4.5终端用户设备
我们把终端用户处理信息和进行通信的系统定义为终端用户设备。这类设备包括台式PC机、显示器、笔记本电脑、上网本、电子阅读器、PDA和移动电话。成千上万台终端用户设备在运转，它们的总能耗很大，在环境中留下的碳脚印也很大。2003年，马修斯公司的一项调查发现，全球每年会卖出1.3亿台PC电脑，在2007年，全球卖出了10亿台手机。仅英国政府部门2008年就花费10亿英镑购买了新的PC机。更重要的是，年增长率预计会急剧上升，特别是在新兴经济体国家，例如中国。气候集团2008年预测，到2020年，全球PC机和笔记本电脑的数量会超过40亿台，全球一半以上的人口都会有手机。
在英国的高校系统，大约40%的用户除了使用台式机外还要使用笔记本电脑。虽然从能源经济的角度看，笔记本通常优于台式机，但笔记本电脑仅适合于短期使用，所以在机构层面，节能作用有限。尽管对笔记本电脑的技术有所讨论，但笔记本电脑本身并不能算作专门类别的终端用户设备。另外在本节中，虽然对移动设备技术及其对提高能效的潜在贡献进行了一些讨论，但并未对不同的设备进行详细的调查。一个机构的IT经理，很难控制个人设备，也不大可能按照气候变化法和碳排放减少承诺的要求采取节能措施，只能在总体感觉上减少能耗。
所以，本节重点讨论的是标准终端设施——台式计算机和显示器的环境影响。值得注意的是PC系统能量需求总量的规模。2009年，詹姆斯和霍普金斯估计，英国高校系统的PC机总量为760000台，2009年，其二氧化碳排放量占ICT行业275000吨二氧化碳排放量的一半，6100万英镑电费账单的一半。成人教育系统的情况与此类似。
4.5.1现状：终端用户设备问题
2007年，英国非家用型台式电脑LCD（液晶显示屏）和CRT（阴极射线管显示器）的能耗数据见表1。
应注意表中所列为平均数值。用这些平均数值，我们可以很快计算出一台PC机（PC机耗电约75瓦+显示器耗电35瓦=110瓦）在一年中永远开机留下的碳脚印。在一年中，8760小时×110W=964 kWh。由于1kWh的电网电能相当于0.537公斤的二氧化碳，所以每年的二氧化碳排放总量大约相当于517公斤。
这两种主流显示器之间的耗电差别很明显，LCD显示器只有CRT的一半，这就是人们不大愿意购买CRT显示器的一个原因。不过问题并不是这样简单。CRT的制造能耗远远低于LCD，所以从整个生命周期的影响看，很难计算比较。另外，虽然在睡眠、等待或断电状态需要的能量很少，证明了能源之星等计划行之有效，但设备处于低功耗状态的时间却远远少于它们可以达到的停留时间。例如使用屏幕保护程序时，无论是显示器还是台式机，都没有进入低功率状态。实际上，使用屏保程序时台式机会消耗更多的电能，因为运行屏保程序还需要稍多一点的电能。
提高计算机和显示器的能效涉及三个关键问题：设备使用方式、产品制造能耗（具体能源）和沃斯定律（尼克劳斯•沃斯，Pascal语言之父，世界著名计算机科学家）。
4.5.1.1设备使用方式
设备使用方式包括：（1）用户有效使用设备的时间，（2）计算机和显示器在不使用时进入低功耗状态产生的效果。当一台台式机接入电网时，可能处于表2所列的六种耗能状态之一。
表2 2007年英国非家用台式机的能源管理状态，典型的激活时间和能耗
从表2中可以看出，一台台式计算机处于闲置状态和处于S3的等候状态（在此状态激活时间不超过5秒）之间的差别是很大的，S3状态的能耗只有闲置状态的5%。让机器处于最小的等候状态耗能只有正常开机状态的2.5%。此外，还有些研究表明，在联网的计算机环境中，大约有25-60%的台式计算机在不使用时处于闲置状态。诺德曼和克里斯泰森在2009年指出，现在习惯于永不关机的人越来越多了，即便在周末，他们也让电脑在闲置状态运行。原因大概如下：
