RAT4FPGA   PRESSEMITTEILUNGEN    16. 7. 2019

Dringendste Aufgabe der Europäischen Union


Der bei Weitem schlimmste Verursacher der Klimakatastrophe ist der Stromverbrauch des Internet. Die Technologie zur Reduktion dieses Stromverbrauchs um viele Größenordnungen gibt es schon seit mehreren Jahrzehnten: FPGAs. Deren extrem hochgradige Wirksamkeit wurde schon vor Jahrzehnten durch eine Vielzahl von Umprogrammierungs-Projekten bewiesen. Speed-up-Faktoren bis zu mehr als 3 Größenordnungen und gleichzeitig Energieverbrauchs-Erparnisse bis zu ebenfalls mehr als 3 Größenordnungen wurden schon damals erreicht. Wegen der Gleichzeitigkeit beider Effekte kann nach entsprechendem Umbau der Stromverbrauch um bis zu 6 Größenordnungen reduziert werden. Aber eine rasche Organisationsform zur Anwendung auf das weltweit sehr stark vernetzte Internet muß unbedingt noch entwickelt werden. Dies kann nur durch die EU organisiert werden. (Von Donald Trump und China ist eine Motivation wohl kaum zu erwarten.)




     Den Maus-Zeiger auf die Internet-Links
     (meist grüner Text) und auf die Bilder !




Die Kinder sind längst noch nicht wütend genug

Franz Alt fasst zusammen, dass die Klimaerhitzung entscheidendes Wahlthema wurde. Laut Nathaniel Rich wurde die Chance, den Planeten zu retten bereits vor dreißig Jahren verspielt. Bereits Ende der siebziger Jahre erkannten Wissenschaftler, dass sich die Erderwärmung desaströs beschleunigt. Ein Scheitern wird in naher Zukunft das Schicksal des Planeten besiegeln, wenn wir unseren Stromverbrauch nicht schnellstens drastisch reduzieren. Aber Politiker sind schlecht informiert. In der öffentlichen Diskussion über Klimawandel geht's drunter und drüber. „Die deutsche Klimapolitik scheitert“ schreibt DER SPIEGEL-Leitartikel vom 30. 3. 2019. Am 31. 3. 2019 schreibt DER SPIEGEL on-line: „Die Kinder sind längst noch nicht wütend genug“. Unglaublich: Diesel-Fahrverbote: Die Opfer werden statt der Täter bestraft! Bei weitem größter Verursacher von Treibhausgas-Emission ist der Stromverbrauch des Internet und anderer Big-Data-Stationen: (17. Mai 2019: Süddeutsche Zeitung das Internet als Klimakiller) Deren Stromverbrauch ist überaus monströs. (Und Notstromaggregate sind hierbei meistens Dieselmotoren von der Größe einer Dampflokomotive.)

     Bild 1 (ENVIAM-Gruppe): Wie viel Energie verbraucht eigentlich das Internet? Ein Vergleich

Gewaltigste Stromfresser: Internet u. andere Computer

Die Emissionen aus der nötigen Stromerzeugung sind ungeheuer viel höher als die des gesamten weltweiten Flugverkehrs zusammen mit der gesamten weltweiten Schifffahrt. Der Energiehunger des Internet hat sich seit dem Jahr 2000 alle fünf Jahre fast verdoppelt. Wäre das Internet ein Land, wäre es gemessen am Stromverbrauch das fünftgrößte Land der Welt. Gemäß Prognose von Ulrich Clauß soll das Web um 2030 so viel Strom verbrauchen, wie im Jahr 2011 die gesamte Weltbevölkerung: Stromfresser Internet - Wird dessen Stromverbrauch einmal unbezahlbar? Aber trotzdem kommt das Internet in den Planungen unserer Klimaschützer überhaupt nicht vor! Unglaublich! Das immer noch rasch wachsende Internet ist 30 Jahre alt und wird von mehr als 4 Milliarden Menschen benutzt. Der ebenfalls massive Stromverbrauch der benutzten Geräte kommt noch dazu! Wieviel Strom private Computer verbrauchen, läßt sich nicht messen. Hinzu kommt der Stromverbrauch einer Vielzahl von Computer-Strukturen, die keine Internet-Datenstationen sind: Rechenzentren, Server in Firmen, Organisationen, Maschinen, Fahrzeugen, Schiffen, und Flugzeugen eingebaute Prozessoren, usw. Die EU ist „für ein Klima-neutrales Europa“? Warum die Beschränkung auf weniger als ein Fünftel der Weltbevölkerung? So lösen wir das Klimaproblem nicht, denn das Internet ist eine weltweit sehr starke Struktur (Bild 2).

