李实

计算机是推动人类进入信息技术时代的核心设备。随着计算机和相关产业的快速发展，人类社会的技术能力也得到了大幅度的增强，互联互通的程度也得到了极大提高。但是，随着计算机持续发展以及人类所使用计算机的数量成倍增加，计算机背后的能耗问题逐渐凸显了出来。2015年，《EnergyEfficiency》（能源效率）杂志就曾经披露过一个研究报告，其中显示游戏PC的耗电量占据了当年所有PC耗电量的21%，达到了75TWh，相当于1.6亿台冰箱的耗电量。而根据2017年的数据，当时全球数据中心的总耗电量约为416TWh，约占当年地球总发电量的3%。除此之外，随着全球超级计算机的发展和不断增加的部署，超算背后的能耗问题也越来越受到大家的关注，比如目前全球排名第一的超算—日本Fugaku，其功耗就高达29899kW，相当于它运行1小时就需消耗接近3万度电，这还不包含为这个超算提供服务的相关设备以及维护的消耗。

另一方面，计算机和相关设备不断提升的能耗需求也带来了一个严重的问题—那就是散热。有人甚至估计，未来超算等设备有可能不得不建立在河流、湖泊甚至南北极周围，因为超算在达到其计算能力的上限之前，散热和功耗问题将首先成为最大的拦路虎，需要流动的河水、湖水或者极地的低温气候才能使得超算等设备处于能正常工作的温度区间。因此从现在的技术发展来看，计算机尤其是超算等设备的功耗和散热等问题，可能在不久之后的未来成为阻挡人们获取更多算力的绊脚石。……