（1）部门的IT工作者担心，如果进行能源管理，或让用户进行能源管理，会增大他们的工作量；
（2）缺乏对部门IT工作人员的激励机制，致使他们很少去关注，更别说去负责设备的运行成本了；
（3）缺乏配置能源管理设施的意识，即便用户有能力去提高能效。
4.5.1.2生产制造能耗（具体能源）
就低碳ICT来说，一个关键的问题是是否要用较新的机器取代现有的设备。虽然更换机器需要消耗相当多的生产制造能源，付出环境代价，但如果选择恰当，新的设备耗能少，效率高的优点还是不容忽视的。所有的ICT设备都有更新问题，但对于终端设备，例如PC机，更新尤为频繁，这是因为个人PC机的更新成本比其他ICT设备要低（＜1000英镑）。另外，许多公共部门还设定了用户机更新周期。还有一个原因是，制造厂商现在越来越多地使用绿色节能标记促销，现在这个方法已成为主要的市场营销手段。
但是，问题的答案往往不是那么简单，环境计算机专家之间的争论现在还很多，有一个例子可以说明这种困窘。比较一下显示器：
（1）老式CRT显示器每年持续使用消耗的电能是158kWh（83公斤二氧化碳当量）；
（2）现代LCD显示器每年持续使用消耗的电能是84kWh（44公斤二氧化碳当量）。
LCD显示器的耗能和二氧化碳排放当量只有CRT显示器的一半。但在生产制造过程中，CRT显示器只排放236公斤的二氧化碳当量，而LCD显示器要排放423公斤的二氧化碳当量。
所以，两种显示器在整个生命周期中的二氧化碳排放当量就是：
（1）CRT：236+83y；
（2）LCD：423+44y（这里y代表使用年限）。
虽然LCD的使用排放较少，但在生产制造过程中排放的温室气体较多，所以LCD要在使用5年之后，排放总量才相当于CRT的排放总量。我们面临的问题是：“如果我们有一个尚能使用的CRT显示器，现在仅仅为了减少温室气体排放就用LCD显示器把它替换下来，这样做合理吗？”答案显然是：“不，还是留着那个CRT显示器吧，直到它坏了再说。”
总之，如果显示器使用不到5年，那么LCD的温室气体排放就比CRT要高。当然，这一结论依据的是平均使用方式，还有些因素是需要额外考虑的，例如特殊的使用方式和未来生产制造过程中温室气体排放量的变化（更好的循环利用带来的变化）。另外，还要记住，关于生产制造耗能究竟占多大比例还颇有争议，大多数研究表明，在设备的整个生命周期内，使用产生的二氧化碳是多于制造生产产生的。之所以存在争议，可能是因为使用的PC机类型不同。
马萨内特和霍瓦茨的研究结论是显示器制造和使用的影响大约相当于一个假想的，具有5000台PC机，每3-4年更新一次的办公室产生的环境影响。另一方面，莫申雅加引用的2002年的数据表明，制造一台PC机消耗的能量比这台PC机使用3年消耗的能量还多两倍。2007年，他更新了这一数字。他指出，在这5年中，生产一台PC机所需要的能量增加了7%，这是因为新技术的能耗增加了，例如，一片CPU中现在含有更多的晶体管，但PC机的使用能耗没有变化。他得出的结论是：“现代PC机的总能耗主要取决于生产制造能耗，所以减少计算机的使用寿命，会导致巨大的能源浪费。”他认为，最有效的节能办法是PC机回用和元件升级，直到慢慢累积的使用能耗与生产一台新的PC机的能耗相抵，再更换PC机。
另外，就升级来说，最重要的是扩大存储量，仔细选择扩容时间至少可以把PC机的使用寿命延长1-2年。的确，何时把一台32位操作系统的PC机内存扩大到4GB，是一种策略。
4.5.1.3沃斯定律与生产能耗的演进
