基本介紹
- 中文名：綠色計算
- 外文名：greenMachine
- 特點：省電、低噪聲、低污染
- 適用：計算機
- 學科：計算機
- 領域：計算機
時代要求,具體設計技術,產品特性,標準規範,省電,禁用CFC及三氯乙烷,包裝廢棄物回收再生處理,電子廢棄物之回收再利用,
時代要求
目前全世界套用於各行各業的個人計算機中，據資料統計，每周真正使用的時間為12到24小時，依照大多數人的習慣，個人計算機在不使用時，如開會、會客、聽電話、甚至下班忘了關機等時候，機器仍然在運行，在通電狀態下，顯示器常常閒置不用；這實 際上是在虛耗電能。同時，在機房、辦公室有大量列印紙扔滿垃圾箱，這樣不僅消耗大量的人類賴以生存的能源，而且也嚴重污染了環境。近來，計算機與生態環境的關係日益密切，為了解決人類與計算機和環境部量，世辦有關國家紛紛提出研製、開發、生產和套用綠色計算機。
省電——採用3．3V低電源電壓或混用3．3V和5V電源電壓的微處理器芯版或相關晶片組；採用節能的平板液晶顯示器；採用高效率的電源供應器等。低污染——不使用破壞臭氧層的CFC和三氯乙烷化學物持。材料可回收——這包括系統結構、外殼製造生產材料、包裝材料、印表機色匣和列印紙等。符合人體工程學——操作方便、安全、人機界面友好等。
這實際上是一台安全節能型的個人計算機，即將耗電量、消耗品以及對健康和環境的危害都減小到最低限度的PC，也稱綠色機器GM（greenMachine）。它超越已被人們廣泛接受的人體工程學思想。人體工程學基本上是將PC用戶的安全性、舒適性以及易操作性作為主要著眼點（即用戶的友好性），GM則增加了對節能、無公害、淨化環境等方面的考慮。
具體設計技術
省電是綠色計算機的必備條件，對個人而言，也許只是微乎其微的幾度電，但相對於數以百萬計的個人計算機就是一筆可觀的數字。因此很多製造廠在設計個人計算機時，採用不少辦法使其在停機狀態下電髦低於30W。早期採用在系統晶片外另加一個電源管理器件的方法，用以監控系統的工作狀態。它用中斷請求IRQ等系統控制信號使CPU的工作頻率從33MH〔z〕降到8MH〔z〕，或使顯示器進入省電狀態或切民硬碟/軟碟電源。後來有些廠商認為利用電源管理器成本高，功能也太多，於是轉而利用鍵盤控制器的特性，通過監測系統狀態來控制進入省電狀態的時機，同時還利用基本輸入輸出系統（BIOS）來做適當的硬碟及外部顯示器控制，這樣也可達到待機狀態下其功耗低於30W的要求。這種設計方法簡音、經濟、實用，但對更快速的系統配置，如採用486DX2－66、配置主存8MB以上，再加協處理器、網路止等，採用上述設計方法，在待機狀態下就難以達到髦電低於30W的要求。近來，Intel公司推出具有省電功能的SL Enhanced 486SX、486DX和486DX2等微處理器晶片，它個具有下列兩功能：提供系統管理中斷方式SML （System Manage——ment Interrupt）；具有5種可能的省電方式：正常狀態（Noumal State）、停止允許狀態（Stop Clocd State）、停止時鐘狀態（Stop Clock State）、暫停自動下電（Halt Auto Powerdown），以及自動空閒下電狀態（Automatic Idle Powerdown State）。目前很多廠商都綜合上述方法，將電源管理晶片包含在內並支持SL Enhanced的特性，設計出一種標準的電源管理方式，對省電型的PC能更進一步省電，也能控制相應的外部設備達到省電的要求。如圖1所示。