原则 2:电

电和碳

大多数人认为电是干净的;当我们把插头插到墙上时,我们的手不会变脏,我们的笔记本电脑也不需要排气管。 然而,事实是,大多数电是通过燃烧化石燃料产生的(通常指煤),而 能源供应是导致碳排放的最大原因

我们可以在电和碳排放之间画一条直线,因此,电可以说是碳的代用指标之一。

从智能手机上运行的应用程序,到数据中心运行的机器学习模型的训练,所有软件在执行过程中都会消耗电力。 减少软件的电力消耗以及由此产生的碳污染排放的最佳方法之一就是让应用程序更加节能。

这就是为什么可持续软件工程的第二项原则是 构建节能型应用程序

作为可持续工程师,我们需要了解电;这一旅程并不是从电脑开始,而是从为电脑提供动力的电是如何产生的开始。

能量与功率

能量是一种衡量用电量的指标,能量的标准单位是焦耳 (J)。不过,另一种常见的能源消耗方式是以千瓦时 (kWh) 为单位。

电量经常被报告为功率或能量,这是两个不同的概念:

能量 = 功率 ✕ 时间

  • 能量是指总用电量,能量的标准单位是焦耳 (J)。

  • 功率是指单位时间内消耗的电能率,功率的标准单位是瓦 (W)。1 瓦就是每秒 1 焦耳。

一种常见的能源消耗方式是单位时间内的功率,如瓦秒或千瓦时。 例如:

  • 20 瓦秒 (20 Ws) 是指一件功率为 20 W 的电器运行一秒钟所消耗的电量。 因为 1 瓦是每秒 1 焦耳,所以这里是 20 焦耳。

  • 20 千瓦时 (20 kWh) 是指一件功率为 20,000 瓦的电器运行一小时所消耗的能量。 能量 = 60 ✕ 60 ✕ 20,000 = 72,000,000 焦耳 = 72 兆焦 (72 MJ)