 Bild 2 (Wikip.): Nur das Unterwasser-Signalkabel-Netzwerk zwischen Datenstationen des Internet

Xputer müssen die Dominanz des Computer beenden

Die heute dominanten Computer beruhen auf dem fast 80 Jahre alten extrem ineffizienten „von-Neumann-Paradigma“. Die von-Neumann-Prinzipien wurden immer wieder heftig kritisiert. Trotzdem ist weltweit der fast 80 Jahre alte extrem Energie-ineffiziente "von-Neumann-Prozessor" (genannt: "Computer") immer noch extrem dominant! Eine unglaubliche Fehlentwicklung der Informatik weltweit. Dringend notwendig ist ein "Seismic Shift". Ursachen des wahnsinnig hohen Stromverbrauchs des von-Neumann-Computers erklärt das „von-Neumann-Syndrom“. Dieser Begriff wurde geprägt von Professor C. V. Ramamoorthy (University of California at Berkeley), als er die Diskussion eröffnete nach meiner Eröffnungs-Keynote-Adresse auf dem Workshop on High-Performance Reconfigurable Computing Technology & Applications (HPRCTA) 1907 in Reno, Nevada, USA. Siehe auch: hier. Is von Neumann still tolerable?

 Bild 3: Unmengen von Internet-Datenstationen. Hier nur ein Teil der Datenstationen im August 2018

Stromersparnis um mehrere Größenordnungen durch Xputer

Die Konkurrenz des vN-Mikroprozessors, der Xputer (Anti-Machine), hat eine um Größenordnungen schnellere Arbeitsgeschwindigkeit (speed-up genannt) und zugleich einen um Größenordnungen niedrigeren Stromverbrauch. Dies wurde bewiesen durch eine Vielzahl von Umwandlungs-Projekten, wobei existierende Programme auf Xputer-Basis neu implementiert wurden. Der Xputer basiert auf der FPGA-Technologie die bereits 1984 auf den Markt kam. Das höchste mir bekannte „speed-up hat den Faktor 28.514 bei gleichzeitiger starker Stromverbrauch-Senkung: hier dividiert durch 3.439. Beide Effekte treten miteinander auf. So bringen auch geringere speed-up- und Verbrauch-Senkungs-Werte massive Verbesserungen. Weitere massive Stromersparnisse ergäben sich bei Datenzentren allein schon dadurch, dass dann keine Klimaanlagen mehr nötig wären.

                                      Bild 4: NSA-Datenzentrum in Bluffdale, USA (Quelle: businessinsider.com )

Die Technologie zur Rettung vor der Klimakatastrophe

Der Xputer benötigt als Bauelemente sogenannte „FPGAs“ („Field-Programmable Gate Arrays“), die 1984 auf den Markt kamen und seitdem ständig verbessert wurden. Für die Umwandlung eines Computer-basierten Systems in eine Xputer-basierte Struktur ist ein Programmierer nicht qualifiziert, da übliche Software-Engineering-Kurrikula nur eine prozedurale Denkweise lehren. Why unqualified: literature. Die Xputer-Programmierung muss jedoch „twin paradigm“ erfolgen, wobei prozedurale und strukturelle Konzepte sehr stark miteinander verzahnt sind. Ein „International Workshop on FPGAs for Software Programmers (FSP)" dient der entsprechenden Aktualisierung der Programmierer-Methodik. Der FSP Call for Papers für 2019 schreibt: „With recent progress in high-level synthesis, a first important step towards bringing FPGA technology to potentially millions of software developers was taken."