為了進一步省電，還要把目前的電源設備的效率從50%提高到60%～70%，即以30W為例，民源耗電約15W，提高效率只消耗9W到12W，其它18W到20W可讓系統公分利用，以增加更多的功能卡或外設，這樣仍符合“能源之星”要求。另外IBM PC/1系列產品設計能夠達到“瞬間進入省電狀態”，且能夠將當前的計算機工作狀態都記錄到硬碟上，並能通過按一“瞬間恢復”鍵，立即回復到正常工作的狀態，同時軟體能回復到原來進入省電前的執行狀態和顯示狀態。這樣就能把省電性和昀使用性結合起來，這是一個新發展方向。由於個人電腦中所用的VLSI電路大都會造成對環境的污染，但一旦證實是有害物質時，則應儘量避免選用。目前國際上已制定針對某些對某些特定有害化學物質進行逐年減少使用的具體規定。另外，使用較少的材料設計也是具有環保概念的行為。因為減少材料意味著加工較少、能源世省、資源開發合理。若在不得已情況下，使用有害材料時，也必須考慮到將來使用過後的回收處理和是否容易分解等問題。在設計綠色計算機時，材料的選擇要考慮廢棄時處理的難易，一件不易分解的元件或機器對環境的影響是很深遠的。如計算機外殼採用塑膠金屬複合材料設計，若無後續處理，其再利用的可能性極低。所以在設計上，除了必須選用本身及製造過程中沒有公害的材料外，裝配上的易拆裝性、無嵌入件、無螺絲等設計概念也應考慮。易拆裝、無螺絲塑膠外殼可一體成形，減少了零件數目，相對於傳統純鐵殼設計也減少了很多零件製造加工程式。當然對防止電磁干擾設計有要求時，必須設計具有導電性能良好的鐵板材料，但也要考慮到分解的可能性。選擇塑膠外殼的主要目的是避免烤漆、噴漆等有害環保的加工及處理。易拆裝性不但組裝、維修時節省很多人力物力，而且更重要的是後處理簡化。在主機印製板生產時採用多道純水清洗法，代替CFC超音波清洗，不僅減少污染，而且產量和質量都有明顯的提高。另外，採用科學的計算機輔助設計（CAD）可節省材料、提高性能、減少製造工序、降低成本，這也是符合環保要求的。在包裝材料上，以紙箱為主，填充緩衝物由採用碎紙屑、再生紙、紙板、紙盒，也有採用發泡棉的。對於會造成垃圾的塑膠，逐浙利用可回收的塑膠代替。
產品特性
自從美國環保局公布“能源之星”計畫以來，世界上主要計算機公司都不斷推出綠色計算機產品，如IBM公司PS/2Energy Saver型PC，採用3．3伏486SLC2微處理器，使用10．4英寸的矩陣液晶顯示器，在空閒時電耗為19W；又如HP公司的Laser jet雷射印表機，在空閒時，電耗僅為5W；Apple公司的Macintoch Color Classic PC系列產品，空閒時，電耗為25W；還有中國台灣不少公司也在近期相繼推出符合“能源之星”計畫要求的綠色計算機系列，如台灣神通電腦公司的Super Green－4086和LightGreen－486 VESA系列產品等。這些產品其生產線的質量檢測通過國際ISO 9001質量認證；它們處理器晶片；它們最大特色是高省電性，當系統不工作時，除主機外，其餘外圍設備軟碟機與顯示器皆可進入省電模式，另外還可經由S10、P10、COM1/2、LAN、MOUSE、KEY、BOARD、HDD/FDD的系統控制來檢測和控制切換模式，而且能立即準確地恢復各項功能。主機和熒幕在待機模式（STANDBY格MODE）總耗電量為35W，在睡眠模式（SLEEP MODE）耗電量低於20W。另外，主機板採用NON－CFC的水洗製造工藝，這樣可減少對臭氧層的破壞。包裝材料採用可回收的瓦楞紙。