淺談信息技術和低碳經(jīng)濟(編輯修改稿)
2025-03-28 11:40 本頁面
【文章內容簡介】 二、 ICT的碳足跡及對策 16 量子計算機 ? 量子計算機是一類遵循量子力學規(guī)律的新型計算機 ? 量子計算機不僅運算速度快 、 存儲量大 ，而且功耗低 （ 可逆計算 ） 。 ? 量子計算機的研究將導致計算機科學技術的一場革命 ！ 為此 ， 發(fā)達國家高度重視量子計算和量子通信的研究 ， 中國在此領域處于領先水平 。 二、 ICT的碳足跡及對策 17 DNA計算是利用 DNA雙螺旋結構和堿基互補配對規(guī)律進行信息編碼 ， 將要運算的對象映射成 DNA分子鏈 ， 通過生物酶的作用 ， 生成各種數(shù)據(jù)池 ， 再按照一定的規(guī)則將原始問題的數(shù)據(jù)運算高度并行地映射成 DNA 分子鏈的可控的生化反應過程 。 最后 ， 利用分子生物技術 （ 如聚合鏈反應 PCR、超聲波降解 、 親和層析 、 克隆 、誘變 、 分子純化 、 電泳 、 磁珠分離等 ） ， 檢測所需要的運算結果 。 二、 ICT的碳足跡及對策 DNA計算機 18 美國 Columbia大學研制的 DNA計算機 二、 ICT的碳足跡及對策 19 優(yōu)點： ? 強大的并行計算能力： DNA計算每秒可并行操作 10的 22次方 DNA串 。 據(jù)測算 ， DNA計算機的運算速度可達每秒 100 萬億次浮點運算 ，而當前最快的巨型機 ， 即 NEC的 “ 地球模擬器 ” 僅為每秒 36萬億次浮點運算 。 ? 極低的能耗： 能量消耗只有一臺普通計算機的十億分之一 。 ? 極高的信息存儲容量 ： DNA分子具備極有效的數(shù)據(jù)結構 ， 能在很小的空間存儲海量信息 。 DNA分子存儲數(shù)據(jù)的密度可達到 18 Mbits /per inch。 相當于今天高性能計算機 10萬倍 。 二、 ICT的碳足跡及對策 20 CBM處理將近一億個人工神經(jīng)元；它的計算能力相當于 10 000臺個人電腦，價值 50萬美元。 神經(jīng)網(wǎng)絡計算機 二、 ICT的碳足跡及對策 神經(jīng)計算機 21 演化計算機 遺傳算法 （ Geic Algorithm, GA）是模擬遺傳選擇 ， 優(yōu)勝劣汰 ， 適者生存的生物進化過程的計算模型 。 它是由美國 Michigan 大學的 J. Holland教授于 1975年首先提出的 。 ? GA是一種新的全局優(yōu)化搜索算法 ,簡單通用 、 魯棒性強 ， 適合并行分布處理 ， 應用范圍廣 ， 尤其適用于解決傳統(tǒng)方法難以解決的復雜和非線性問題 。 二、 ICT的碳足跡及對策 ? 搜索引擎的使用會消耗大量能源 ， 造成巨大的碳排放量 。 運行用戶計算機需要電力 ， 運行遍布世界各地的服務器和控制龐大的數(shù)據(jù)中心的溫度更要消耗大量的電力 。 哈佛大學的一項研究成果表明 ， 通過谷歌進行一次搜索會產(chǎn)生 7克的二氧化碳 ， 搜索兩次等于煮一壺水產(chǎn)生的二氧化碳 。 不過谷歌對此糾正說 ， 進行一次搜索會產(chǎn)生近 ， 1000次谷歌搜索產(chǎn)生的溫室氣體僅相當于美國一輛汽車平均行駛一公里所產(chǎn)生的排放量 。 22 二、 ICT的碳足跡及對策 對策 : 提高數(shù)據(jù)中心速度 ,降低能耗 . 提高搜索模型和算法實行的速度 ,服務器在等量工作中消耗的能源就會減少。 ? 英國格拉斯哥大學 8月底發(fā)布消息稱，他
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