Kevesebbet fogyasztanak az újabb IT-eszközök

Tény hogy a jelenlegi generációnak legnagyobb kihívása az hogy elegendő energiát állítsunk elő az igényeink kielégítése céljából. Ennek legáltalánosabb felhasználási formája az elektromos áram. Az előállítás módja szerencsére fejlődik, de mi történik a felhasználás oldalán. Egyre több informatikai berendezés jelenik meg a háztartásokban. Ebből a szemszögből megvizsgálva derül ki hogy mennyit fogyasztanak jelenleg, a kényelmünket szolgáló szerkezetek.

A KSH adatai szerint Budapesten 2000-ben 171,7 kWh egy háztartási fogyasztóra jutó villamosenergia-felhasználás havi átlaga, 2007-ben 190,8 kWh, 2015-ben 174,9 kWh. Az USA 2000-es évi Teljes elektromos végfelhasználása 3592 milliárd kWh, 2015-ben már 3900 milliárd kWh volt. Ha pontosabb statisztikákat vizsgálunk, láthatjuk hogy 1975-től erőteljes, a 90-es években még mindig jelentős, de 2010-től már stagnáló fogyasztási mutatókkal találkozhatunk. Ezen időszakban az informatikai iparága fejlődött a legszembetűnőbb mértékben. A legtipikusabb részegységeket összehasonlítva, különböző időtávlatokban, szemléltethető a változás.

Az akkumulátorok mint energiatárolók már régóta élnek a köztudatban, és látványos átalakuláson estek át. 100 év alatt az ólom akkuk csak szerkezetüket tekintve változtak a zselésített elektrolit bevezetésével. A gépjárművekben a legelterjedtebb, de a számítástechnikában használt szünetmentes tápokat, UPS-eket is ilyenekkel látják el. Ez jó alapként szolgál a felhasznált energia mennyiségének szemléltetéséhez. Energiasűrűségben számolva ami tömeg és teljesítmény arányát jelenti, az ólom akkuk átlagos értéke 30-40 Wh/kg. Az eltérő technológiával működő modern Lítium-Ion akkumulátorok 160 Wh/kg energiasűrűséggel rendelkeznek. A hatásfok legalább megnégyszereződött a két típus között. A sokat hallott vád, miszerint az akkumlátorok nem fejlődnek, azért nem teljesen megalapozott. A már szintén terjedő LiPO akkuk 200 Wh/kg, az ipariban használt kén tartalmu típusok 400 Wh/kg is lehetnek.

Az általános értelemben vett technológiai fejlődés a kevesebb energia felhasználásával történő nagyobb hatás elérése. Fontos kihangsúlyozni, hogy nem a teljesítmény, hanem a hatás kívánt szintre való növelése a cél. Több fény, szebb kép, szebb hang, nagyobb szívóerő, hidegebb levegő, stb.

A monitorok fejlődését vizsgálva kiderül, hogy ezen a téren is látványos változások történtek. A katód sugár csöves (CRT) monitorok minőségükben is elmaradtak a mai példányoktól, ezért az összehasonlításuknál a minőség javulását is érdemes figyelembe venni. Húsz évvel ezelőtt egy jó minőségűnek számító darab 15”-os képátlóval és 1024*768-as képfelbontással rendelkezett. Mindezt 75W-os fogyasztással tudta produkálni. Manapság az általános LCD TFT paneleket használó monitorok 22”-os mérettel rendelkeznek és 1920*1080-as képfelbontásban jelenítenek meg, mindezt 24W teljesítményért. Ha egy rögtönzött teljesítmény-képpont arány, (W/pixel) mérőszámmal számszerűsítenénk, még drasztikusabbnak tűnik a különbség. A képernyők világában, a leközelebbi rokonai, a TV-ken is szemléletes egy 30 évvel ezelőtti CRT 400 soros színes TV 170W-os teljesítménnyel bírt és szórakoztató berendezése volt a legtöbb otthonnak. A mai csúcsmodellek adatai ezzel szemben, 4K LED – 104W ebből 20W hang, OLED (Organic Light-Emitting Diode) – 173 W 60W hang, QLED (Quantum Dot) – 203W 60W hang. A három technológiai megoldás mindegyike méternél nagyobb képátlóval, már-már fényképminőségű képminőséggel és látást kímélő megjelenítéssel teszi mindezt.

A Neuman elvű számítógépek szíve a központi számító egység a CPU. Az idők folyamán rengetek architekturális változáson esett át, de a személyi számítógépekben még mindig ugyan azért dobog. Dolgozza fel az utasításainkat, lehetőleg minél gyorsabban. Nagy mértékben függ ettől a gépünk használhatósága, reagálásának gyorsasága. Fontos azonban hogy a részegységek között, nem mindig ez a szűk keresztmetszet, de mindenképpen a legdominánsabb alkatrész és a fogyasztást tekintve is nagy szerepet játszik. Ez alatt értve az összes számítást végző részegységet, mint pl. a grafikai műveletekért felelős GPU. Az összehasonlítás erejével élve ebben az esetben is, egy 2005-ös és egy 2017-es PC-s csúcsmodell értékei adnak választ. A számítás végző részegységek hatásfokát művelet per másodpercben tudjuk mérni, ami elég jó közelítést ad a várható felhasználói élményről. Ezeket a processzorokat Benchmark alapján hasonlítom össze ami szemlélteti a különbséget. 2005 Intel P4 3,4GHz modellje, 115W teljesítménnyel 397 pontot ért el, míg a 2017-es szintén Intel gyártmányú Core i7 3,1GHz 45W teljesítményű chip 10220 pontot.

A negyedik részegység amit terítékre kell venni, az az elsődleges háttértár. Fogyasztás tekintetében nem sokat nyomnak a latba, de mivel nem csak a tipikus asztali PCk-ben találhatók meg, hanem minden apró kütyüben ami számítógép jellegű, ezért fontos a fejlődéssel elért különbség. A mágnestárolás elvén működő HDD-k akár 9W-ot is fogyasztanak, míg az elterjedésben lévő SSD-k 3W általában a felső határ. További hasonlítgatásuk nem célszerű, mert a két technológia párhuzamosan van jelen és más területen használatosak a háttértárolók szegmensében.

Ez a fejlődési tendencia ad választ arra kérdésre hogy miért nem egyenesen arányos a háztartások energia fogyasztásának növekedése a berendezések mennyiségének növekedésével, ha az IT termékeket vesszük csak figyelembe. Köszönhető ez sok szabályozásnak mint például az EnergyStar rendszer. Ez egy minősítés amit az EPA (U.S. Environmental Protection Agency) adhat ki hatékonyan fogyasztó termékekre.

Amerikai példa

Az USA 2000. évi teljes elektromos végfelhasználása 3592 milliárd kWh, 2015-ben már 3900 milliárd kWh volt. Az USA-ban 1975-től erőteljes, a 90-es években még mindig jelentős volt, de 2010-től már stagnál a lakosság energiafelhasználása. Ezen időszakban éppen az informatikai iparág fejlődött a legszembetűnőbben.