台式PC机的销售，在一定程度上是被台式机固有的软硬件过时现象驱动的。这就是所谓的“沃斯定律”，它描述了“微软-英特尔”共生现象，即视窗（Windows）操作系统版本的升级需要有更强的处理能力，这样才能保证功能。为了跟上发展趋势，台式机往往要提前更新。
CPU集成电路是计算机处理的核心，也是计算机的主要耗能元件。硅晶片上的晶体管越多，工作速度就越快，耗能就越多。但是，CPU的功耗越大，能效就越低。集成电路工程师称之为“功耗墙”，也就是说，CPU性能的提高受限于集成电路获取的电能和散热。
关于集成电路和CPU，有5个密切相关的要素需要考虑：时钟速度（频率）、电压、晶体管数量、制造材料和占据的空间。每一个要素都存在有“电能泄漏”问题，也就是说，电路中的电流被浪费掉了，未被利用。这种浪费产生热量，必须散掉，这是供给集成电路电能的无效使用。电能泄露的两个主要原因是闸极氧化层漏电流（由制造电路的材料造成）和亚阀值漏电流（这是集成电路晶体管的物理特性，由不良开启造成）。
把更多、更小的晶体管挤进CPU中，意味着每出现一代新的计算机，就会有更多的电能泄漏，设备就要增加新的冷却手段（例如整合风扇），或限制计算能力。为控制产生的热量，芯片设计者逐渐降低晶体管的电压，以解决泄漏问题，但是降低电压是有极限的，处理器、电能泄漏很大，需要散热。英特尔公司的安迪•格鲁夫说：“将来的一个头疼的问题是电能泄漏。晶体管越小，电能泄漏越多，占CPU总能耗的百分比越大，情况越糟。”
4.5.2终端用户设备问题的短期解决办法
有一些技术和方法，教育部门可以根据自己的情况直接采用。2009年，詹姆斯和霍普金斯提出了一种战略手段，即通过审计考虑用户需求，制定能效适宜的设备采购计划。这是管理方法，我们在此不予讨论，我们重点关注的是技术问题。
4.5.2.1去掉屏幕保护程序
开发屏幕保护程序最初的目的是防止老式的阴极射线显示器（CRT）出现黄化斑点。新的CRT不会产生这种情况，LCD就更不会了，所以原来的屏保程序现在不需要了。我们已经说过，屏保程序通常会妨碍PC机和显示器进入低功耗状态，所以我们应鼓励用户去除屏保程序。《计算机周刊》最近报道说，巴克利银行已禁止使用屏保程序，估计每年可节省电费1百万英镑。
4.5.2.2实施供电管理
在工作日，特别是在晚上和周末的非用电高峰期，用户常常在不工作的时候，也让计算机开着。为解决这一问题，厂商设置了许多功能，让计算机在必要时进入各种“睡眠”和“闲置”状况以降低能耗。1996年推出的先进电源配置接口（ACPI）是硬件制造商和软件生产商共同遵循的跨平台标准，执行该标准可以使计算机和显示器在不使用时进入低功耗模式。
这个概念很清楚，而“视窗”机器的供电也是通过供电管理接口设置的。但在实施时，情况并不那样简单，特别是台式机（笔记本电脑移动时需要保存电池电量，所以能更有效地执行ACPI标准，至少在依靠电池供电时是这样）。表3所列为台式电脑和LCD显示器在一年内采用不同运行模式的能耗。
表3 不同能量管理模式下台式机和显示器的能耗比较
4.5.2.3供电管理
PC机的内部供电效率大体在50-80%之间，而外部供电效率却可能低至20%。由气候保护计算技术组织推出的80%以上计划（80 PLUS）制订了纠正这种状况的路线图，目标是把供电效率提高到80-85%。实际上，PC机的能效一直在提高，例如思科现在就销售能效达90%的供电设备。还有能效更高的供电设备可以选择，我们建议用户购买能效最高的设备。
4.5.2.4提高“胖客户端”的能效
购买能效更高的台式PC机，成本会稍有增加，但是直到现在也没有什么措施去鼓励教育机构购买高能效PC机，在高校的IT采购预算中，通常不列入用电成本。不过在气候变化法颁布之后，这一状况可能会有所改变。提高胖客户端的能效可能是减少能耗的更有效手段。
