Na osnovi podatkov o najvišjih močeh delovanja (peek power) računalnikov, zbranih v zadnjih šestdesetih letih, so raziskovalci dokazali, da se energetska učinkovitost približno podvoji vsakih 18 mesecev. Kar pomeni, da bo po tem času za enako nalogo, obremenitev procesorja, potrebno pol manj energije – v praksi pol manj baterij. V raziskavi, ki sta jo podprla Microsoft in Intel, so pogledali podatke o porabi računalnikov, začenši s podatki iz leta 1946. Takrat je ameriška vojska v uporabo dobila računalnik ENIAC za izračunavanje tabel za streljanje s topniškim orožjem. Ta danes velja za prvi splošnonamenski računalnik. Sestavljale so ga elektronke, lahko je izračunal nekaj sto računskih operacij v sekundi, za kar je porabil 150 kW električne energije.

Še pred prvim računalnikom iz tranzistorjev so opazili povečanje energetske učinkovitosti, saj je to, kot kaže, osnovna značilnost informacijskih tehnologij, ki uporabljajo elektrone za preklapljanje »stikal«. Prvi računski stroji so bili mehanski, stikala je premikala fizična sila, naslednja generacija pa so bili »računalniki« iz električnih relejev, kjer je električna sila generirala fizično. Elektronke, vakuumske cevi in nato tranzistorji pa ne potrebujejo mehanske sile, vse »delo« opravi elektrika, torej elektroni. Značilnost tranzistorjev je miniaturizacija, ki pri elektronkah in relejih ni bila tako izrazita. Inženirji, ki so delali prve računalnike, so hitro ugotovili, da lahko zmogljivost procesorjev povečajo z zmanjševanjem elementov (v prvi vrsti tranzistorjev), zmanjševanjem kapacitivnosti in zmanjševanjem časa, potrebnega za prenos signala iz elementa na element (manjše razdalje med njimi). To je v svojem, zdaj že slavnem zakonu, prvi zapisal Moore. Ne on ne drugi pa niso opazili, da izboljšave vplivajo tudi na energetsko učinkovitost, saj ta takrat ni bila pomembna. Računalniki so se napajali iz električnih vtičnic in nihče si ni spraševal, koliko energije porabijo.

Med ugotovitvami v raziskavi je zanimiva naslednja: med leti 2005 in 2010 se je poraba energije vseh podatkovnih centrov na svetu, povečala za 56 odstotkov, kar je veliko manjša rast porabe, kot je bila opazna v letih med 2000 in 2005. Delno je to posledica višje energetske učinkovitosti, vendar tudi zato, ker je zaradi virtualizacije, ki je omogočila bolje izkoristiti obstoječe zmogljivosti, v zadnjem časovnem obdobju bilo nameščenih manj strežnikov od pričakovanj. Prav tako je treba upoštevati, da računalniki le redko delujejo s polno močjo, realnost namreč kaže, da so večino časa slabše izkoriščeni.

Zadnja leta se premikamo od težnje po čim večji zmogljivosti opreme, k višji energetski učinkovitosti. Ker manj uporabljamo namizne računalnike in več prenosnike, pametne telefone in tablične računalnike, je vzdržljivost baterije ključna. Celo pred hitrostjo delovanja. Koomeyjev zakon, po profesorju univerze Stanford, ki je vodil raziskavo, lahko zamenja Moorovega, za katerega vemo, da je bil gonila razvoja informacijske industrije. Za Moorov zakon je znano, da je blizu fizikalnim omejitvam, Koomeyev pa naj bi bil še daleč stran. Fizik Richard Feynman je leta 1985 analiziral električne potrebe računalnikov in ugotovil, da je učinkovitost v teoriji mogoče izboljšati za faktor 100 milijard, preden bi zadeli v omejitve. Od takrat je učinkovitost narasla za 40.000-krat, zato je še veliko prostora za izboljšave.

Moj mikro, oktober 2011 | Marjan Kodelja |