ما مدى تأثير ترك الكمبيوتر يعمل طيلة الوقت على استهلاك الكهرباء؟

تُقاس مُعدّلات استهلاك الأجهزة المختلفة للطاقة الكهربائيّة بوحدة الوات ساعة، والتي تُشير إلى متوسّط القُدرة الكهربائيّة التي يسحبها الجهاز من مصدر التغذية بالكهرباء على مدار الساعة. ويُعتبر استخدام متوسّط قيمة القُدرة الكهربائيّة المسحوبة ضروريًّا عند المُقارنة من حيث الاستهلاك بين أجهزة الكمبيوتر المُختلفة، والتي لا تستخدم مستويات ثابتة من الطاقة، فعلى سبيل المثال؛ يستخدم الكمبيوتر أثناء قيامه بعمليّات المُعالجة المُختلفة للبيانات لإتمام مهمّة مُحدّدة طاقة كهربائيّة أكبر من تلك التي يستخدمها نفس الكمبيوتر أثناء بقائه في وضع السُبات (Hibernate).

ويُمكن قياس مُعدّلات الطاقة الكهربائيّة التي يستهلكها جهاز الكمبيوتر أو اللابتوب أو أيّ جهاز آخر باستخدام أحد عدّادات القّدرة الكهربيّة بالوات مثل جهاز Kill-A-Watt، وهو جهاز يتمّ توصيل أحد طرفيه بالحائط، وتوصيل جهاز الكمبيوتر بعد إيقاف تشغيله تمامًا بالطرف الآخر، ثُمّ الضغط على زر KWh الأرجواني لتشغيل العدّاد، وتشغيل جهاز الكمبيوتر أو اللابتوب مُجدّدًا لكي يبدأ الجهاز في قياس الكمية الدقيقة للطاقة التي يستهلكها الجهاز.

يتكوّن العدّاد ببساطة من محوّل قُدرة يعمل على خفض قيمة كُل من الجهد والتيّار الكهربيّ المسحوبان من مصدر الكهرباء إلى قيم صغيرة يُمكن لدائرة القياس تحمّلها. تساوي القُدرة الكهربيّة المسحوبة بالوات حاصل ضرب قيمة الجهد بالفولت في كلّ من قيمة التيّار المسحوب بالأمبير، ومُعامل القُدرة، ومن ثمّ يقوم بحساب قيمة القُدرة المُقاسة لكلّ ساعة، والتي تكون مُتناسبة مع القُدرة الكهربيّة التي يسحبها الكمبيوتر أو اللابتوب من مصدر الكهرباء لكلّ ساعة. يُمكن للجهاز بعد ذلك بحساب مُعدّل استهلاك الكمبيوتر للطاقة على مدار اليوم بالوات ساعة.

يُدرك مصنّعو أجهزة اللابتوب أهمّية ميزة إمكانيّة استخدام هذه الأجهزة دون توصيلها بمقبس التيّار الكهربائيّ لبعض الوقت، وأنّه كلّما ازدادت قُدرة البطّاريّة على تشغيل الجهاز لأطول وقت ممكن قبل الحاجة إلى إعادة شحنها بالكهرباء كُلّما ساعد هذا على رواج المُنتج وازدادت رغبة المُستخدمين في شرائه. ولزيادة وقت تشغيل الجهاز باستخدام البطّاريّة القابلة لإعادة الشحن عادةً ما يلجأ مصمّمو أجهزة الكمبيوتر المحمولة لإحدى طريقتين:

تستهلك أجهزة اللابتوب بوجه عام الطاقة بمُعدّلات أقلّ بكثير قد تصل في بعض الأحيان إلى 80% أقلّ من مُعدّلات استهلاك أجهزة الكمبيوتر المكتبية للطاقة. حتّى إنّ أجهزة الكمبيوتر المحمولة عالية الأداء قد تستهلك في الحدود القصوى حوالي 60 وات فقط من الطاقة، بينما تستهلك أجهزة الكمبيوتر المكتبية شائعة الاستخدام حوالي 175 وات كحدّ أقصى أثناء أداء المهمّات وعمليّات المُعالجة المُشابهة.

