超高清或將成為最大的碳排放來源,泰信電子呼喚有線電視行業頂層設計

從一首MV說起

2018年4月，一首時長約4分鐘，名為《Despacito》的MV，創下了YouTube上50億次的播放紀錄。

當時，有人估算整個過程所消耗的能源相當於美國4萬個家庭的年耗電，而且這首MV視頻內容還不是高清格式的，手機播放大都是270P或480P的。現在，該MV的播放量又創新高，拜登還用它拉票。

網絡視頻的清晰度與傳輸帶寬有對應的關係：

用一個不夠嚴謹的假設：如果MV的能耗與傳輸數據成正比，將《Despacito》從480P升級到8K/120Hz 超高清格式，能耗至少增加150倍!再假設它是一集45分鐘的8K超高畫質電視劇，所消耗的電力將是全美國家庭一年的耗電量!以此類推，如果央視春晚也採用8K/120Hz格式錄製4小時，用雲服務分發給5億家庭，所消耗的能源大致相當於全美國家庭3年的耗電量!即使技術進步可以降低傳輸和播放的能耗，這也是一個很可怕的數字!

理論依據

1、香農定律。不論從1G到5G的無線通訊，還是從雙絞線到同軸再到光纖的有線通訊，都受香農定律的約束，數學表達公式如下：

這個公式表明，在帶寬B一定時，要傳輸更多的數據，需要指數級增加電力消耗S。大到看得見的網線、光纖，小到看不見的晶片內部的數據/地址總線，都是通訊信道B，只要有信息通過，都要消耗一定的功率S。信道帶寬B固定，環境噪聲N大的5G，要傳輸更多的數據，電力消耗也大。用香農公式，同樣也可以解釋10GPON光設備功耗遠大於1G PON，對使用同軸電纜的有線電視也同樣適用。香農公式告訴我們，拓展信道帶寬B，比提高傳輸功率S要划算得多。有線通訊帶寬大、噪聲小，遠比無線成本低，屏蔽理想的話，其通訊容量取決於傳輸功率的上限。

2、蘭道爾極限

蘭道爾極限的重要意義是在信息理論和熱力學之間建立了聯繫。它給出了擦除一個bit所需要的最小能量，指導我們在計算處理時，儘量減少不必要的數據。交換機、路由器裡都有CPU和緩存器，只要通電，就有大量的數據存儲和擦除，必然消耗能源。當我們點播有大量數據的視頻時，路由器比平時溫度高，手機也更熱。

能源消耗

網際網路是點對點通訊機制，每一個點與其它點通過有線、無線信道，將兩端的路由交換、伺服器連在一起。兩點之間距離越遠，中間設備就越多，消耗的電力就越大。我們每一次按下遙控器或點擊滑鼠，訪問遠端的視頻數據的時候，都要調動數不清的通訊環節，產生數不清的數據傳遞和擦除，可能比燒開一壺水都費電。CDN下沉會產生更多的數據中心，數據中心的冷卻降溫，也會消耗更多的電力。十年前，谷歌中國研究院副院長張智威演講時說道，一般雲計算服務商，50%的能源花在IT上，35%花在冷卻上，Google經過多年努力將花在冷卻上的能源降到總費用的9%。搜索一次消耗0.2卡，即搜索2000次相當於消耗掉一聽啤酒的能量。數據量越大，能耗就越高。視頻點播產生的數據流和消耗的算力，遠比搜索大。現在大家常說的網際網路流量越來越貴，與網際網路數據視頻化有關，而且會隨著清晰度的增加更加昂貴。我們能做的降低成本的辦法，就是把網絡視頻限制在中等以下畫質而非高清畫質。

碳排放

二氧化碳排放量(千克)等於耗電度數乘以0.785。也就是說，用100度電，等於排放了大約78.5千克二氧化碳，這讓我們可以直觀地感受到節約用電與綠色低碳發展之間的關係。根據美國研究人員2016年發表的論文，ICT的碳排放量在2020年將達到全球排放量的3.5%，超過航空和航運。因特殊時期，線上活動增加，預計已經超過該比例。綠色和平組織與華北電力大學的研究指出，中國的數據中心在2018年排放9900萬噸二氧化碳。如未能解決能源消耗問題，這個數字在2023年會再增長2/3，增長速度很快。

這個多年前的研究，可能沒考慮到超高清視頻數據的指數級增加。

2020年11月04日，生態環境部公布了關於公開徵求《全國碳排放權交易管理辦法(試行)》(徵求意見稿)和《全國碳排放權登記交易結算管理辦法(試行)》(徵求意見稿)意見的通知。