更高能效的胖客户采用低能耗元件（有些是笔记本电脑的元件），使计算机的能耗只有能源之星4.0标准计算机的一半，比能源之星5.0标准计算机的能耗少20%。例如英国电脑制造商VeryPC生产的系列台式PC机，能耗平均在26-39W之间。这家厂商采用的是低功耗磁盘和双核处理器。将来ideas电脑会在每个处理器中使用更多的核，用固态存储器取代旋转磁盘，籍以提高能效。
对胖客户端的短期开发，要考虑究竟是采用32位操作系统软件还是64位操作系统软件。目前，大多数软件和操作系统都是在32位硬件架构上写的。正在推出的新版本是在64位硬件架构上开发的（存储量达264，大概1700万万亿字节）。苹果公司新的雪豹操作系统和即将推出的Windows 7就是64位操作系统。64位机器和软件的引进，可能会使一台典型台式PC机的平均能耗（以及生产能耗）大大增加。
4.5.2.5“苗条”客户端
有一种超低功率的计算机即将投入市场，这种计算机的功能与全功耗的PC机类似。从概念上讲，这种设备的效率介于高效胖客户端和瘦客户端之间，所以叫做苗条客户。例如，Fit-PC机，采用的是低功耗英特尔原子处理器，运行视窗，能提供大量标准PC机的功能，而耗电只有9W。
4.5.3近期开发
现有的一些技术，不是太贵就是处于实验阶段，早期应用探索不多。在技术趋于成熟的时候，我们要跟踪和评价，关注未来的应用。
4.5.3.1先进的显示技术
LCD显示器现在是标准模式，其背光系统照明效率在逐渐提高，待机能耗在减少。显示器技术进一步提高能效的创新潜力很大。据报道，到2020年，有机发光二极管（OLED）技术有可能超过LCD。
LCD的问题在于需要相对较多的能量来背光屏幕，而OLED显示器不需要背光，因为OLCD本身就是光源。OLCD和LCD的能耗比较数据大致如下：
（1）一台17英寸的显示器大约需要400流明的光通量才能达到足够的亮度。
（2）一台17英寸的LCD显示器要达到足够的背光，需耗电30W。
（3）一台17英寸的OLED显示器达到同样的亮度仅需耗电4W。
另外，一般来说，OLED显示器易于制造，所以需要的资源较少，生产过程中产生的碳排放较少。不过，在这方面的详细数据尚未公布。三星集团现在推出了OLED电视，2009年12月，LG公司推出了15英寸的显示器。对大多数单位来说，目前这些设备的价格还太高，但随着生产规模的扩大和技术的普及，成本应该会降下来。
2006年英国联合信息系统委员会颁布的技术观察报告详细介绍了各种平板屏幕显示技术，包括OLED，场效应发射显示器，电子纸和表面传导电子发射显示器（SED）。在激光投影技术方面也有一些令人感兴趣的进展。对显示技术的长期发展有兴趣的读者，可以查看这个报告。
4.5.3.2瘦客户端
瘦客户端是在客户服务器环境中可以取代台式计算机的终端用户设备。瘦客户端的处理功耗最小，一般仅能维持与服务器软件的运行。瘦客户端是用户显示器、键盘和鼠标与服务器之间的接口。
在典型的使用模式中，台式计算机的处理能力在大多数时间都未充分使用，CPU的平均使用率大约在5%左右。
一般来说，台式机的使用率在0时，耗电月80W，使用率为100%时，耗电达最高值120W。（例如戴尔的Dell Optiplex 745 Mini Tower计算机，是一种使用很普遍的商务机器，其功耗在闲置状态为76W，在满负荷状态为114W）。如果CPU使用率为10%，电耗可能是84W，也就是说，增加的处理能力只需耗电4W，另外那80W只是在维持机器运行。对于瘦客户来说，处理能力是外部服务器提供的。一般情况下，每台服务器有20个瘦客户端，所以服务器的平均CPU利用率远远高于台式机。举一个简化的例子，假如一台服务器的平均使用率达到了60%，功耗比一台台式机多一倍（假定服务器的能耗指标与台式机相同），那么服务器的总能耗就是208W（160+60%×80），平均每个瘦客户端后台办公处理的能耗只有10W多一点。考虑到服务器控制室要用空调，我们把这个数字加倍，那么每个瘦客户端的耗电就是20W。当然还要考虑瘦客户端本身的耗电，假如说是10W，那么总耗电也只有30W。
