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入侵Google,欣賞資料中心的美麗…與哀愁

陸子鈞
・2012/10/18 ・1479字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 561 ・九年級

全白背景下,只有簡單的一條搜尋列,這是我們熟悉的google首頁。在這樸素的首頁背後,其實靠著世界上幾處的資料中心在運作。為了安全和商業機密考量,龐大的資料中心是管制重地,一般人難以一窺裡頭的樣貌。

這些精采的影像由google提供,其中一個目的就是為了挽救它被踢爆浪費能源的事實。根據《紐約時報》(The New York Times)的追蹤報導,通常像google這樣的網路公司會讓伺服器全時在最大效能下運作-無論不同時段的使用量大小。以google來說,資料中心吃掉3億瓦的電量(facebook 6千萬瓦),但其中只有6到12%在伺服器的運作上,其餘九成的電用在閒置、用量尖峰才派上用場的機器上。

全世界各家企業所有的資訊中心每年大約共消耗300億瓦的電力,差不多是30座核能發電廠的供電量。據估計,美國本土的資料中心就佔去全世界資料中心耗電的四分之一到三分之一。

除了能源,空氣污染也是一大問題。像是在矽谷,許多資訊中心被州政府列入空氣污染源名單中。亞馬遜(Amazon)在北維吉尼亞(Northern Virginia)的資料中心過去三年間,就有超過24件違反空氣污染管制法規的案件。

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在欣賞這些美麗的同時,別忘了背後浪費能源的哀愁。

▲位於比利時St Ghislain 資料中心水冷系統的水塔。

▲Denise Harwood正在診斷一只過熱的CPU。

▲水冷系統排放出的蒸汽。

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▲夜色下,位於美國奧克拉荷馬州梅斯郡(Mayes County, Oklahoma)的資料中心。

▲網路機房的內部。複雜的線路匯集到天花板上的黃色管線中,這裡的傳輸速度是家用網路的20萬倍快!


▲有發現圖中的自行車-G-Bike嗎?那是資料中心員工在碩大空間中移動的工具。

▲管線的U形突出是為了因應管內液體的熱脹冷縮。

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▲位於芬蘭Hamina的資料中心,前身是一棟廢棄的造紙廠。(這也是一種紙本數位化?)

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延伸閱讀:

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陸子鈞
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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

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AI × 綠能:下一波新創浪潮,從新北起跑
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/11/12 ・2319字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本文與 新北市青年局 合作,泛科學 協助刊登

前言

「2025 VentureStar新北新創之星挑戰賽」以競賽結合輔導,扶植並激發青年的創業能量,為期半年的賽事歷程,決賽獲勝的3組團隊獲得為期三個月的「創投陪跑」機會。創投導師變身為「指導教練」,給予公司發展、商業模式和募資規劃等具體建議,幫助團隊接軌市場,把夢想變現。

延續首屆「新北新創之星」競賽,今年邁入第二屆,新北市青年局局長邱兆梅表示,雖然活動以「競賽」為名,但過程反而更像是為新創團隊串接資源,成為創業加速的起點。有鑑於全球數位轉型與氣候變遷趨勢,2025新北新創之星聚焦AI與綠能,鼓勵青年創業者以新北為基地,有了政府資源的挹注,無後顧之憂開發新技術、推動產業升級,並建構台灣新創生態系。

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侯友宜市長與三組獲勝團隊合影。(左起:第二名「應援科技」、第一名「歐姆佳科技」、第三名「恰口科研」)/ 圖片提供:新北市青年局

「台灣有很好的科技人才,我們觀察到許多技術創業者都先累積了一些工作經驗、在市場上看見某些未解的問題,於是在30多、40歲選擇創業,自己打造一個創新產品或服務來解決他看見的問題。」邱兆梅說,科技創業必須從初期就思考規模化,必須透過持續與產業鏈合作來驗證產品、更新技術,擴展影響力,而規模化的關鍵就是「投資」。因此,去年起,新北市政府青年局與創投公會合作舉辦「新北新創之星挑戰賽」,實際練兵把募資流程搬上舞台。

「這個計畫正是我們推動加速新創落地、獲得資金的重要方式。」邱兆梅指出,有別於傳統競賽的形式,挑戰賽模擬真實創投情境的設計,讓新創團隊真正接觸到創投與市場的需求。除了獎金之外,另邀請頂尖創投專家,進行一對一實體輔導,可針對痛點、盲點即時回饋,解決創業難題。創投陪跑機制可協助團隊在實戰中學習與提升,而且競賽全程陪跑,一路手把手的陪伴,協助團隊更快「接地氣」進入市場。

新北新創之星的比賽原型借鏡新加坡,有效連結相關資源,對新創產業發展帶來極大助益,未來將一步步升級為具國際影響力的平台。邱兆梅說,從首屆賽事到今年第二屆,建置新創生態系,進而啟動創業再到陪伴團隊成長,過程真的非常難得。今年以最火紅的「AI人工智慧」與「綠能永續」兩大概念為主題,號召全台具潛力的新創團隊參賽,共吸引全台72組新創團隊參賽。經過層層考驗,「歐姆佳科技」獲得評審青睞奪得冠軍!