顯示器符合VESA DPMS（DisplayPower Management Signaling）綠熒幕規範。同時支持多重省電模式：待機模式，耗電小於30W；掛起模式小於5W；信號關閉（SignalOff）模式耗電小於5W。還通過UL、FCC－B的低輻射規範，採用數字控制熒幕顯示，支持交錯和非交錯顯示模式，淚晰度可高達1280×1024。隨著綠色計算機的推廣套用，今後將會出現各具特色的各類綠色計算機系列產品。由於綠色計算機所涉及的層面甚廣，需要多種科知識的支持。因此為了了解綠色計算機的發展趨勢，促進我國綠色計算機工業的發展，特匯集有關國家的綠色計算機相關標準規範，供綠色計算機的研究、開發、生產和使用人員作參考。
標準規範
省電
美國環境保護署EPA“能源之星”計畫1992由美國環保署（EPA）所發起，主要宗旨在於鼓勵廠商生產製造節省能源之個人電腦監視器、印表機，並降低因發電所造成之空氣污染。據不完全統計，加入美國能源之星計畫的廠商已達190家，合計約有70%的桌上型電腦的銷售量，90%以上的雷射印表機市場。每家廠商已與EPA簽署協定，同意推出使用時自動省電50%～70%之桌上型電腦、印表機、監視器，合格產品將以EPAEnergy Star標誌加以識別。
契約內容摘要：·能源之星電腦合作廠商承諾開發省電之個人電腦（Green－PC），以節約能源並防治空氣污染。其中規定，廠商的電腦系統或監視器在低電力消耗的狀況下，用電小於30瓦，即可獲得EPA能源之星標誌。印表機則依列印速度而有不同的規範。請參考下表。表一 (490114B1.PCX)EPA承諾鼓勵使用者購買巾有能源之星標章之產品；對於合作廠商在保護環境所作之公工服務給予表揚；與美國聯邦政府機構合作，促其購買能源之星產品。電腦配件（如晶片、附加卡、儲存設備、軟體等）之後產廠商可參加能源之星配件及軟體聯盟（Ally）計畫，內容要點大致與前述相同。
·能源之星申請程式：欲參加EPA能源之星計畫的廠商，首先必須生產符合EPA規範之能源節省相關產品，自行或委託測試合格後，向EPA索取Computer/Monitor Agreement，印表機廠商索取Printer Agreement，軟體、配件及售後裝置廠商索取Ally－Agreement。以上檔案索取方法，皆可經由傳真方式，附上公司名稱、地址及產品簡介，EPA處理後將以郵寄方式寄出契約書、廠商簽字後再寄回EPA、EPA收到廠商簽字之後的契約書，經簽字處理後，會連同契約影印本連同能源之星標章資訊（磁碟片、幻燈片及單色照相底片）讓廠商自行製作貼上標誌，教志廠商如何貼用標章及印刷宣傳。
VESA聯盟（Video Electronics Standards Association）主要的目的是制定Vedio及Computer Graphics之相關標準，目前已有180餘個會員申請加入其組織。由於顯示器之電源消耗在桌上型電腦系統中占極顯著的比例，所以希望降低顯示器之電源消耗，將有助於減緩電力需求之增長。若想要讓顯示器之電源管理技術被廣泛採用，則必須將顯示器及其控制器之接口標準化，目前VESA聯盟正針對此需求，提案定義顯示器以進入這些狀態之方法。DPMS（Display Power Management Signaling）正是主系統和其顯示器傳輸信號的一種方法，其有四種不同的電源管理狀態，並對各種狀態之電源消耗作出規定。