اقرأ أيضًا: لماذا بطارية اللابتوب لا تستمر كما تخبرنا الشركات في الإعلان ؟

والسبب الرئيسيّ الذي يقف وراء هذا الفارق في مُعدّلات استهلاك الكهرباء هو أنّ وحدات إمداد الطاقة (الباور سبلاي) الموجودة في أجهزة الكمبيوتر المكتبية تستهلك عند العمل بأقصى إمكانيّات لها ما يزيد عن 300 وات ساعة وهو ما يتجاوز حتّى مُتطلّبات نظام التشغيل الرئيسيّة، بينما تحتوي أجهزة الكمبيوتر المحمولة على وحدات باور سبلاي أصغر حجمًا تتراوح قُدرتها الكهربائيّة ما بين 30-90 وات، ويمكن أن تصل كفاءتها في استخدام الطاقة إلى 20% عند تشغيلها من خلال توصيل الشاحن بالكهرباء إلى جانب طاقة البطّاريّة.

تحتوي وحدات إمداد الطاقة أو الباور سبلاي على محوّلات خافضة للجهد ومنظِمات إشارة يتمثّل دورها الرئيسيّ في تحويل الكهرباء الآتيّة من مقبس الكهرباء بجهد مُتردّد كبير تبلغ قيمته حوالي 220 فولت إلى جهد مُستمرّ مُنخفض القيمة يتناسب مع احتياجات جهاز الكمبيوتر من الطاقة وغالبًا ما تكون قيمة هذا الجهد 12 فولت. تحتوي أجهزة اللابتوب أيضًا على معالج مركزي ورسومي ومكوّنات تعمل بأداء أبطأ بصورة كبيرة مُقارنة بأداء الأجزاء المُشابهة والموجودة في أجهزة الكمبيوتر المكتبيّة لذا تستغرق اللابتوبات وقتًا أطول لإجراء عمليّات المُعالجة المُختلفة للبيانات وفي المقابل تستخدم طاقة أقلّ أي أنّها أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.

 

لاحظ أنّنا أشرنا أكثر من مرّة في الفقرات السابقة إلى مفهوم كفاءة استخدام الطاقة وتحدّثنا عنه باعتباره مفهوم منفصل عن مُعدّل استهلاك الطاقة، ولعلّك تساءلت ماهيّة الفارق بين استهلاك الطاقة وكفاءة استخدامها.

ولكي نفهم هذا الفارق بدقّة دعنا نتّفق أنّ مرور الكهرباء في أيّ موصّل أو دائرة إلكترونيّة دائمًا ما يُصاحبه انبعاث حرارة نشعر بعها عند مُلامسة الأسلاك والقطع الإلكترونيّة ونجدها ساخنة. هذه الحرارة ما هي إلّا طاقة لا تُستحدث من العدم ولكن مصدرها هو مقبس الكهرباء أو البطّاريّة وتُفقد في تسخين الأسلاك والأجزاء الإلكترونيّة دون أن يستفيد منها الجهاز بشكلٍ فعليّ، بل عادةً ما تُضاف بعض الأجزاء للجهاز التخلّص من هذه الحرارة باستخدام المراوح أو طرق التبريد. أي أنّ الطاقة التي يسحبها جهاز الكمبيوتر تستخدم الرقائق الدقيقة ومكوّناته الداخليّة جزءًا منها في نقل المعلومات ومعالجة البيانات وتشغيل مكوّنات الجهاز الأخرى، ويتحوّل جزء منها إلى حرارة غير مرغوب فيها.

