HMS Networksは、2025年にはCO2排出量においてネットポジティブを目指すという野心的なサステナビリティの目標を掲げています。つまり、すべてのチームが、サステナビリティの向上を求めて、あらゆる手段を講じる必要があるのです。
スウェーデンのハルムスタッドにあるAnybus開発部門は、このことを最も重要視しているチームの1つです。世界をリードするAnybus産業用通信製品を開発し、産業用装置がどのような産業用ネットワーク（Anybusの名前の由来）でも通信できるようにしています。
Anybus NP40は、Anybus CompactComやAnybus Communicatorなどの一般的なAnybus製品の通信を処理する高性能ネットワークプロセッサーです。
ほとんどの産業用途と同様に、Anybus製品は「常時稼働」である必要があるため、特に何百万もの用途で使用される場合、省エネ対策は大きな効果を発揮します。
HMSのAnybus開発チームの主任エンジニアであるTimmy Brolin氏が、最近実施された3つの取り組みについて説明します。
「低消費電力の組み込みCPUを使用していますが、それでも少し電力を消費します。作業がないときはCPUコアをスリープモードにするだけで、平均消費電力を約100mW(ミリワット)削減できました。
これは、コードベースに1行または数行を追加するだけの簡単な場合があります。また、100mWは最初は大したことではないように思えるかもしれませんが、製品が数百万個生産されると、驚くほど大きな数字になります。」
(末尾の計算例参照)
「マイクロコントローラ、通信コントローラ、Ethernet PHYs*など、特定のタイプのコンポーネントでは、通常、コアに1つの低電圧電源が必要で、I/Oに高電圧電源が必要です**。
これらのコンポーネントの一部には、コア用のリニアパワーレギュレーターが内蔵されているため、3.3Vなどの単一の高電圧電源で動作できます。ただし、これらの内蔵リニアレギュレーターは特に効率的ではないため、電力を浪費します。
最近の設計では、効率が36%の内蔵レギュレーターを無効にし、効率90%のTexas Instrumentsの降圧レギュレーター***を追加しました。この変更により、総消費電力が約150mW削減されました。
レギュレーターの追加により、製品の初期コストはわずかに増加しますが、エネルギー使用量が削減されるため、実際には顧客にとってより多くのコストを節約できます。」
「数年前、10Mbit Ethernetの規格の改訂版である10BASE-Teが発表されました。このリビジョンでは、Ethernet PHY設計者が抱えていた従来の問題が修正され、従来の高電圧10MbitバージョンのEthernetとの互換性を損なうことなく、Ethernet PHYを低電圧での100Mbitおよびギガビット動作用に最適化することができます。
古いEthernet PHYを10BASE-Teリビジョンに従って設計された最新のPHYに置き換えることで、100Mbitモードでの動作時にEthernetポートあたりの消費電力を約190mW削減しました。
この省電力は、当社の製品の大半がそれぞれ2つ以上のEthernetポートを備えていることを考えると、最も重要であることが判明しました。」
「ここではミリワット単位の省エネについて話していますが、Anybus通信モジュールが非常に広く使用されているため、大きな効果は節約の規模から来ています。昨年、HMSは120万個のAnybus製品を出荷しました。当社の試算によると、これらの実装による年間エネルギー節約の可能性は、HMSが企業として1年間に消費する量よりも高くなっています。」
Samuel Alexandersson氏は、今後、省エネ対策に対する需要が高まると見ています。
「昨今、産業業界のお客様は省エネに全力を尽くしています。エネルギー価格が高騰する中、このような小さなことが産業装置のエネルギー消費量とCO2排出量の削減に大きな違いをもたらす可能性があります。」
* PHYは、OSIモデルの物理層(この場合はEthernetケーブル上の電気信号を駆動するコンポーネント)を指します。
**I/O - 入力と出力
***降圧レギュレーターは、入力から電圧を(電流を昇圧しながら)降圧するDC/DCパワーコンバーターです。
ミリワットの問題 - 計算演習「常時オン」の工業製品がエネルギー消費量を100ミリワット削減できるとすると(上記のAnybusの例のように)、結果は次のようになります。 0.1ワット |