第一名「歐姆佳科技」/ 圖片提供:新北市青年局

第一名「歐姆佳科技」

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聚焦於半導體與通訊領域的量測、校正與測試服務,其「陣列快速校正演算法」核心技術可大幅縮短測試時間,從過去的數小時壓縮至數分鐘。這項技術的關鍵在於利用AI演算法自動比對多組感測數據並預測誤差分佈,再透過機器學習修正量測模型,讓設備能自行完成高精度校正。這樣的自動化流程,不僅能節省人力與能源,也呼應「綠色製造」的趨勢──以智慧化取代耗能式的反覆測試,讓產線更有效率、更環保。歐姆佳科技以實驗室研發出身,展現了AI在硬體產業鏈的實際應用:AI不僅生成內容,也能優化製造。

第二名「應援科技」/ 圖片提供:新北市青年局

第二名「應援科技」

打造一站式金流雲端平台的「應援科技」,協助各式組織與個人整合捐款贊助、活動報名售票與周邊商品銷售,大幅降低政黨、宗教、演唱會等公眾活動的經營模式,可省下高昂的行政、法遵及行銷成本,並進一步優化營運流程管理。

這個平台的背後,是一套AI交易風險偵測與自動化金流監控系統,可即時比對交易異常行為,預防詐騙與帳務錯誤。此外,他們也導入「碳足跡計算模組」,讓大型活動的金流資料能反向轉換成能源消耗與碳排估算,提供主辦單位「綠色帳本」參考。這樣的AI+Fintech結合,示範出數位金流如何跨入永續領域,成為新創中最具社會創新的典範之一。

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第三名為「恰口科研」/ 圖片提供:新北市青年局

第三名為「恰口科研」

致力於食農與事業廢棄物循環加值的「恰口科研」,以微生物發酵與AI監測技術處理農業與食品廢棄物,將其轉化為高值化肥料與生質材料。團隊研發的感測系統能即時監控發酵槽內的溫度、pH與氣體濃度,讓AI演算法調整曝氣量與養分比例,達成最佳化分解效率。這樣的智慧循環系統,不僅減少廢棄物焚化造成的碳排,也能讓農友用上低成本、環境友善的改良土壤資材。恰口科研的模式體現了「AI+綠能=農業再生的下一步」。

包括獲獎的3組團隊在內,入圍的10組團隊都含括了AI與永續兩大主題。邱兆梅表示,新北市擁有超過26萬家中小企業及百萬青年人口,青年更是城市的核心力量。這次賽事與創投公會合作,從徵件開跑、Pitch Day、10堂輔導課程及一對一實體訪視,希望解決新創產業的業務開發與溝通痛點。「得獎不是目的,而是實際將輔導過程中獲得的經驗實際運用。」許多去年獲獎的新創團隊,發展都已超出參賽預期,這也是新北市的新創能量的循環。

無論是半導體AI校正、智慧金流管理,還是生質循環材料,這三組新創都從AI與綠能交會點出發,實踐科技落地與永續的雙重願景。這不只是創業競賽的亮點,更象徵AI正在滲透製造、金融、農業等多元領域,為新北的新創能量注入「知識密度」與「綠色韌性」。

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一家公司撐起數位世界:疫情點燃晶片危機,ASML被推上地緣角力最前線——《造光者》
天下雜誌出版_96
・2025/09/03 ・1878字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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在微軟設於荷蘭的資料中心裡,電腦發出整齊劃一的嗡鳴。在這片海埔新生地上,成排機架上的伺服器吐出陣陣暖風,伴隨著奇特的嗡嗡聲迴盪不絕。走近細聽時,音調越發清晰,完美的高音 B。

「你聽到的是 GPU 的聲音,」維修人員解釋:「那是用來執行AI軟體的圖形處理晶片。」在隔壁同樣擺滿伺服器的機房裡,這裡的音調降到了低音 E。放眼望去,整個空間充斥著電腦設備發出的嗡嗡聲。

光是這座資料中心,微軟每月就要汰換三千台伺服器,以全新設備替換舊機。這樣做代價不菲,卻是必要:這些伺服器一旦停擺,雲端服務就會中斷。這項服務需要使用者的信賴,使用者必須確信這個由超大型資料中心所組成的全球網絡能夠全年無休地穩定運作。它們絕不許出任何差錯。

