าแบตเตอรี่ข้อมูลเข้ามาเกี่ยวข้อง
การจัดเก็บพลังงานจากพลังงานหมุนเวียนนั้นยากเพียงพอ แต่การจัดเก็บข้อมูลนั้นทำได้ง่ายมาก ดังนั้นแทนที่จะประหยัดพลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์ที่ศูนย์ข้อมูลอาจใช้ในเวลากลางคืน ขอให้ศูนย์ข้อมูลทำการคำนวณที่คาดการณ์ได้ในช่วงเวลาที่มีการจ่ายพลังงานมากเกินไป ศูนย์ข้อมูลสามารถบันทึกผลลัพธ์เหล่านั้นได้จนกว่าจะมีความจำเป็นในภายหลัง ซึ่งเป็นการดำเนินการที่ใช้พลังงานน้อยกว่ามาก
Raghavan กล่าวว่า "เราพบว่าหากเราสามารถคาดการณ์การคำนวณที่เป็นไปได้ที่อาจเกิดขึ้นในอนาคต เราก็สามารถคำนวณได้ทันที ตราบใดที่ยังมีพลังงานเหลืออยู่ และบันทึกผลลัพธ์ซึ่งตอนนี้มีพลังงานเป็นตัวเป็นตนแล้ว" Raghavan กล่าว
คุณจะวางแผนงานไอทีล่วงหน้าได้อย่างไร
ลักษณะเฉพาะที่สำคัญอย่างหนึ่งของแนวคิดเกี่ยวกับแบตเตอรีข้อมูล ซึ่ง Raghavan และ Jennifer Switzer นักศึกษาปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก อธิบายไว้ในบทความล่าสุดที่ตีพิมพ์ใน ACM Energy Informatics Review ว่างานด้านคอมพิวเตอร์จำนวนมากรู้ดี ล่วงหน้า.
"ลองนึกภาพงานคำนวณขนาดใหญ่ที่ดูเหมือนจิ๊กซอว์ชิ้นใหญ่ โดยแต่ละชิ้นเป็นชิ้นส่วนคอมพิวเตอร์" Raghavan กล่าวกับ TheComparison ในสัปดาห์นี้ "คุณสามารถทำมันทั้งหมดได้ในคราวเดียว ต่อจิ๊กซอว์เป็นชิ้นเดียว ถ้าคุณรู้ล่วงหน้าว่าการคำนวณแต่ละครั้งจะเป็นอย่างไร แต่บ่อยครั้งคุณไม่รู้ XNUMX% ว่างานในอนาคตจะเป็นอย่างไร คุณทำได้ ลองจินตนาการถึงการแบ่งการคำนวณขนาดใหญ่ออกเป็นชิ้นจิ๊กซอว์ชิ้นเล็กๆ หลายๆ ชิ้น
“แม้ว่าคุณจะไม่สามารถทำทุกอย่างล่วงหน้าได้ แต่คุณสามารถทำได้หลายอย่าง ดังนั้น เพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่ต้องทำแบบเรียลไทม์ (ส่วนเล็กๆ สองสามส่วนที่ไม่สามารถคำนวณล่วงหน้าได้) ส่วนที่เหลือใช้ประโยชน์จากเหรียญที่ประมวลผลโดยคาดเดา "
นอกจากนี้ การคำนวณจำนวนมากเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะนำกลับมาใช้ใหม่ได้สำหรับการใช้งานหรือการคำนวณที่แตกต่างกัน ดังนั้นการประหยัดพลังงานของการคำนวณตามเวลาจริงซ้ำๆ จึงสามารถเริ่มเพิ่มขึ้นได้จริงๆ
ไม่เสียค่าใช้จ่ายในการจัดเก็บข้อมูลทั้งหมดนี้หรือไม่?
ใช่ แต่ไม่ใช่ในระดับเดียวกันทุกประการ
ในการอ่าน เขียน หรือโต้ตอบกับแบตเตอรี่ของข้อมูล คุณจะต้องใช้พลังงานอย่างเห็นได้ชัด แต่ด้วยการจัดเก็บข้อมูลระยะยาวเมื่อข้อมูลถูกเขียนลงในแบตเตอรี่และจัดทำดัชนีเพื่อให้เข้าถึงได้ง่ายต้นทุนด้านพลังงานในการใช้งานจึงน้อยมากเมื่อเทียบกับพลังงานที่จำเป็นในการคำนวณข้อมูลใหม่ตามเวลา จริง
"มันขึ้นอยู่กับสื่อจัดเก็บข้อมูลและประเภทของคอมพิวเตอร์ แต่เรากำลังพูดถึงโดยทั่วไปว่ามีประสิทธิภาพมากกว่ามาก" Raghavan กล่าวกับเรา
"ตามการประมาณคร่าวๆ (ห่างจากซอง) ฮาร์ดไดรฟ์เซิร์ฟเวอร์ระดับไฮเอนด์มีพลังงานในตัวประมาณสอง GJ ซึ่งค่อนข้างมากกว่าสมาร์ทโฟนเล็กน้อย และจะเท่ากับประมาณ 1 kJ/MB ในสถานะคงที่ และ MB ที่นี่คือข้อมูลเอาต์พุต (ซึ่งจะมีพลังงานที่แท้จริงของการคำนวณ)
"การใช้พลังงานในการทำงานต่ำ ประมาณ XNUMX วัตต์"
การประหยัดพลังงานนี้จะเพียงพอสำหรับการแก้ปัญหาความไม่ต่อเนื่องของพลังงานหมุนเวียนหรือไม่? มันอาจจะไม่เพียงพอสำหรับตัวมันเอง เนื่องจากปริมาณพลังงานที่จำเป็นต่อการทำงานของคอมพิวเตอร์ของดาวเคราะห์นั้นเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่ก่อนที่เราจะพูดถึงการสร้างพลังงานมากขึ้น ตรวจสอบให้แน่ใจก่อนว่าเราใช้พลังงานที่เราสร้างขึ้นอย่างเต็มที่นั้นเป็นขั้นตอนสำคัญในทิศทางที่ถูกต้อง