主频
主频也叫时钟频率,单位是兆赫(MHz)或千兆赫(GHz),用来表示CPU的运算、处理数据的速度。 CPU的主频=外频×倍频系数。很多人认为主频就决定着CPU的运行速度,这不仅是片面的,而且对于服务器来讲,这个认识也出现了偏差。至今,没有一条确定的公式能够实现主频和实际的运算速度两者之间的数值关系,即使是两大处理器厂家Intel(英特尔)和AMD,在这点上也存在着很大的争议,从Intel的产品的发展趋势,可以看出Intel很注重加强自身主频的发展。像其他的处理器厂家,有人曾经拿过一块1GHz的全美达处理器来做比较,它的运行效率相当于2GHz的Intel处理器。 中央处理器

主频和实际的运算速度存在一定的关系,但并不是一个简单的线性关系. 所以,CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的,主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。在Intel的处理器产品中,也可以看到这样的例子:1 GHz Itanium芯片能够表现得差不多跟2.66 GHz至强(Xeon)/Opteron一样快,或是1.5 GHz Itanium 2大约跟4 GHz Xeon/Opteron一样快。CPU的运算速度还要看CPU的流水线、总线等等各方面的性能指标。 主频和实际的运算速度是有关的,只能说主频仅仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。
外频
外频是CPU的基准频率,单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。通俗地说,在台式机中,所说的超频,都是超CPU的外频(当然一般情况下,CPU的倍频都是被锁住的)相信这点是很好理解的。但对于服务器CPU来讲,超频是绝对不允许的。前面说到CPU决定着主板的运行速度,两者是同步运行的,如果把服务器CPU超频了,改变了外频,会产生异步运行,(台式机很多主板都支持异步运行)这样会造成整个服务器系统的不稳定。 目前的绝大部分电脑系统中外频与主板前端总线不是同步速度的,而外频与前端总线(FSB)频率又很容易被混为一谈,下面的前端总线介绍谈谈两者的区别。
前端总线(FSB)频率
前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算,即数据带宽=(总线频率×数据位宽)/8,数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。比方,现在的支持64位的至强Nocona,前端总线是800MHz,按照公式,它的数据传输最大带宽是6.4GB/秒。 中央处理器
外频与前端总线(FSB)频率的区别:前端总线的速度指的是数据传输的速度,外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说,100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一亿次;而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz×64bit÷8bit/Byte=800MB/s。 其实现在“HyperTransport”构架的出现,让这种实际意义上的前端总线(FSB)频率发生了变化。IA-32架构必须有三大重要的构件:内存控制器Hub (MCH) ,I/O控制器Hub和PCI Hub,像Intel很典型的芯片组 Intel 7501、Intel7505芯片组,为双至强处理器量身定做的,它们所包含的MCH为CPU提供了频率为533MHz的前端总线,配合DDR内存,前端总线带宽可达到4.3GB/秒。但随着处理器性能不断提高同时给系统架构带来了很多问题。而“HyperTransport”构架不但解决了问题,而且更有效地提高了总线带宽,比方AMD Opteron处理器,灵活的HyperTransport I/O总线体系结构让它整合了内存控制器,使处理器不通过系统总线传给芯片组而直接和内存交换数据。这样的话,前端总线(FSB)频率在AMD Opteron处理器就不知道从何谈起了。
CPU的位和字长
中央处理器
位:在数字电路和电脑技术中采用二进制,代码只有“0”和“1”,其中无论是 “0”或是“1”在CPU中都是 一“位”。 字长:电脑技术中对CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。字节和字长的区别:由于常用的英文字符用8位二进制就可以表示,所以通常就将8位称为一个字节。字长的长度是不固定的,对于不同的CPU、字长的长度也不一样。8位的CPU一次只能处理一个字节,而32位的CPU一次就能处理4个字节,同理字长为64位的CPU一次可以处理8个字节。
倍频系数
倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下,倍频越高CPU的频率也越高。但实际上,在相同外频的前提下,高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的,一味追求高主频而得到高倍频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应-CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。一般除了工程样版的Intel的CPU都是锁了倍频的,少量的如Inter 酷睿2 核心的奔腾双核E6500K和一些至尊版的CPU不锁倍频,而AMD之前都没有锁,现在AMD推出了黑盒版CPU(即不锁倍频版本,用户可以自由调节倍频,调节倍频的超频方式比调节外频稳定得多)。