Eine schnellere Umprogrammierungs-Organisation nötig

Bisher war die Zahl erfolgreicher Umprogrammierungen um Größenordnungen zu langsam. Die EU muß dringend eine sehr viel effizientere Umprogrammierungs-Organisation für das Internet und dessen Datenstationen entwickeln, damit hierzu höchstens ca. 2 Jahre nötig sind. Hierzu muß schnellstens auch eine genügend große Zahl von Twin-Paradigm-Programmierern ausgebildet werden.


Seit 1984 auf dem Markt: von den Medien verschwiegen!

Die Süddeutsche Zeitung schreibt: „Die gute Nachricht ist, dass die Technologien zur Verfügung stehen, die wir brauchen." FPGAs kamen 1984 auf den Markt. Googeln ergibt "About 40.900.000 results" (Febr. 2019). FPGA: Was ist das? Etwa 80 interationale Konferenzreihen sind konzentriert auf FPGAs, etwa 60 Konferenzreihen bringen oft etwas über FPGAs, während mehrere Tausend Konferenzreihen gelegentlich FPGAs behandeln. Siehe die Liste !! Schon lange gibt es Mikroprozessoren mit FPGA auf dem gleichen Mikrochip! Aber in den Massenmedien kommen FPGAs überhaupt nicht vor! Deshalb haben Politiker keinerlei Ahnung, warum diese so wichtig sind. Wir brauchen dringend ein Tutorium für Journalisten. Bild 5 zeigt eine Teraco Daten-Station in Kapstadt. Man sieht: -zig Tausende von Einschüben müssen ersetzt werden durch einen neuen Typ mit FPGA-Anwendung. Deren Größe, sowie die benötigte Anzahl wird dabei um mehrere Größenordnungen geringer! Die FPGA-Effizienz wird um weitere Größenordnungen übertroffen durch sogenannte DPLAs (s. PISA-Projekt). Die EU kann hier eine viel effizientere Umprogrammierungs-Organisation entwickeln.


Viele Millionen riesiger Datenstationen

Weltweit gibt es ca. 10 Millionen Datenstationen. Zu den Internet-Datenstationen kommen noch weitere Big-Data Server hinzu, von Organisationen und Firmen, wie beispielsweise Amazon. Weit mehr als 1000 Datenstationen sind sogenannte „Hyper-Scale Data Centers“, die so gross sind wie mehrere Fußballfelder und einen Stromverbrauch wie mindestens eine Kleinstadt haben. (s. Bild 4 u. 5). Der Stromverbrauch aller dieser das Internet betreibenden Anlagen verursacht die weltweit größte Emission von Treibhausgasen. Diese sind bei Weitem größte Verursacher der Klimakatastrophe: der Auspuff des Internet ! Prognosen über das weitere Wachstum des Stromverbrauchs all dieser Infrastrukturen sind erschreckend! Dies kommt in den Planungen unseres Klima-Kabinetts und der EU überhaupt nicht vor! Deshalb muss dringend gefordert werden, dass die EU schnellstens eine massive Forschungsförderung anbietet für eine um mehrere Größenordnungen schnellere weltweite Server-Umprogrammierung auf die FPGA-basierte „twin paradigm“-Methode. Unser Klima-Kabinett in Berlin muss dies rasch dringend fordern. Dies sollte möglichst bald auf einem EU-Gipfel durchgesetzt werden: Ein detaillierter Vorschlag über ein dringend durchzuführendes EU-Forschungsprojekt: klicke hier!.


Waldbrände, Ernteausfälle, Wasserknappheit u. v. a. m.


Im Jahr 2018 hatten wir in Europa (nicht nur) weit unterdurch-schnittliche Regenmengen, weit überdurchschnittliche Tempera-turen, und überdurchschnittlich viele Sonnenstunden. Die außer-gewöhnliche Dürre (Bild 6 u. 7) reichte bis weit in den Spätherbst und dann sogar in die Adventswochen hinein. Dabei kam es nicht nur zu zahlreichen Waldbränden, Ernteausfällen und vielen weiteren Hitzeschäden verschiedener Art. Wegen niedriger Wasserstände wurde die Binnenschifffahrt massiv behindert und der Benzin-Preis erhöht. Grundwasservorräte nehmen rasch ab!! Eine dramatische Wasser-Knappheit droht! Erschreckende Bilder: „ausgetrocknetes Flussbett“, „Entwicklung der Dürre des Oberbodens„ u. weitere schlimme Bilder: Wikipedia! Noch etwas ganz anderes: Wäre das ein Wichtiger Schritt zur Rettung des Klimas: Das Bevölkerungswachstum drosseln? Klicke hier!