另外，由于瘦客户端几何尺寸小，所需制造材料少，整体处理能力也较低，所以在生产制造过程中的温室气体排放也比联网的台式计算机要少很多。我们还要看到，在瘦客户端，由于软件存储在服务器中而不是客户那里，所以生命周期还可能会延长，瘦客户端的机器与台式机不同，在最新的操作系统出现之后几年都不会过时。
BECTA（让所有人受教育组织）和弗劳恩霍弗研究所对瘦客户端技术进行了深入研究。肯定了这种技术的潜力。另外，一些公共部门，如英国农村支付署正在试验瘦客户端技术，目标是用光线公司（Sun Ray）的瘦客户端取代5000台PC机。
不过瘦客户端解决方案并不是没有问题。2009年，詹姆斯和霍普金斯对高等教育和成人教育部门采用瘦客户端技术提出了若干警告。他们强调，到目前为止，还没有明显的证据表明，在教育系统，瘦客户端设备的寿命比台式机更长。另外，有些瘦客户端是增加而不是减少能耗，至少在教育系统是这样。也许瘦客户端应该用来补充而不是取代台式机。这一问题很复杂，有待大家进一步讨论。
4.5.3.3上网本与移动因特网接入
使用低成本便携式的计算设备现在已成为潮流，这类设备的主要功能就是访问因特网，获取网上各种服务。现在有各种各样的上网本、智能电话和手持设备，这些设备之间的差别越来越模糊。在某种意义上，它们都是瘦客户端设备，接口都是“云”，不是本地客户/服务器系统。的确，对瘦客户端的好多警告可能都是对的。由于瘦客户端的设计主要考虑的是便携，而便携就要用电池，所以瘦客户端大多采用和笔记本电脑一样的高能效设计。然而，由于与云相连的整体能耗超过每台设备，所以这些设备是否真的优于台式机我们还要观察一下。研究人员和技术专家已经开始探讨用瘦客户端设备取代PC机的长期能耗问题。例如，2009年比拉拉马尼和达林分析了这些设备和因特网云之间数据同步的能量成本。
4.5.3.4共享PC
一种向终端用户传递应用和办公室工具的新的架构模式是共享PC。这个概念很简单，就是把一台PC机与多台显示器相连接，每台显示器都有一个键盘和鼠标。最多可以把八台显示器与一台PC机相连（虽然六台是实际使用的极限），所有的用户都可以独立地同时连接。
在办公室环境中，现代PC机处理器的使用率严重不足，所以可以采用瘦客户端模式。如上所述，办公室PC机CPU的平均使用率很少会超过5%。如果六个用户共享同一台CPU，那么利用率就会提高，能耗就会减少。
这就是一个简单的瘦客户端环境，在这个环境中只有一台台式机作为服务器使用。无论从生产制造方面看还是从运行温室气体排放方面看，这种设置的环境效益都很好。这种设置非常适合于小型办公室。
4.5.3.5主板设计
许多主板设计有三种电压，微处理器本身还要有一个电压。在设计上，让这个主板用一种直流电压就可以节电，如果再把单一电压降低，就可以“极有效”地节电。谷歌在这方面很积极，它直接同硬件厂商合作，确保主板上所有的元件都采用同一电压，而且引进了动态电压调整，这是一种能量管理技术，最初是用在笔记本电脑和一些移动设备上的。
4.5.3.6CPU开发
关于CPU的未来发展，人们过去关心的是计算机硬件和电子科学的进展，现在则更多地考虑能源效率。为提高处理器的速度，使计算速度达到每秒10亿次，要注意如下一些发展动向：能耗、多核处理器和光子学。有些研究开发尚在实验阶段，但它们代表着高能效设备的发展方向。