في هذه الحالة نستخدم مفهوم كفاءة استخدام الطاقة لكي نشير إلى نسبة الطاقة الفعّالة المُستخدمة في تشغيل مكوّنات الجهاز ونقل المعلومات من الطاقة الكلّية التي يسحبها الجهاز من مصدر الكهرباء أو البطّاريّة.

تختلف الحرارة التي يُنتجها كلّ نوع من الأجهزة الإلكترونيّة، وفقًا لمقدار الطاقة الكلّية التي يسحبها، ونوع العمليّات التي تجريها مكوّنات الجهاز، فتستهلك الهواتف المحمولة على سبيل المثال عند تشغيلها في وضع الاستعداد بضع ميللي واتات فقط في صورة حرارة أي أنّ كفاءة استخدامها للطاقة تكون عالية ويُحافظ ذلك على عُمر البطّاريّة.

كذلك تفقد أجهزة الكمبيوتر المحمولة قدرًا أقلّ من الطاقة في صورة حرارة من إجمالي الطاقة الكلّية المسحوبة من البطّاريّة مُقارنة بأجهزة الكمبيوتر المكتبيّة. تستشعر المراوح الموجودة بأجهزة الكمبيوتر سواء المكتبيّة أو المحمولة حرارة المعالج الدقيق (المايكروبروسيسور) فتعمل ببطء عند الحرارة المنخفضة أثناء الاستخدام الخفيف للجهاز، وتعمل بسرعة أكبر عند ارتفاع الحرارة أثناء إجراء عمليّات المعالجة الحوسبيّة الأكثر تعقيدًا ممّا يُقلّل من الضوضاء الناتجة عن عمل المروحة ويوفّر الطاقة. 

تختلف الطاقة المُستهلكة وفقًا لنوع الجهاز تختلف كذلك الطاقة التي يستهلكها كُلّ جزء من أجزاء الكمبيوتر نفسه، فهناك مكوّنات تستهلك كهرباء أكبر من غيرها، ودائمًا ما يكون الجزء الأكبر من الطاقة المُستهلكة من نصيب الشاشة والمُعالج. كذلك يختلف استهلاك الطاقة وفقًا لنشاط المُستخدم على الجهاز ونوع العمليّات التي يُجريها الجهاز، فعلى سبيل المثال لا يستهلك الجهاز الواحد أثناء تشغيل لعبة فيديو ثلاثيّة الأبعاد أو أثناء تعدين العملات الرقميّة نفس القدر من الطاقة الذي يستهلكه أثناء كتابة نصّ وورد.

وهنا جدير بالإشارة ان هناك دراسة أجرتها مؤسسة Energy Saving Trust وجدت أن أجهزة الكمبيوتر وملحقاتها تمثل حوالي 8 في المائة من إجمالي استهلاك الكهرباء في المنزل، علمًا ان الدراسة أجُريت بناءً على معدل استهلاك الأجهزة في المملكة المتحدة، مع استخدام 25 في المائة أخرى بواسطة الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية الأخرى. تُظهر الدراسة أيضًا أن أجهزة الكمبيوتر المكتبية تستهلك طاقة أكثر بكثير من اللابتوب – ما يقرب من ستة أضعاف – وذلك لأن مصنعي أجهزة اللابتوب يأخذون بعين الاختبار عمر البطارية وتحقيق أقصى مستويات ترشيد الاستهلاك بطريقة لا يمكن تنفيذها في حال الحواسيب المكتبية.

لا تستهلك أجهزة اللابتوب أيّ كهرباء تقريبًا أثناء تشغيلها في وضع السُبات أو عند إيقاف التشغيل بشكلٍ كامل لأنّ ذلك يُقلّل من عُمر البطّاريّة دون داعِ. وعلى النقيض من ذلك؛ يستهلك الكمبيوتر المكتبيّ عندما يكون في وضع السُبات الحد الأدنى من الطاقة اللازمة لتشغيل البرامج في الخلفيّة.

