Количество энергии, используемой системой или процессом, часто сравниваемое для оценки эффективности.Потребление энергии — это количество энергии, которое система или процесс использует для выполнения задачи; его часто сравнивают для разных технологий, чтобы оценить эффективность. В физике и технике минимизация потребления энергии имеет решающее значение для устойчивости, снижения затрат и производительности. Это понятие применимо от микроскопических биологических моторов до макроскопических промышленных процессов и вычислительных систем.
Количественное изучение потребления энергии началось с развития термодинамики в XIX веке, особенно благодаря работам Сади Карно о тепловых двигателях. Концепция энергоэффективности стала главным направлением в XX веке с развитием электроники и вычислительной техники.
Потребление энергии измеряется путем отслеживания входной энергии и полезной выходной работы, при этом разница теряется в виде тепла из-за неэффективности. В термодинамике минимальная энергия, необходимая для вычисления, определяется принципом Ландауэра: стирание одного бита информации рассеивает по крайней мере kT ln 2 энергии. Реальные системы работают выше этого предела из-за трения, сопротивления и других потерь. Эффективность — это отношение полезного выхода к общему входу, и ее повышение часто связано с уменьшением производства энтропии.
Показатели потребления энергии направляют проектирование энергоэффективных зданий, транспортных средств, центров обработки данных и электронных устройств. В квантовых вычислениях энергоэффективность является ключевым преимуществом перед классическими компьютерами, потенциально снижая энергию, необходимую для сложных расчетов, на порядки.
Человеческий мозг работает на мощности около 20 ватт, примерно как тусклая лампочка, но выполняет вычисления, которые потребовали бы мегаватт в суперкомпьютере.