雖然名為「雲端」,但它實際上比你想像的更貼近地面。很少人會想到,這些其實都藏在荷蘭一片平凡無奇的海埔新生地上。長久以來,沒有人需要思考這些服務背後的真實面貌,一切都像往常一樣運轉,直到一個肉眼看不見的病毒讓全球停擺。

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疫情造成晶片荒

2020 年初,新冠疫情席捲全球。無論是否封城,都擋不住病毒的蔓延。公共生活陷入停滯,數位世界仍持續運轉。突然間,所有人都在家工作,都想同時開視訊會議,這導致微軟的雲端服務不時出現故障。Zoom、Teams 等原本鮮為人知的應用程式,因使用量暴增而備受關注。全球產生的資料量急速倍增,迫使微軟設在荷蘭的資料中心不得不動用卡車,搬運數千台額外的伺服器。這是維持 Teams 會議運作的唯一方法。隨著額外的算力、記憶體、GPU 的加入,機房中那個高音 B的聲調也越發響亮。

晶片需求暴增,引發一連串連鎖效應。不只資料中心的伺服器受到影響,筆記型電腦、螢幕、遊戲主機、Wi-Fi 路由器也被搶購一空,其他需要處理器、感測器、記憶體晶片的產業也出現短缺,汽車業受創最重。2020 年初,汽車製造商預期疫情會衝擊買車意願,紛紛縮減晶片訂單,後來證明這是個重大錯誤。

由於疫情已讓晶圓廠的產能滿載,汽車製造商的新訂單只能排在最後。晶片短缺的危機開始浮現。到了 2020 年底,數位儀表板、駕駛輔助系統、安全氣囊感測器的晶片都供不應求,生產線陸續停擺。想買新車要等一年以上,不然就只能退而求其次,選擇配備手搖窗戶而非電動車窗的車款。就像回到過去一樣,只能用人力來取代晶片。

台積電的不滿

在荷蘭,ASML接到一連串焦急的電話。對方傳達的訊息再清楚不過了:台積電非常不滿。

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疫情爆發後,台積電面臨一項棘手難題:台積電肩負著供應全球半數處理器的重責;在最頂級的高階晶片方面,更須確保全球九成的供貨量。在這個供應短缺期,各國都意識到他們對台灣晶片生產的依賴,這種依賴關係導致國際局勢漸趨緊張。

台積電背負著來自全球的壓力,各國憤怒的政要都迫切希望本國汽車產業恢復運轉:德國總理梅克爾致電要求加快對德國車廠的晶片供應,美國總統拜登也要求台積電優先供應美國車廠。而台積電則是向 ASML 施壓,要求 ASML 協助擴充產能,而且要快!此時全世界才真正意識到,他們有多麼依賴這些機台所生產的晶片。每個人都需要這些機台持續不斷地運轉。

長久以來,ASML 只需要因應自然法則。但自 2018 年起,ASML 發現它必須面對一個新挑戰:變幻莫測的地緣政治角力。中國正緊追著西方世界的腳步。美國為了在技術上牽制中國,試圖阻止中國使用 ASML 的設備來建立獨立的晶片生產線。美國認為這攸關國家安全:在他們看來,中國生產的每顆晶片都可能用於軍事目的。面對這個生存威脅,美國決心在 AI 和精密武器領域維持領先地位。這使得半導體業別無選擇,只能配合這個政策。

雖然這項策略最初是由川普政府提出,但最終是拜登總統下令加強出口管制,以凍結中國的技術發展。然而,美國也明白,光這樣做還不夠。他們需要盟友也配合實施出口限制,尤其是荷蘭——也就是 ASML 的配合。

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雖然 ASML 是在全球化的時代成長,但那個時代早已落幕。如今全球地緣政治的裂痕清晰可見,ASML 不得不審慎思考自己的立場。面對這種策略性的調整,沒有標準答案可循,一切抉擇都得自行承擔。

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天下雜誌出版_96
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天下雜誌出版持續製作與出版國內外好書,引進新趨勢、新做法,期盼能透過閱讀與活動實做,分享創新觀點、開拓視野、促進管理、領導、職場能力、教養教育、同時促進身心靈的美好生活。

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量子革命來襲!一分鐘搞定傳統電腦要花數千萬年的難題!你的電腦是否即將被淘汰?
PanSci_96
・2024/10/17 ・2050字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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量子電腦:解碼顛覆未來科技的關鍵

2023 年,Google 發表了一項引人注目的研究成果,顯示人類現有最強大的超級電腦 Frontier 需要花費 47 年才能完成的計算任務,Google 所研發的量子電腦 Sycamore 只需幾秒鐘便能完成。這項消息震驚了科技界,也再次引發了量子電腦的討論。

那麼,量子電腦為什麼如此強大?它能否徹底改變我們對計算技術的認知?

