用于基于半导体产品的功耗计算碳排放量的方法与流程

本公开涉及一种基于半导体产品的功耗降低的生命周期评价（lca）方法和碳排放当量计算方法，更具体地，涉及一种用于定量计算因与dram和nand半导体产品有关的性能提升和制造工艺进步而导致的功耗降低量，并将其转换为碳排放当量以比较和评估环境影响的技术。

背景技术：

1、近年来，随着以诸如人工智能（ai）、大数据和云计算等先进技术为核心的数字化转型加速推进，数据中心中被存储和处理的信息量不断增长。数据中心正在持续扩张以便以高速处理如此大规模的数据，并且预计未来其增长还将进一步加快。因此，对提高数据中心运行效率和降低功耗的技术的需求日益增长。

2、运营数据中心的公司不断要求半导体产品相比于现有产品运行更快和功耗更低。这一要求是努力降低数据中心的运营成本以及满足日益严格的全球碳排放法规和环境保护目标的一部分。然而，将数据中心中使用的dram或nand产品的实际功耗降低效果准确转化为碳排放当量存在诸多困难。这是因为需要考虑多个变量，诸如数据中心中使用的产品量、数据存储条件、使用温度和使用时间。特别地，由于运营数据中心的公司并未提供具有足够细节的必要信息，因此实际上无法精确地计算半导体产品的碳排放当量。

3、另一方面，由半导体制造商提供的dram或nand产品的数据手册规范包含客观和标准化的信息，诸如产品特性、使用测试条件、密度、i/o的数量、运行速度、工作电压和功耗。由于该信息是遵循全球半导体标准组织jedec制定的标准编制的，因此该信息可用于对多种半导体产品进行比较和评估。

4、因此，需要开发一种系统的计算方法，该方法能够利用半导体产品的规范准确地和高效地计算碳排放当量。这将极大地促进企业遵守环境法规并履行其社会责任。如本文中使用的，“半导体产品的碳排放当量”是指半导体产品的制造过程中所用材料的碳排放影响；并且在提及半导体产品时，“碳排放当量”和“碳排放量”可以互换使用。

技术实现思路

1、本公开被设计来解决上述问题，并且本公开的一个目的是提供一种方法，该方法用于定量评估因在dram和nand半导体产品的设计和制造工艺中的技术进步所带来的功耗降低效果，并基于此评估计算和比较碳排放量。

2、此外，本公开的一个目的是提供一种方法，该方法用于轻松估算和定量表明半导体产品在诸如数据中心等大规模电力消耗环境中的功率效率提升和碳排放减少效果。

3、此外，本公开的一个目的是提供一种方法，该方法用于利用半导体产品的数据手册规范来比较现有dram或nand产品的碳排放量与技术先进的dram或nand产品的碳排放量，并定量地评估技术进步对环境保护和可持续性的贡献程度。

4、根据本公开的一个实施例，一种用于基于半导体产品的功耗降低来计算碳排放量的方法可以包括：输入半导体产品的月累计产品销量；反映半导体产品的速度或密度信息；输入半导体产品的年度使用时间；将服务器中使用的半导体产品的年度读取或写入处理数据量转换为单位基础；以及基于半导体产品的功耗来计算碳排放量。

5、当半导体产品为dram产品时，该方法还可以包括：反映dram产品的i/o的数量；以及输入dram产品的读取处理数据量（idd4r）的比率。当半导体产品为nand产品时，该方法还可以包括：反映nand产品的dwpd（每日驱动器写入次数）。

6、在dram产品的情况下，将服务器中使用的半导体产品的年度读取处理数据量转换为单位基础，可以通过将dram产品的月累计产品销量、速度信息、i/o的数量和idd4r比率乘以时间转换值来执行计算以计算年度数据处理量。在nand产品的情况下，将服务器中使用的半导体产品的年度写入处理数据量转换为单位基础，可以通过将nand产品的月累计产品销量、密度信息和dwpd乘以时间转换值来执行计算以计算年度数据处理量。

7、此外，在计算dram产品的碳排放量时，计算可以基于dram产品的功耗（pj/bit），并且计算dram产品的功耗（pj/bit）可以包括：反映dram产品在特定模式下的idd功耗、iddq功耗和ipp功耗；通过将idd功耗乘以vdd工作电压，将iddq功耗乘以vddq工作电压，以及将ipp功耗乘以vpp工作电压来计算功耗之和；以及通过将功耗之和除以dram产品的运行速度和i/o数量来计算功耗（pj/bit）。

8、在计算nand产品的碳排放量时，可以基于nand产品的功耗（j/gb）进行计算，并且计算nand产品的功耗（j/gb）可以包括：反映nand产品的写入功耗；以及通过将反映的写入功耗除以nand产品的顺序写入性能来计算功耗（j/gb）。

9、dram或nand产品的碳排放减少量可以通过从基准产品排放量中减去性能提升产品的排放量和泄漏排放量来计算。当基准产品为gddr5、ddr4、或72层essd时，性能提升的产品可以使用hbm2/hbm2e、ddr5、或96层/128层essd。

10、该方法还可以包括在输入月累计产品销量之前，加载半导体产品的规范数据，并且半导体产品的规范数据可以包括产品特性、使用测试条件、密度、i/o的数量、运行速度、工作电压、功耗和dwpd。在计算碳排放量时，可以使用国际标准排放因子（tco2-eq/mwh）来将半导体产品的功耗转换为碳排放量（tco2-eq）。

11、根据本公开的一种用于计算半导体产品的碳排放量的方法，能够利用半导体产品的数据手册规范中提供的客观数据（诸如功耗、工作电压、运行速度和i/o的数量）基于功耗降低量来轻松计算碳排放量。

12、此外，本公开利用符合jedec标准的数据手册规范数据，从而允许功耗降低量和碳排放量基于高度可靠的数据来计算。由于使用为所有半导体产品提供的标准化数据，因此也可以在不同产品之间进行客观和公平的比较。

13、此外，本公开能够定量分析因半导体技术的发展所带来的功耗降低效果，并定量评价功耗降低效果对碳减排的贡献程度，从而为公司的碳减排活动提供定量依据。

1.一种用于基于半导体产品的功耗降低来计算碳排放量的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述将服务器中使用的所述半导体产品的年度读取处理数据量转换为单位基础通过以下来执行计算以计算年度数据处理量：将所述dram产品的月累计产品销量、速度信息、i/o的数量和idd4r比率乘以时间转换值。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述将服务器中使用的所述半导体产品的年度写入处理数据量转换为所述单位基础通过以下来执行计算以计算年度数据处理量：将所述nand产品的月累计产品销量、密度信息和dwpd乘以时间转换值。

6.根据权利要求4所述的方法，其中：

7.根据权利要求5所述的方法，其中：

8.根据权利要求2所述的方法，其中，所述dram产品的碳排放减少量是通过从基准产品排放量中减去性能提升产品排放量和泄漏排放量来计算的。

9.根据权利要求3所述的方法，其中，所述nand产品的碳排放减少量是通过从基准产品排放量中减去性能提升产品排放量和泄漏排放量来计算的。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，当基准产品是gddr5或ddr4时，性能提升产品使用hbm2/hbm2e或ddr5。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，当基准产品为72层essd时，性能提升产品使用96层essd或128层essd。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括：

13.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述计算碳排放量中，国际标准排放因子tco2-eq/mwh被用来将所述半导体产品的所述功耗转换为碳排放量tco2-eq。