缓存
缓存大小也是CPU的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找,以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑,缓存都很小。 L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32-256KB。 L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,以前家庭用CPU容量最大的是512KB,现在笔记本电脑中也可以达到2M,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高,可以达到8M以上。 L3 Cache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,现在的都是内置的。而它的实际作用即是,L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显著的提升。比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效,故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。 其实最早的L3缓存被应用在AMD发布的K6-III处理器上,当时的L3缓存受限于制造工艺,并没有被集成进芯片内部,而是集成在主板上。在只能够和系统总线频率同步的L3缓存同主内存其实差不了多少。后来使用L3缓存的是英特尔为服务器市场所推出的Itanium处理器。接着就是P4EE和至强MP。Intel还打算推出一款9MB L3缓存的Itanium2处理器,和以后24MB L3缓存的双核心Itanium2处理器。 但基本上L3缓存对处理器的性能提高显得不是很重要,比方配备1MB L3缓存的Xeon MP处理器却仍然不是Opteron的对手,由此可见前端总线的增加,要比缓存增加带来更有效的性能提升。
CPU扩展指令集
CPU依靠指令来自计算和控制系统,每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲,指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分(指令集共有四个种类),而从具体运用看,如Intel的MMX(Multi Media Extended,此为AMD猜测的全称,Intel并没有说明词源)、SSE、 SSE2(Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2)、SSE3、SSE4系列和AMD的3DNow!等都是CPU的扩展指令集,分别增强了CPU的多媒体、图形图象和Internet等的处理能力。通常会把CPU的扩展指令集称为”CPU的指令集”。SSE3指令集也是目前规模最小的指令集,此前MMX包含有57条命令,SSE包含有50条命令,SSE2包含有144条命令,SSE3包含有13条命令。目前SSE4也是最先进的指令集,英特尔酷睿系列处理器已经支持SSE4指令集,AMD会在未来双核心处理器当中加入对SSE4指令集的支持,全美达的处理器也将支持这一指令集。
CPU内核和I/O工作电压
从586CPU开始,CPU的工作电压分为内核电压和I/O电压两种,通常CPU的核心电压小于等于I/O电压。其中内核电压的大小是根据CPU的生产工艺而定,一般制作工艺越小,内核工作电压越低;I/O电压一般都在1.6~5V。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题。
制造工艺
制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离。制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向发展。密度愈高的IC电路设计,意味着在同样大小面积的IC中,可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。现在主要的180nm、130nm、90nm、65nm、45纳米。最近inter已经有32纳米的制造工艺的酷睿i3/i5系列了。 而AMD则表示、自己的产品将会直接跳过32nm工艺(2010年第三季度生产少许32nm产品、如Orochi、Llano)于2011年中期初发布28nm的产品(名称未定)
指令集