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量子電腦是什麼?

量子電腦是一種基於量子力學運作的新型計算機,它與我們熟悉的傳統電腦截然不同。傳統電腦的運算是建立在「位元」(bits)的基礎上,每個位元可以是 0 或 1,這種二進位制運作方式使得計算過程變得線性且單向。然而,量子電腦使用的是「量子位元」(qubits),其運算邏輯則是基於量子力學中的「疊加」與「糾纏」等現象,這使得量子位元能同時處於 0 和 1 的疊加狀態。

這意味著,量子電腦能夠在同一時間進行多個計算,從而大幅提高運算效率。對於某些非常複雜的問題,例如氣候模型、金融分析,甚至質因數分解,傳統電腦可能需要數千年才能完成的運算任務,量子電腦只需數分鐘甚至更短時間便可完成。

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Google、IBM 和量子競賽

Google 和 IBM 是目前在量子計算領域中競爭最為激烈的兩大科技公司。Google 的 Sycamore 量子電腦已經展示出極高的計算速度,令傳統超級電腦相形見絀。IBM 則持續投入量子電腦的研究,並推出了超過 1000 個量子位元的系統,預計到 2025 年,IBM 的量子電腦將擁有超過 4000 個量子位元。

除此之外,世界各國和企業都爭相投入這場「量子霸權」的競賽,台灣的量子國家隊也不例外,積極尋求量子計算方面的突破。這場量子競賽,將決定未來的計算技術格局。

量子電腦的核心原理

量子電腦之所以能如此快速,是因為它利用了量子力學中的「疊加態」和「糾纏態」。簡單來說,傳統電腦的位元只能是 0 或 1 兩種狀態,而量子位元則可以同時處於 0 和 1 兩種狀態的疊加,這使得量子電腦可以在同一時間內同時進行多次計算。

舉例來說,如果一台電腦需要處理一個要花 330 年才能解決的問題,量子電腦只需 10 分鐘便可解決。如果問題變得更複雜,傳統電腦需要 3300 年才能解決,量子電腦只需再多花一分鐘便能完成。

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此外,量子電腦中使用的量子閘(quantum gates)類似於傳統電腦中的邏輯閘,但它能進行更複雜的運算。量子閘可以改變量子位元的量子態,進而完成計算過程。例如,Hadamard 閘能將量子位元轉變為疊加態,使其進行平行計算。

量子電腦能大幅縮短複雜問題的計算時間,利用量子閘進行平行運算。圖/envato

計算的效率

除了硬體技術的進步,量子電腦的強大運算能力也依賴於量子演算法。當前,最著名的兩種量子演算法分別是 Grover 演算法與 Shor 演算法。

Grover 演算法主要用於搜尋無序資料庫,它能將運算時間從傳統電腦的 N 遞減至 √N,這使得資料搜索的效率大幅提升。舉例來說,傳統電腦需要花費一小時才能完成的搜索,量子電腦只需幾分鐘甚至更短時間便能找到目標資料。

Shor 演算法則專注於質因數分解。這對於現代加密技術至關重要,因為目前網路上使用的 RSA 加密技術正是基於質因數分解的困難性。傳統電腦需要數千萬年才能破解的加密,量子電腦只需幾秒鐘便可破解。這也引發了全球對後量子密碼學(PQC)的研究,因為一旦量子電腦大規模應用,現有的加密系統將面臨極大的威脅。

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量子電腦的挑戰:退相干與材料限制

儘管量子電腦具有顛覆性的運算能力,但其技術發展仍面臨諸多挑戰。量子位元必須保持在「疊加態」才能進行運算,但量子態非常脆弱,容易因環境中的微小干擾而坍縮成 0 或 1,這種現象被稱為「量子退相干」。量子退相干導致量子計算無法穩定進行,因此,如何保持量子位元穩定是量子電腦發展的一大難題。

目前,科學家們正在探索多種材料和技術來解決這一問題,例如超導體和半導體技術,並嘗試研發更穩定且易於量產的量子電腦硬體。然而,要實現大規模的量子計算應用,仍需克服諸多技術瓶頸。

量子電腦對未來生活的影響

量子電腦的快速發展將為未來帶來深遠的影響。它不僅將推動科學研究的進步,例如藥物設計、材料科學和天文物理等領域,還可能徹底改變我們的日常生活。例如,交通運輸、物流優化、金融風險管理,甚至氣候變遷預測,都有望因量子計算的應用而變得更加精確和高效。

然而,量子計算的發展也帶來了一些潛在的風險。隨著量子電腦逐漸成熟,現有的加密技術可能會被徹底摧毀,全球的資訊安全體系將面臨巨大挑戰。因此,各國政府和企業已經開始研究新的加密方法,以應對量子時代的來臨。

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