Design overcomplete dictionaries for sparse coding

ネットワークアーキテクチャ特論発表
グループD-1
黒崎研究室 M1 羅凱翔
尾知研究室 B4 山﨑健太
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2015/10/1
About Report
O 論文名
O Accounting for the Energy Consumption of
Personal Computing Including Portable
Devices
O 論文の流れ
O ICT機器の増加
O ポータブル端末の消費電力
O ポータブル端末の普及台数
O コンピュータデバイスによるCO2の排出量
O 対策法
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INTRODUCTION
O コンピューティング・デバイスはすさまじい成
長を遂げている
しかし
O 消費電力の増加
O CO2排出量の増加
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GENERAL ICT ACCOUNTING
O CO2排出量増加の主な原因
O データセンターおよびサーバーファームの増
加
O 事務機器，オフィス用品の増加
O PC端末の増加
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Data Center/Server Farm Energy
Consumption and CO2 Emissions
O データセンター：コンピュータやデータ通信などの装置を設
置・運用することに特化した施設
O サーバーファーム：多数のサーバを集積したもの
データセンターと同義に単に多数のサーバが
集まっていることを意味する場合と、分散され
たサーバ群で同じサービスを提供することを
意味する場合がある
クラウド・コンピューティングに不可欠
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出典：ウィキペディアより
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Data Center/Server Farm Energy
Consumption and CO2 Emissions
O クラウド・コンピューティング技術の発達
O スマートフォンなどを用いたアプリケーション
の増加
O 高品質な動画や音声の通信
O データセンターやサーバーファームの増加
O グーグル、マイクロソフト、ヤフー、アマゾンなどのような
多くの大手会社が、それぞれの顧客に対するサポートを
充実させるためにより新しいサーバー・ファームを確立
することに対して、非常に多くの投資をしている
電力消費によるCO2排出量の増加
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Office Equipment Energy Consumption
and CO2 Emissions
O 事務機器，オフィス用品
O 2003年から2025年の間で最も急成長していく商
用品
O 電力消費問題
http://www.energystar.jp
O エネルギースタープログラム
O 1992年にアメリカ環境保護庁によって発足
O 省電力性能の優れた上位25％の製品が適合とな
るように基準が設定されている
O 現在40000種を超える部品が登録されている
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Growth in Personal Computing Devices
O PC端末の普及
O 1975年：約30万台⇒1980年：約400万台 (1233%↑)
O 1980年：約400万台⇒1980年：約1億6000万台 (2800%↑)
O 以後も約12%/年の割合で増加し続けている
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PORTABLE DEVICE ENERGY PROFILE
O ポータブル端末のエネルギー消費量
O ラップトップ型PC
O 携帯電話，スマートフォン
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ENERGY PROFILE － Laptops －
較
ラ
ッ
プ
ト
ッ
プ
型
PC
電
力
消
費
量
比
の
ラップトップ型PCは平均35Wの電力を消費する
(ワイヤレス通信をONにしてアイドル状態時)
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ENERGY PROFILE － Laptops －
※LCD：液晶ディスプレイ(liquid crystal display)
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無線通信によってディスプレイやCPUと同等の電力を消費する
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ENERGY PROFILE － Mobile Phones －
O 携帯電話の消費電力
O サムスン – BlackJack
O 待ちうけ状態の消費電力：1W
O 通話状態の消費電力：3W
O 全体の2/3の電力を通信によって消費する
O ノキアの調査
O 待ちうけ状態での携帯電話の平均消費電力は
1.2W
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ACCOUNTING FOR NUMBER OF
PORTABLE DEVICES
O ポータブル端末の使用台数
O ラップトップ型PC
O 携帯電話，スマートフォン
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NUMBER OF PORTABLE DEVICES
－Laptops －
O ラップトップ型PCの普及
O LSIの高精細化，低コスト化
O Wi-Fiなどによるモバイル接続
デスクトップ型PCよりもラップトップ型PCを好むユーザーが増加
O 2008年に初めてラップトップ型PCの出荷台数
がデスクトップ型PCの出荷台数を超えた
O 現在使用されているラップトップ型PCの台数
は3億5000万台と推測されている
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NUMBER OF PORTABLE DEVICES
－Mobile Phones －
O 携帯電話の契約台数
O 2009年時点で約42億台
O 2014年には約75億台に達し，普及率が100%を超える
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http://www.rbbtoday.com/article/img/2013/11/12/113803/347100.html
overall
O Force on global energy consumption
O Specifically on electricity consumption
O Computing devices energy consumption
O Portable devices energy consumption
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Overview of global consumption
O Global energy demand will increase 1.6%
/year from 2006 to 2030
O In 2006 the total consumption is 11,730
Mton
O It means in 2030 the consumption will be
increased to 17,010 Mton
O 1 Mton:the energy of 1 milloin tons of oil
equivalent
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Overview of global consumption
12301
11730
17010
GLOBAL ENERGY CONSUMPTION
Increase 1.6% / year
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Overview of global consumption
O The global electricity consumption
O According to Central Intelligence Agency(CIA)
O In 2008 is about 16.88 trillion 𝐾𝑊ℎ.In 2009 is about 17.21
