Des chercheurs examinent les moyens de rendre la fabrication d’ordinateurs plus durable

Une équipe de scientifiques de l’Université Harvard examine l’empreinte carbone de divers aspects de la fabrication d’ordinateurs afin de trouver des moyens de rendre plus durable la production des appareils dont les gens dépendent.

Les chercheurs de La Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) collabore avec Facebook et l’Arizona State University pour examiner l’ensemble du cycle de vie des appareils informatiques afin de voir comment rendre le processus global plus respectueux de l’environnement, a déclaré Udit Gupta, Ph.D. . candidat en informatique à SEAS qui a travaillé sur la recherche.

« Au cours de la prochaine décennie, la demande, le nombre et les types d’appareils ne feront que croître », a-t-il déclaré dans un communiqué de presse. « Nous voulons savoir quel impact cela aura sur l’environnement et comment nous, en tant que domaine, devrions réfléchir à la façon dont nous adoptons des pratiques plus durables. »

Alors que les gens savent que les choses que nous faisons tous les jours, comme conduire ou faire des achats en ligne pour être livrés, contribuent à notre empreinte carbone, les gens ne pensent généralement pas à tout le temps que nous passons sur les appareils, qui a énormément augmenté au cours de la dernière année. depuis le début de la pandémie, comme ayant un prix environnemental.

S’ils le font, c’est généralement l’énergie générée par le branchement d’appareils à une charge qui nous préoccupe, ont déclaré les chercheurs. Cependant, ils ont découvert que la plupart des émissions provenant de l’industrie informatique proviennent de la fabrication de matériel et de l’infrastructure, et non de nos iPhones ou ordinateurs portables.

Cette prise de conscience a conduit les chercheurs à examiner le coût environnemental des améliorations de performances que la technologie a acquises au fil des ans, a déclaré David Brooks, professeur d’informatique à SEAS qui a également travaillé sur la technologie.

L’une de ces technologies était les processeurs informatiques, ou puces, qui sont optimisés pour la taille, les performances et la durée de vie de la batterie. Une puce typique est d’environ 100 millimètres carrés de silicium et peut contenir des milliards de transistors.

Cependant, les puces sont très inefficaces compte tenu du matériau qu’elles utilisent, ont découvert les chercheurs. En effet, à un moment donné, seule une partie de ce silicium sur la puce est utilisée – le reste est ce qu’on appelle du « silicium noir », ont-ils déclaré. En fait, si tous les transistors d’une puce étaient allumés en même temps, l’appareil viderait sa batterie et surchaufferait.

Alors que l’existence de silicium noir améliore les performances d’un appareil et la durée de vie de la batterie, cela pourrait renforcer inutilement le processus de fabrication des puces, a suggéré Gu-Yeon Wei, professeur d’ingénierie et d’informatique à Harvard qui a collaboré aux travaux.

« Le silicium noir offre un gain d’efficacité énergétique, mais quel en est le coût en termes de fabrication ? » a-t-il déclaré dans un communiqué de presse. « Existe-t-il un moyen de concevoir une puce plus petite et plus intelligente qui utilise tout le silicium disponible ? C’est un problème vraiment complexe, intéressant et passionnant. »

Big data, gros problème

Les centres de données présentent également des inefficacités qui peuvent être corrigées pour réduire leurs émissions, ont constaté les chercheurs. Compte tenu de l’omniprésence du « cloud » Internet, les centres de données sont aujourd’hui des affaires massives, certains couvrant plusieurs millions de pieds carrés. En fait, ils représentent actuellement 1% de la consommation énergétique mondiale, qui ne fera que croître, surtout maintenant qu’une grande partie de la vie quotidienne est devenue virtuelle.

Avant de simplement étendre les centres de données de manière arbitraire, les chercheurs ont suggéré que les administrateurs de centres de données doivent adopter une approche mesurée. À mesure que le cloud computing se développe et que le besoin de puissance de calcul augmente avec lui, ils doivent prendre des décisions conscientes quant à l’emplacement d’exécution des applications, que ce soit sur un appareil ou dans un centre de données, en fonction de l’empreinte carbone plutôt que des performances et de la durée de vie de la batterie, ce qui est le cas maintenant, les chercheurs ont noté.

La fabrication d’appareils est également une affaire toxique en termes de produits chimiques et de matériaux utilisés dans le processus de fabrication, contribuant à l’impact environnemental.

Les chercheurs prévoient de présenter un article sur leurs travaux au Symposium international de l’IEEE sur l’architecture informatique à hautes performances.

Alors que les scientifiques peuvent rechercher et réaliser des évaluations d’impact autant qu’ils le souhaitent, l’équipe sait qu’elle ne changera pas l’industrie sans une participation proactive aux côtés des influenceurs et des parties prenantes de la chaîne d’approvisionnement de la fabrication de technologies.

À cette fin, Brooks s’est associé à Embedded EthiCS, un programme de Harvard qui intègre des philosophes directement dans des cours d’informatique pour informer les étudiants des implications éthiques et sociales de leur travail et de la manière de les aborder.

Les chercheurs espèrent également s’associer à des professeurs des sciences et de l’ingénierie environnementales de SEAS et du Harvard University Center for the Environment pour explorer des moyens de faciliter le changement des pratiques de fabrication au niveau politique, ont-ils déclaré.

« L’objectif de cet article est de sensibiliser à l’empreinte carbone associée à l’informatique et de mettre le terrain au défi d’ajouter l’empreinte carbone à la liste des métriques que nous considérons lors de la conception de nouveaux processus, de nouveaux systèmes informatiques, de nouveaux matériels et de nouvelles façons d’utiliser appareils », a déclaré Wei dans un communiqué de presse. « Nous avons besoin que cela soit un objectif principal dans le développement de l’informatique en général. »