4.5.3.6.1能耗
芯片电子学设计和集成电路元件开发的重点仍然是降低能耗。例如英特尔公司采用各种方法改进芯片设计，提高能效，并对处理器集成电路门电路所用的硅进行了材料科学方面的研发，发明了铪基45纳米门电路。英特尔公司认为，用这种电路可以减少晶体管的电流泄漏。AMD公司也一直在进行45纳米门电路的设计，代码是上海。AMD也宣称，他们的设计能提高能效。这些新的45纳米集成电路现在已用在了计算机产品中，预计2009年9月会推出32纳米门电路。
还有一个相关的领域是集成电路产业追求的待机零耗电技术。技术细节很复杂，但基本思路就是在用户不使用设备时，采用非易失性芯片技术让设备处于能耗极低的待机模式（只有目前待机能耗的百分之几）。在需要时，设备还可以立即恢复常态。这样就可以让PC机和其他一些设备在所谓的常关闭型模式中运行了。
4.5.3.6.2多核
CPU厂商最近的趋势是生产多核处理器，也就是把几个CPU放在一块集成电路上，有时人们叫它单芯片多处理器。多核一般都是双核或四核，有厂家计划生产八核处理器。研究人员现在还积极探索开发几百核甚至几千核的单块集成电路芯片。人们熟知的多核芯片有英特尔公司的双核赛扬芯片和PowerPC970MP（用在高端苹果PC机上）。英特尔等芯片制造商认为采用多核技术，不仅能增强计算处理能力，而且能提高能效。
英特尔公司还在追求更快的运算速度，它即将推出每秒进行万亿次浮点运算的处理器。英特尔的研发计划，即万亿级计算研究计划，是用几十个甚至上百个高能效核来解决开发系统的能耗问题。英特尔公司认为，通过在万亿级处理器的每个核上合理分配计算任务，平行系统可以进行能量管理，控制热负荷。另外，英特尔公司还在集成电路的物理结构方面进行研发，公司设定的目标是未来10年使每瓦特能量承载的功能提高10倍。
吴和李等人认为，降低每个核的能量需求至关重要，尤其是在集成电路的模块上增加核的数量的时候，他们建议对阿姆达尔定律做适当的更新调整。把处理器产生的热量散发掉是过去固有的问题，减少输入的能量则是现在面临的新问题。他们建议的阿姆达尔方程能耗优化方案是把许多小的、高能效的处理器集成到一个芯片上形成一个单一的“成熟”的处理器。他们举了两个例子：索尼、东芝、IBM的细胞宽带引擎和平行模块（Parallel-On-Die）项目。
4.5.3.6.3光子通信
用光学方法在芯片上的CPU之间进行通信是很有发展前景的（例如在多核系统不同的核之间进行通信）。未来的CPU主要是多核的，所以在芯片上的核之间进行通信将会越来越重要。沙夏姆等人对此专门做了介绍。
把光学通信融入CPU和集成电路是一个技术飞跃，因为在相同的成本结构下，光子的传导性能优于电子。采用光学通信还能降低能耗，现在传统的电子通信的能耗越来越高了。
4.5.3.7操作系统设计
计算机电子学设计的核心是操作系统设计，因为操作系统控制着计算机的基本功能。著名操作系统专家安德鲁 塔南鲍姆描述了操作系统降低能耗的两个主要途径：一个是在计算机的部件不使用时令其关闭（主要是输入/输出器件和硬盘），另一个是告诉应用程序少耗能（这也许会降低某些应用性能，但用户觉察不到）。人们对低碳计算的兴趣浓厚，将来会在操作系统的设计中特别强调能效。无处不在的计算和无线传感器现在已渗透到人们的日常生活之中，这些技术需要有极低的能耗，寿命很长的电池，它们的需求，左右着专家操作系统的发展方向。
有两点需要指出。第一，一个新的或修订过的操作系统能效会提高，在未来几年会引起购买者的关注。最近的一个例子是微软推出的Vista操作系统，它有若干睡眠和待机设置。新闻和博客还对Windows 和Linux的能耗进行了比较和讨论。第二，可能在操作系统的配置中，有些技术要求机构的技术人员比终端客户有更深的了解。