Twin Paradigm
Bild 5: Teraco Daten-Station in Kapstadt




Erschreckende Prognosen über steigenden Stromverbrauch

Weltweit gibt es ca. 10 Millionen Datenstationen. Zu den Internet-Datenstationen kommen noch weitere Big-Data Server hinzu, von Organisationen und Firmen, wie beispielsweise Amazon. Weit mehr als 1000 Datenstationen sind sogenannte Hyper-Scale Data Centers“, die meist viel größer sind als ein Fußballstadion (s. Bild 4 u. 5). Der Stromverbrauch dieser Anlagen verursacht die weltweit größte Emission von Treibhausgasen. Diese sind auch durch Cloud-Lösungen und Streaming-Dienste bei Weitem größte Verursacher der Klimakatastrophe: der Auspuff des Internet! Prognosen über das weitere Wachstum des Stromverbrauchs all dieser Infrastrukturen sind erschreckend! Dies kommt in den Planungen unseres Klima-Kabinetts und der EU überhaupt nicht vor! Deren Zeithorizont 2050? Falls die Menschheit bis dahin noch existiert? Deshalb muss dringend gefordert werden, dass die EU schnellstens eine massive Forschungsförderung anbietet für eine um mehrere Größenordnungen schnellere weltweite Server-Umprogrammierung auf die FPGA-basierte „twin paradigm“-Methode. Unser Klima-Kabinett in Berlin muss dies rasch dringend fordern. Dies sollte rasch auf einem EU-Gipfel durchgesetzt werden. Ein detaillierter Vorschlag über ein rasch durchzuführendes EU-Forschungprojekt: klicke hier !


                                 Bild 6: Extreme Dürre und Hitze in Europa 2018 (und später?) (Wikipedia)

Wasserversorger schlagen Alarm

In 2018 hatten wir auch in Europa weit unterdurchschnittliche Regenmengen, weit überdurchschnittliche Temperaturen, und überdurchschnittlich viele Sonnenstunden. Die außergewöhnliche Dürre (Bild 5 u. 5) reichte bis weit in den Spätherbst hinein und dann sogar bis in die Adventswochen. Dabei kam es zu zahlreichen Waldbränden, Ernteausfällen und vielen weiteren Hitzeschäden. Wegen niedriger Wasserstände wurde die Binnenschifffahrt massiv behindert und wegen der dadurch erhöhten Transportkosten der Benzin-Preis erhöht. Abnehmende Grundwasservorräte! Wird bald um Wasser gestritten? S. auch Wasser-Knappheit! Weniger Wasser - mehr Waldbrände! Sorge ums Trinkwasser: Wasserversorger schlagen Alarm. Auch sitzt das Almvieh jetzt auf dem Trockenen: Die Schweizer Armee fliegt deshalb Wasser auf die Almen. Welt ohne Wasser: Geschichte und Zukunft eines knappen Gutes Wasser ist Grundvoraussetzung für Leben. Erschreckende Bilder: „ausgetrocknetes Flussbett“, „Dürre des Oberbodens„ u. weitere schlimme Bilder: siehe Wikipedia!


2050 das Ende der menschlichen Zivilisation ?

