Även appar och spel är energibovar

Ekhiotz Jon Vergara har under sin doktorandtid utvecklat EnergyBox, ett verktyg som mäter och beräknar hur mycket energi uppkopplade prylar drar, som spel och appar. Han fann stora möjligheter till energieffektivisering.

Smarta mobiler

Stora utvecklingsresurser läggs nu ner för att öka batteriernas livslängd i mobiltelefoner och andra mobila enheter. Men det finns stora energivinster att hämta även i mjukvarorna visar Ekhiotz Jon Vergara i sin doktorsavhandling vid Institutionen för datavetenskap, LiU.

– Hittills har apputvecklarna inte brytt sig så mycket om hur mycket energi de uppkopplade prylarna drar, men allt fler börjar få upp ögonen för de här frågorna, exempelvis Spotify, säger Ekhiotz Jon Vergara , nybliven doktor vid Institutionen för datavetenskap, LiU.

EnergyBox


Han har utvecklat EnergyBox, ett verktyg som lägger samman energiförbrukningen för själva dataöverföringen i nätet med energiförbrukningen i en mobiltelefon eller annan uppkopplad enhet. Verktyget mäter och informerar om hur mycket energi prylen drar. I avhandlingen har han använd EnergyBox för att jämföra hur mycket energi olika appar, dataspel och chat-tjänster drar och han föreslår också energieffektiva lösningar.

Det visar sig att energiförbrukningen inte beror på hur mycket data som skickas, utan på hur det skickas. När två system ska skicka data fram och tillbaka börjar de med att skaka hand med varandra, den proceduren kan vara lång och energikrävande eller snabb och energisnål, hur ofta systemen skakar hand med varandra är också av betydelse, liksom hur nätoperatören tilldelar överföringskapacitet.

Jämför meddelandetjänster


Ekhiotz VergaraEkhiotz Jon Vergara har exempelvis testat ett antal olika meddelandetjänster, som Kik, Google hangout, Skype, Messenger och några till, och jämfört en kort konversation, lika för alla. Han har mätt både hur mycket data som skickas för att förmedla innehållet i meddelandet och hur mycket energi som förbrukats.

– Mängden data som sänds är inte proportionell mot energiförbrukningen. Messenger sänder mycket data och drar mycket energi, Google hangout sänder betydligt mindre data och är mer energisnål medan exempelvis Kik sänder lite data men drar mycket energi, berättar han.

Ett enkelt sätt att spara energi i chattar är att köa meddelandet i en sekund.

– Ofta skriver vi, skickar, skriver, skickar – men om applikationen kan köa det vi skriver och sedan skicka allt i ett paket kan vi spara upp till 43 procent energi, berättar han.

I nästa steg testade han dataspel med hjälp av två studenter, 20 olika, både onlinspel med flera spelare och spel som bara spelas av en person. Några av dem innehåller också reklam. Varje spel spelades 5 gånger i 15 minuter.

– I princip förbrukar onlinespel med fler än en spelare mer energi, det är ju logiskt, men flera spel med bara en spelare och som inte har reklam ligger ändå i topp när det gäller energiförbrukning. Inte heller här finns det några linjära samband, berättar han.

Stor skillnad mellan likvärdiga spel


Ett exempel är jämförelsen mellan de två spelen Tower Madness, TM, och Elemental Tower Defence, ETD, som är samma typ av spel. ETD förbrukat 7 gånger mer energi än TM som i sin tur skickar 63 gånger mer data än ETD.

Alla de spel som bara har en spelare visade sig fungera lika bra utan uppkoppling vilket betyder att här finns stora energivinster att göra.

Några tydliga incitament för mjukvaruutvecklarna att minska energiförbrukningen finns inte idag.

– Det här är ett problem som har börjat diskuteras och som behöver lösas på sikt, säger Ekhiotz Jon Vergara.

Frågan är inte enkel för den totala energiförbrukningen beror på många faktorer: hur nätoperatören har optimerat nätet, hårdvaran i telefonen, operativsystemen och hur energikrävande respektive app eller spel är. Ofta har vi många appar igång och helheten är inte summan av de olika delarna eftersom systemen påverkar varandra.

Rättvis fördelning av energikostnaden


Ekhiotz disputationI ett sista avsnitt i sin avhandling har Ekhiotz Jon Vegara därför utvärderat ett antal strategier för att fördela kostnaden för energiförbrukningen så rättvist som möjligt.

– Idag fördelas kostnaden utan att man funderar över om det är rättvist eller ger incitament att minska energiförbrukningen. I avhandlingen har jag visat på några möjliga metoder och även givit riktlinjer för hur man väljer mellan alternativen.

För att få ett hum om hur stora energimängder det handlar om har han brutit ut en liten del och kollat hur mycket el våra mobiltelefoner drar på ett år. 2013 såldes enligt analysfirman Gartners beräkningar 1 miljard smartphones i världen, de två vanligaste globalt är iPhone 5 och Samsung Galaxy S3. För att ladda upp 1 miljard telefoner i ett år gör vi av med 4TWh per år, vilket motsvarar ett mindre kärnkraftverk. Gartner beräknar att det i år, 2016, ska säljas 1,5 miljarder smartphones i världen och att det totalt finns 4,5 miljarder smarta mobiler.

Avhandlingen:

Energy Modelling and Fairness for Efficient Mobile Communication, Ekhiotz Jon Vergara, Insitutionen för datavetenskap, Linköpings universitet 2016.

Huvudhandledare: professor Simin Nadjm-Tehrani, IDA.

Kontakt