另外还要考虑到，推出较新的操作系统可能需要提高硬件的性能。人们对软件升级带动的硬件扩展和与硬件捆绑销售的软件谈得很多。例如微软工程师承认，他们推出的新版操作系统，要配套使用新的硬件，而硬件的寿命只有6年。特别是Vista的推出，引起了若干激进组织如绿色和平组织的抗议。英国政府商务办公室最近发布的报告关注开放源软件的试验，报告得出的结论是，采用开放源软件可以避免周期性的设备强制更新。
4.5.3.8不可预测事件
最后，还会有一些不可预料的事。有趣的设想常常是偏离现实的，将来的一些提高能效的设想可能与主流意见大相径庭。
迄今为止，芯片设计的主要目标还是提高处理器的运行速度。时钟频率越高，晶体管工作速度越快，CPU的处理能力越强。但这是以增加能耗和处理器发热为代价的。在一次关于未来处理器的学术会议上，有人指出，时钟本身也消耗相当多的能量，其能耗占到处理器能耗的25%，甚至高达60%。古斯塔夫森指出，人脑工作运行的频率大概是1Hz，而计算机高达2.5GHz，而且还在追求更高的频率，他认为，现在应该考虑的是在更低的频率下做更多的工作。
4.6打印机和打印相关技术
学院和大学大量使用打印机和复印机等数字图像系统。詹姆斯和霍普金斯估计，英国高等教育部门总耗电的2-3%，ICT相关能耗的10%以上与数字打印有关。
4.6.1现状：与打印相关的问题
打印造成的许多问题其实是与用户的行为而不是技术相关的，例如用户不愿共享打印机，愿意把文件打印出来以防万一，有些人甚至还打印电子邮件。一般来说，用户行为不属于本报告的讨论范围，不过我们还是归纳了一些相关的技术和环境影响，特别是以下几点：
（1）生成纸质文件留下的环境碳脚印；
（2）墨水和色粉生命周期的影响；
（3）打印机设备本身生产制造产生的碳脚印；
（4）打印机的能耗。
虽然现在已经有各种各样的技术数据，但我们还是想引用詹姆斯和霍普金斯举的一个例子，就是打印和复印一张纸的生命周期能量成本。
首先，要造出一张实实在在的纸来。如果从纸浆中制造一张纸，要消耗17Wh的能量，但用再生材料制造一张纸，只要消耗12Wh的能量，而且制造工艺比较清洁，污染少。第二，打印机要耗电，拿激光打印机来说，在等待状态（通电，待机，但不打印），耗电约285W。用户打印一张纸要额外消耗2-4W的能量，所以打印一张纸的总能耗大约是300W。
4.6.2减少打印机和复印机能耗的短期解决方案
现在有一些相对比较容易的办法来改善打印机对环境的影响，例如，使用较轻的、可循环使用的纸，把打印机设定于黑白色、双面打印状态，不用单面打印（必要时还可以手动）。许多机构公布了节能快速处理办法指南，许多大学和学院现在已普遍采用了这些方法，设立提示牌，告诉人们如何减少打印量，如何节省纸张和墨。本报告提出的快速解决方法并没有被广泛采用。尚未实施打印节能措施的机构应参考这些提示，首先做一些简单的调整和设置，如在打印机上安装定时器，设置睡眠模式，保证在下班后的时间内降低能耗。
长期解决方案是基于目前已有的成熟技术的，但需要配合打印管理战略，包括某种形式的中心控制和对打印过程的监测。采用这些方法，可以大大减少打印量。詹姆斯和霍普金斯认为，可以减少20%。不过我们要再次指出，这些方法涉及的主要是行为的改变，不是技术本身的改变。
一个简单的打印战略大概包括四个要素：
（1）打印和纸张审计；（2）打印替代；（3）打印设备合并；（4）打印管理（包括中心打印控制和管理）。
第一个要素涉及某一机构中打印现状的调查，包括某些监控和改进措施。替代是用其他阅读方法取代打印，例如在显示屏上或电子阅读器上阅读较长的PDF文件。这可能涉及一个组织在信息生命周期方面一些相当细致和意义深远的战略制定和决策。