وفي وضع النوم (Sleep) يستهلك الكمبيوتر قدرًا ضئيلًا من الطاقة يكون كافيًا لاستعادة حالته الأصلية عند إعادة الاستخدام حيث يحتفظ الكمبيوتر في هذا الوضع بمحتويات ذاكرة الوصول العشوائيّ على مُحرّك القُرص الثابت ثُمّ يقوم بإيقاف تشغيل الجهاز، وعند إعادة المُستخدم لتشغيل الجهاز فإنّه سيعيد نقل المحتويات السابقة واستعادتها لذاكرة الوصول العشوائيّ من القرص الصلب.

وحتّى في حالة إيقاف تشغيل الجهاز بشكل كامل مع إبقائه مُتّصلًا بمصدر الكهرباء فإنّ الكمبيوتر يستهلك قدرًا من الطاقة يصل إلى حوالي 1 وات. تُستهلك هذه الطاقة في تشغيل بعض الأجزاء مثل مصابيح الـ LED الموجودة في بعض المكوّنات مثل مدخل كابل الإيثرنت، وإضاءة الماوس وتشغيل لوحة المفاتيح ومداخل الـ USB استعدادًا لأي إدخال يقوم به المُستخدم قبل بدأ التشغيل.

اقرأ أيضًا: خيار Shut Down لا يؤدي لإغلاق الكمبيوتر تمامًا كما تظن

  

 المُلخّص  | تستهلك أجهزة الكمبيوتر المكتبيّة أثناء تشغيلها ما بين 170-175 وات ساعة، بينما تستهلك أجهزة اللابتوب أثناء تشغيلها ما يصل إلى 60 وات ساعة أي تستهلك طاقة كهربيّة أقلّ بكثير من أجهزة الكمبيوتر المكتبيّة أثناء التشغيل كما أنّها تستخدم هذه الطاقة المُستهلكة بكفاءة أكبر، ويرجع الفارق في مُعدّلات الاستهلاك إلى صغر حجم الباور سبلاي المُستخدم في أجهزة اللابتوب مُقارنة بتلك المُستخدمة في أجهزة الكمبيوتر المكتبيّة، بالإضافة إلى احتواء أجهزة اللابتوب على وحدة مُعالجة مركزيّة ووحدة مُعالجة رسوميّة بطيئة الأداء مُقارنة بمثيلاتها في أجهزة الكمبيوتر المكتبيّة.

يستهلك كارت الشاشة والمعالج في أجهزة الكمبيوتر بوجه عام مُعظم الطاقة الكهربيّة التي يسحبها الجهاز من المصدر. وفي حالة استخدام الجهاز في عمليّات المُعالجة المُعقّدة فإنّه يستهلك الطاقة بمستويات عالية تزيد عن تلك التي يستهلكها عند الاستخدام الخفيف مثل تصفّح الويب مثلًا، والذي يستهلك بدوره طاقة أعلى من تلك التي يستهلكها عند تشغيله في وضع الاستعداد حين لا يُجري الجهاز أيّ عمليّات معالجة وحين لا يكون المُستخدم نشطًا على الجهاز.

وعلى عكس اللابتوب الذي لا يستهلك أيّ كهرباء أثناء التشغيل في وضع السُبات أو عند إيقاف التشغيل بشكلٍ كامل، يسحب الكمبيوتر المكتبيّ أقلّ قدر مُمكن من الطاقة عند تشغيله في وضع السُبات، ويستمر الجهاز في سحب قدر ضئيل من الطاقة الكهربيّة من المصدر حتّى في حالة إيقاف تشغيله بالكامل طالمًا ظلّ مُتّصلًا بمصدر التيّار الكهربائيّ لذا يفضل فصل الجهاز عن مقبس الكهرباء بعد إيقاف تشغيله لتقليل استهلاك الكهرباء وعدم العودة لتوصيله إلّا عند الحاجة إلى الاستخدام.