（The Swedish Confederation of Professional Employees），而NUTEK則是其針對桌上型電腦、鍵盤及監視器之電力節省所作之規範。規定使用者在5～60分仲內未觸及鍵盤、滑鼠時，設備必須自動進入suspend或off狀態，最低電源消耗在4W以下，設備必須在鍵盤及滑鼠被觸動時，或外部訊息傳入時，自動恢復到on狀態。重新啟動的時間應與一般開機時間近似，在使用中任何未被儲存的資料，應自動被儲存。
禁用CFC及三氯乙烷
（1）蒙特婁議定書
1987年9月在加拿大蒙特婁召開國際臭氧層保護會議，會議中通過蒙特婁議定書，明確具體管制對象與各項措施，其主要目的在於保護臭氧層。議定書是根據維也納協定的共識所制定的，已認可之國家超過11國，且這些國家在1986年的CFE叫消費量，達全世界總消費量的三分之二。因符合認可規定，幫蒙特婁議定書於1989年1月1日起正式生效。而後管制規定條文又歷經四次締約國會議的增補修訂，目前丹玫麥哥本哈根修正案為最新版本，預計於1994年1月1日起生效。
（2）標籤法規
美國1990年11月15日實施“大氣淨化法”，其中的Section 611之規定即是“標籤法規”。其主要規定是：對本法所管制的臭氧層破物質，在運輸、儲藏時所用的容器，含有該物的製品或製程、曾經使用過引臭氧層破博物質之產品，其外部必須巾有消費者可判讀的警告標誌，否則不得跨州通商
包裝廢棄物回收再生處理
（1）德國綠點標誌：德國聯邦政府於1991年6月12日頒布德國包裝材料法令，其主旨為減少包裝壯圾，德國包裝材料法令適用於所有在德國市場上流通的商品之包裝。該法令的三項基本要求是：包裝材料必須使用有利於環保之材料，商品包裝所用之材料有利於環境，有利於其再利用或再生：嚴格限制商品包裝之體積和重量不應超過保護和銷售商品之實際需要：商品包裝能夠重複使用。若不能重複使用，則應進行再利用或再生處理。
該法令將包裝材料分為三類，對業者具體要求如下：·運輸包裝包括外包裝紙箱、緩衝材料、木材等，製造者和行銷商必須接受下游業者退還之包裝材料，並於公共垃圾處理系統之外進行再利用或再生處理。二次包裝包括促銷用的展示包裝、多重包裝等，行銷商在將商品出售給消費者，必須於化共垃圾處理系統之外進行再利用或再生處理。銷售包裝包括彩盒及其內戶含塑膠袋發泡材料等。行銷商必須接受消費者還之包裝材料，並於公共垃圾處理系統之外進行再利用或再生處理。業者可建立從消費者住處收集包裝材料的回收系統，參加該類回系統的製造者和行銷商不在上述規定管理轄之列。
（2）DSD公司及綠點標誌：為解決銷售包售包裝的加收問題，德國零售業者、包裝材料業者、聯及地方政府，聯合於1991年6月成立DSD公司，旨在全德範圍內建立一套包裝材料的回收和分類系統。業者向DSD公司申請綠點標誌的使用許可，印有綠點標誌的包裝材料在使用後，將由DSD公司負責回收、分類、運送至再工廠處理。
電子廢棄物之回收再利用
根據德聯邦環境部報告，德國目前每年可生產1000億個包裝廢棄物及80萬砘的資訊電子產品垃圾，且預計未來十年來將以10%的比例增加。對於堆積如山的資訊電子廢棄物，德國聯邦政府表示，資訊電子產品的製造商及貿易商應對此負責任，應負責將這些淘汰的機器回收（不管是自己回收或是經由第三者來執行）。德國電子信息產品回收處理法令預定自1994年1月1日正式生效。隨著環保和節能總意識的日趨強烈，綠色計算機將越來越受到人們的歡迎，因此，世界各國都十分重視推行“綠色計算機”運動，對綠色計算機的相關規範的制訂、宣貫以及有關產品的檢驗都十分熱情。像我國台灣已成立了綠色電腦推廣協會，除積極推動發展綠色計算機外，還推廣宣傳綠色電腦的有關國際標準，建立檢驗認證機構。我們也應趕上時代要求，把綠色計算機運動推向各個行業。