如果要更新办公室设备，可以用大型多功能设备取代打印机。这种大型多功能打印设备可以向确实需要打印的人提供多种打印选择。从理论上讲，这样可以减少打印要求，让那些在走廊里走来走去取打印材料的人在打印之前在想一想是不是真的需要打印，这是一种行为推动模式。大型多功能打印设备在生产制造过程中留下的碳脚印较少，运行能耗也比其取代的那些分离设备的能耗要低。据施乐公司估算，一台多功能打印机、复印机和传真机平均可取代一台复印机，四台小型打印机和传真机，每年的能耗可减少一半，从1400kWh降低到700kWh。
最后，与其他的ICT设备一样，认真进行采购和仔细计划更新周期有助于减少打印能量成本。随着新技术的出现和新计划的出台，如能源之星，较新的设备可能会有更低的能耗。
4.6.3近期进展
4.6.3.1纸张回用
现在有许多项目研究去除普通打印纸上墨迹的方法，目的是重新使用打印纸（也就是说在办公室就回用纸张，无需送回工厂循环加工再生产）。康塞尔和阿尔伍德搜集了104种这方面的技术和专利，包括去色、去墨，消除打印痕迹的各种化学方法。
在这些方法中，最可行的一个是施乐公司的回用纸。帕洛 阿尔托研究中心的研究人员已经展示了这种技术和概念。这种技术是在特殊的纸张上涂上光敏化学物质，在这种纸上打印的文字会在24小时之后褪色，让纸张在第二天还能用。施乐公司宣称，采用这种纸张可以让办公室的纸张用量减少25%，因为办公室的工作人员常常是打印出一张纸来，读一下，然后当天就扔进字纸篓。
4.6.3.2电子纸
在低碳计算技术中，能产生巨大效益的一种技术发明是“电子纸”。电子纸实际上是一种显示技术，其目标是模仿普通纸张的可读性和柔韧性。电子纸便携、轻巧、可折叠，是一个有几千个小泡泡构成的薄塑料纸，每个小泡泡里都有墨水，充上电荷就被激活，每个小泡泡都是“纸张”上显示的一个色素，或黑或白则取决于所充电荷的正负。理想状态下，这些系统应该是双稳态的（墨水颗粒一旦达到所需位置，即便电荷去除，位置也不变化，所以视觉效果不变），所以耗能很少。页面可以印刷在电子纸上，用户读过后可以抹掉，然后再印上所需的另一页。
作者简介：
保罗•安德森，技术作家，英国联合信息系统委员会技术观察报告技术编辑。他毕业于利兹大学计算机科学专业，在学术界和产业界从事计算技术工作20多年。2007年获英国工程与物理科学研究委员会的年度计算机科学作家奖。
盖纳•巴克豪斯，英国联合信息系统委员会技术观察报告项目经理。她委托和参与了《技术的未来》报告的撰写。她还从事技术工作，2002年以“新的电子出版系统设计”项目获创新奖。2005年，她与保罗 安德森共同撰写了绿党大选宣言。
丹尼尔•柯蒂斯，牛津大学环境变化研究所能源保护高级研究员，英国联合信息系统委员会资助的低碳ICT项目的评估主管，该项目的目标是减少大学ICT基础设施运行造成的碳脚印。他的技术背景是能源保护，尤其熟悉能效和可再生能源技术。他在若干国家和国际组织，包括威尔士的替代技术中心和巴黎的国际能源署，参与过许多能源项目。
西蒙•雷丁，环境署创新顾问，可持续ICT发展的政府代表和国际专业组代表。
大卫•沃鲁姆，牛津大学电子研究中心技术经理，参与过许多技术基础设施建设项目，包括大学广域计算网格建设。他是英国联合信息系统委员会资助的低碳ICT项目技术设计师，该项目的目标是促进现有ICT资源的有效利用。现任英国电子科学工程任务组组长。
译者简介：
张进京，国家信息中心，高级工程师。
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