Zuinig computeren in de slaapstand

Fotografen kennen de voordelen van energieslurpende elektronica. Zij leggen camera's en kwetsbare lenzen te koesteren in de weldadige warmte van hun stereoinstallaties. Bovenop de versterker is het niet te heet, maar precies de goede temperatuur om het klamme vocht uit de gevoelige onderdelen te dampen. Vooral in de tropen is dat een uitkomst. Maar ook dichter bij huis zijn er mogelijkheden. Boven mijn nieuwe Compaq-monitor is een vers gecentrifugeerd T-shirt binnen een half uurtje droog.

De wereldwijde rekenkracht vermenigvuldigt zich snel, het uitdijende aantal computers heeft een steeds grotere behoefte aan energie. Vorig jaar werden er wereldwijd 30 miljoen PC's verkocht. Dit jaar zouden er weer 38 miljoen bijkomen. Volgens het US Environmental Protection Agency nemen al deze computers in de Verenigde Staten 5 procent van het totale stroomverbruik voor hun rekening. Zonder maatregelen verwacht de EPA dat de elektriciteitsconsumptie van computers in 2000 zal zijn verdubbeld.

Allereerst lijkt een drastische mentaliteitsverandering onontkoombaar. Want de Amerikanen laten hun PC meestentijds links liggen als ie aanstaat. Ruim een derde deel laat zijn computer 's nachts en in het weekend gewoon doorronken.

Maar de aandacht dwaalt natuurlijk weer af naar de technologie die het energiegebruik moet beperken. In het kader van EPA's 'Energy Star'-programma staken computerfabrikanten de neuzen vrijwillig bij elkaar om te werken aan besparende PC's. Apparatuur die voldoet aan de criteria krijgen met ingang van 17 juni aanstaande een Energy Star-logo. Een PC of een monitor die niet meer dan 30 watt verbruikt komt ervoor in aanmerking.

We kunnen hier al de eerste 'politiek correcte' PC voorstellen: het 'Energy Workstation' van IBM, de PS/2-E. Op topsnelheid consumeert dit systeem 51 watt (waarvan de monitor 21). Volgens IBM vreet de gemiddelde vergelijkbare PC tussen de 250 tot 300 watt aan stroom. Krijgt de PS/2-E even geen aandacht van zijn gebruiker dan slaapt hij in op 26 watt, ongeveer het vermogen van een piepklein peertje.

In feite leunt deze personal computer sterk op notebooktechnologie, waar een minimale aanslag op batterijen centraal staat. Hart van de PS/2-E is een 3,6 volts CMOS-microprocessor, de IBM486 SLC2 die ook in IBM's notebook Thinkpad 720 zit. Lage voltages (5 volt is normaal) zeggen trouwens niet altijd iets over zuinigheid, ''maar voor CMOSgeldt dat het energieverbruik oploopt met het kwadraat van de spanning'', zegt Jim Davis, leider van IBM's EWS-project.

CMOSis de energiezuinige siliciumtechnologie die al in de jaren zestig door het bedrijf RCAwerd ontwikkeld voor de ruimtevaart. Het belandde echter lange tijd in de ijskast, omdat het vijf tot tien keer duurder was dan andere manieren om chips te bouwen. Maar inmiddels worden de meeste chips met CMOSgemaakt.

Microprocessor-fabrikanten gieten hun krachtige rekenchips echter meestal in snellere BiMOS-schakelingen. Bijvoorbeeld de 66 MHz-versie van de Pentium, nieuwste microprocessor van Intel, dissipeert gemiddeld 13 watt. Fabrikanten die deze chip in hun computers bouwen moeten dan ook maatregelen nemen om de Pentium te koelen.

De CMOS-processoren voor notebooks geven minder dan 2 watt warmte af. Een koelventilator - herrie en extra energie - is daarvoor niet nodig. Ook Intel heeft zuinige CMOS-processoren in zijn 486SL-lijn. In notebooks telt elke milliampère en daarvoor heeft de 486SL een system management mode, SMM. Bij een system management interrupt wordt de toestand waarin de processor zich bevond even opgeslagen op een apart gedeelte van de 486SL. De rest van de processor gebruikt dan geen stroom. Wordt het toetsenbord of de muis weer aangeraakt dan schakelt het hele systeem weer terug in de normale werktoestand. Zonder verlies van informatie.

Ook de 486 SLC2, die IBMmet een Intel-licentie maakt, kan zichzelf abrupt uitschakelen en weer in een flits op volle snelheid overgaan. Bij chipsbakker AMDzit het ingebouwde energiebewustzijn in de Am386SXLV-serie. Zelfs tussen de aanslagen van de snelste typiste stelt deze microprocessoren zich even op nonactief. Draait een notebook op batterijen, dan wordt al snel de harde schijf gestopt, de PS/2-E doet dat pas na 10 minuten.

Ook het energiezuinige LCD-scherm wordt uitgezet als de PS/2-E twintig minuten geen aandacht krijgt.

Sommige onderzoekers spelen inmiddels met de gedachte nog meer energie te besparen door het rekenproces in chips omkeerbaar te maken. Voor een gedeelte van de elektronische processen zou reversibel rekenen mogelijk zijn. Na het verkrijgen van de uitkomst zouden de stromen in de chip weer terug kunnen lopen. Op die manier zou lading uit de capaciteiten op chips weer terugvloeien. Naar oplaadbare batterij bijvoorbeeld. Ralph Merkle, onderzoeker bij Xerox in Palo Alto Research Center, denkt dat het mogelijk is om daarvoor als uitgangspunt de huidige CMOS-chips te gebruiken. Binnen enkele jaren zou de techniek al toepasbaar kunnen worden. ''Ergens in de volgende eeuw zal reversibele logica het rekenen domineren'', waagt hij in Business Week.