trillion KWh
O About 2% increase / year
O About 12% of global energy requirements
O 1 trillion=1012
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Element of computing device
Front End
hand-held or
wearable device
Portable Device
Desktop
Mobile
Infrastructure
Sever / DataCenters
Back End
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Computing devices
O Mobile phones:
O Around 4.2 billion mobile phones are used
O It shows that 11𝐾𝑊ℎ/year/mobile phone
O 1.2𝑊/ℎ➝46.2million 𝑀𝑊ℎ for all mobile phones
O Laptops(350million):35𝑊/ℎ ➝127.7𝐾𝑊ℎ/year
➝44.6million 𝑀𝑊ℎ for all laptops
O Desktops(950million):the average is about
60𝑊/ℎ ➝175.2 𝐾𝑊ℎ/year ➝163.5million
𝑀𝑊ℎ for all desktops
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Data Centres' & Mobile
infrastructure
O We find that: data centre becomes major
source of global energy consumption
O In 2009 around 168.8 million 𝑀𝑊ℎ
O About 0.976% of electricity consumption
O Half of data centres are in America!
O Mobile infrastructure’s consumption
O In 2007 about 0.12% of electricity
consumption
O In 2009 about (29.25 million 𝑀𝑊ℎ)0.17% of
electricity consumption
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Personal computing device
O In 2009 it comes out to be 0.45 trillion 𝐾𝑊ℎ
O About 2.61% of global electricity consumption
O Portable devices consume 90.8 million
𝑀𝑊ℎ,about 17% of computational devices
electricity consumption
Computational devices’ consumption
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computing devices
other electricity devices
portable device
other electricity device
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Environmental impact
O Electricity consumption represents 12% of
global energy request, but……
O Its contribute to CO2 is about 40% of global
O 2005: 37.2%
O 2009: 48%
O Coal is still the main energy resource
O In America about 56% of electricity generated
through coal
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Environmental impact
O For every 𝐾𝑊ℎ of electricity generate 2.117
pounds of CO2 by burning coal.
O 1 pound = 453.59237 gram
O It means 452.3 million 𝑀𝑊ℎ is contributed
by personal computing device will generate
0.27 ton of CO2.
O Coal power plants 73% of all CO2 into
atmosphere by all kinds of electricity devices.
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Individual consumer
O Per household in the U.S for a year is
11000𝐾𝑊ℎ
O There about 2.59 people average in every
household
O Assumes that there will be 2 mobile phone 1
laptop 1 desktop in every household ➝325
𝐾𝑊ℎ
O Portable devices consume 150𝐾𝑊ℎ
O Computing consumption is about 2.95%
O portable device would be 1.36%
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energy consumption in India
O In 1990 the total energy consumption is
20.8Mton
O in 2001 it was 56.5Mton
O in 2009 it would be 85.46Mton
O population of India is 1.14 billion
O assumed there are 4.8 people / household
O the consumption would be 4038𝐾𝑊ℎ/ household
O computing devices’ consumption is 8%
O portable devices’ consumption is 3.71%
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India VS U.S.
the computing device energy consumption in India is
much higher than U.S. because that the total energy
consumption is lower
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Power management
O For user, there are 2 arears
O Make users utilize power management more
often
O most people are unaware of lower power
management
O Enable tunable between energy and performants
O Manage power at tolerable performants
O For designer
O design low power protocols or algorithms
O energy harvest is available portable device could
do more delay-tolerant communication
O else ramp down to minimal operating
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Conclution
O ICT機器の増加
O ポータブル端末の消費電力
O ポータブル端末の普及台数
O コンピュータデバイスによるCO2の排出量
O 対策法
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ネットワークアーキテクチャ特論発表
グループD-1
黒崎研究室 M1 羅凱翔
尾知研究室 B4 山﨑健太
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