In Irland und Schottland wurden die höchsten Temperaturen seit Beginn der Wetteraufzeichnungen gemessen (Wiki). Skandinavien berichtet Rekordhitze u. massive Waldbrände. Lettland und Litauen rufen den nationalen Notstand wegen Dürre aus. Im Dezember 2018 wurde der Begriff „Heißzeit“ zum Wort des Jahres 2018 gekürt. Wie wird dies 2019 und danach aussehen? Wird die Dürre und deren katastrophale Folgen noch schlimmer werden? Laut DWD war der Juni 2019 der wärmste und sonnigste seit Beginn flächendeckender Aufzeichnungen vor fast 140 Jahren. Wird 2050 das Ende der menschlichen Zivilisation sein? Denn wirklicher weltweiter Klimaschutz ist aktuell Fehlanzeige. Der Meeresspiegel würde so stark ansteigen, dass Städte wie Miami, New York, Shanghai unwiderruflich unter dem Meeresspeigel verschwinden?


"Klimaneutrale EU bis 2050" ? absoluter Schwachsinn !
 

Städte wie Hamburg oder Amsterdam sind dann unbewohn-bar. Ein Horrorszenario! Mehr als eine Milliarde Menschen muss bis 2050 umgesiedelt sein, damit sie überleben kön-nen. Bewaffnete Konflikte und Kriege zwischen den Nationen wegen massiven Problemen mit Migration, Wasserknappheit, Lebensmittelknappheit nehmen dann massiv zu. Europa wird in Klimaflüchtlingen ersaufen!

read this book!
Es ist erschreckend, dass die Planungen aller unserer Klima-politiker mit dem Zeitaufwand extrem großzügig umgehen. Das Jahr 2019 muss für Deutschland zum Klimajahr werden. Angesichts weltweit eskalierender Klimakrise ist es höchste Zeit, dass die Bundesregierung ernsthaft und entschieden wirkungsvolle Maßnahmen gegen die Erderhitzung umsetzt. Aber der Vorschlag der Europäischen Kommission, eine klimaneutrale EU bis 2050 zu erreichen, würde wirksam erst innerhalb von 30 Jahren und nur innerhalb der EU!



Twin Paradigm
Bild 7: Eiche mit bräunlichem Laub (Wiki)




Europa als Antreiber für den weltweiten Klimaschutz !!!

Am 16. 5. 2019 schreibt die BNN (Badische Neueste Nachrichten) "Zur Europawahl 2019: Was wollen die Parteien?": Wie wird Europa seiner Verantwortung im Kampf gegen den Klimawandel gerecht? Unter CDU/CSU heißt es dort: Die Union sieht Europa als "Antreiber für den weltweiten Klimaschutz". Wirklich? "Mit mehr Investitionen in nachhaltige Technologien und Innovationen können wir weiterhin Wirtschaftswachstum mit Klima- und Umweltschutz vereinen." Aber leider konzentriert man sich dort nicht darauf durch das, was in diesem Papier dann noch weiter gefordert wird.


EU empfiehlt unbrauchbare Methoden zur Klimaforschung

Ziviler Ungehorsam gegen eine verantwortungslose Klimapolitik ist angemessen und notwendig. Schließlich geht es um nichts weniger als um die Zukunft der jungen Generation. Die EU diskutiert jetzt neue Klimapolitik durch das 2019 Enhanced European Innovation Council (EIC) Workprogramme gefördert durch extra 45.4 Millionen € für das EIC Pathfinder Future and Emerging Techologies (FET) proactive topics Programm, Die EU propargiert hier Klimaforschung per Future and Emerging Techologies (FET). So ein Quatsch!!! "FETs" existieren noch garnicht! Wieviele Jahre dauert "emerging" und was kommt dabei heraus? So kann man das Klima noch lange nicht retten !!! Wird denn die Suche überhaupt erfolgreich sein ? Wir brauchen sofort einsetzbare EET (Existierende Erprobte Technologien) !! Englisch: Existing Experienced Technologies. Das sind FPGAs, die seit Jahrzehnten in vielen Anwendungsgebieten erfolgreich erprobt wurden.


Grüne Technologen haben keine Ahnung, daß es FPGAs gibt

Unter "grünen Technologien" versteht man leider nicht die FPGA-Anwendung zur drastischen Reduktion des Stromverbrauchs der Welt. Politiker haben keine Ahnung, daß bei Weitem allerwichtigstes Klimaproblem der Welt der Stromverbrauch des Internet ist, der durch FPGA-Anwendung um Größenordnungen reduziert werden kann.