(1)CISC指令集 CISC指令集,也称为复杂指令集,英文名是CISC,(Complex Instruction Set Computer的缩写)。在CISC微处理器中,程序的各条指令是按顺序串行执行的,每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单,但计算机各部分的利用率不高,执行速度慢。其实它是英特尔生产的x86系列(也就是IA-32架构)CPU及其兼容CPU,如AMD、VIA的。即使是现在新起的X86-64(也被成AMD64)都是属于CISC的范畴。 要知道什么是指令集还要从当今的X86架构的CPU说起。X86指令集是Intel为其第一块16位CPU(i8086)专门开发的,IBM1981年推出的世界第一台PC机中的CPU-i8088(i8086简化版)使用的也是X86指令,同时电脑中为提高浮点数据处理能力而增加了X87芯片,以后就将X86指令集和X87指令集统称为X86指令集。 虽然随着CPU技术的不断发展,Intel陆续研制出更新型的i80386、i80486直到过去的PII至强、PIII至强、Pentium 3,Pentium 4系列,最后到今天的酷睿2系列、至强(不包括至强Nocona),但为了保证电脑能继续运行以往开发的各类应用程序以保护和继承丰富的软件资源,所以Intel公司所生产的所有CPU仍然继续使用X86指令集,所以它的CPU仍属于X86系列。由于Intel X86系列及其兼容CPU(如AMD Athlon MP、)都使用X86指令集,所以就形成了今天庞大的X86系列及兼容CPU阵容。x86CPU目前主要有intel的服务器CPU和AMD的服务器CPU两类。 (2)RISC指令集 RISC是英文“Reduced Instruction Set Computing ” 的缩写,中文意思是“精简指令集”。它是在CISC指令系统基础上发展起来的,有人对CISC机进行测试表明,各种指令的使用频度相当悬殊,最常使用的是一些比较简单的指令,它们仅占指令总数的20%,但在程序中出现的频度却占80%。复杂的指令系统必然增加微处理器的复杂性,使处理器的研制时间长,成本高。并且复杂指令需要复杂的操作,必然会降低计算机的速度。基于上述原因,20世纪80年代RISC型CPU诞生了,相对于CISC型CPU ,RISC型CPU不仅精简了指令系统,还采用了一种叫做“超标量和超流水线结构”,大大增加了并行处理能力。RISC指令集是高性能CPU的发展方向。它与传统的CISC(复杂指令集)相对。相比而言,RISC的指令格式统一,种类比较少,寻址方式也比复杂指令集少。当然处理速度就提高很多了。目前在中高档服务器中普遍采用这一指令系统的CPU,特别是高档服务器全都采用RISC指令系统的CPU。RISC指令系统更加适合高档服务器的操作系统UNIX,现在Linux也属于类似UNIX的操作系统。RISC型CPU与Intel和AMD的CPU在软件和硬件上都不兼容。 目前,在中高档服务器中采用RISC指令的CPU主要有以下几类:PowerPC处理器、SPARC处理器、PA-RISC处理器、MIPS处理器、Alpha处理器。 (3)IA-64 EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computers,精确并行指令计算机)是否是RISC和CISC体系的继承者的争论已经有很多,单以EPIC体系来说,它更像Intel的处理器迈向RISC体系的重要步骤。从理论上说,EPIC体系设计的CPU,在相同的主机配置下,处理Windows的应用软件比基于Unix下的应用软件要好得多。 Intel采用EPIC技术的服务器CPU是安腾Itanium(开发代号即Merced)。它是64位处理器,也是IA-64系列中的第一款。微软也已开发了代号为Win64的操作系统,在软件上加以支持。在Intel采用了X86指令集之后,它又转而寻求更先进的64-bit微处理器,Intel这样做的原因是,它们想摆脱容量巨大的x86架构,从而引入精力充沛而又功能强大的指令集,于是采用EPIC指令集的IA-64架构便诞生了。IA-64 在很多方面来说,都比x86有了长足的进步。突破了传统IA32架构的许多限制,在数据的处理能力,系统的稳定性、安全性、可用性、可观理性等方面获得了突破性的提高。 IA-64微处理器最大的缺陷是它们缺乏与x86的兼容,而Intel为了IA-64处理器能够更好地运行两个朝代的软件,它在IA-64处理器上(Itanium、Itanium2 ……)引入了x86-to-IA-64的解码器,这样就能够把x86指令翻译为IA-64指令。这个解码器并不是最有效率的解码器,也不是运行x86代码的最好途径(最好的途径是直接在x86处理器上运行x86代码),因此Itanium 和Itanium2在运行x86应用程序时候的性能非常糟糕。这也成为X86-64产生的根本原因。
撰文?/?马晓蕾
编辑?/?刘宝华
设计?/?赵昊然
来源?/?华尔街日报,作者:William?Boston、Russell?Gold
在新能源汽车问题上,共和党候选人特朗普与民主党候选人拜登站在了对立面上。特朗普一直宣扬气候问题是一场骗局,包括支持他的选民都一直对新能源汽车嗤之以鼻。在其任期内,对于国际上各种绿色组织、协议也是能退则退。甚至对奥巴马时代的燃油经济性法规也进行了回撤。
拜登则与之相反,承诺当选后会大力扶植新能源创新企业,并有可能恢复奥巴马时期的尾气污染法规。
作为特斯拉总部的所在州,在绿色减排方面,加州在美国各州里一向敢为人先,屡屡与特朗普政府硬刚,走在减少碳足迹行动的前沿。近两年,加州颁布了严格的州级排放标准,并于今年8月17日,与五家汽车制造商福特、本田、宝马、大众和沃尔沃签署法律协议,强制要求他们遵守其州级燃油效率标准,以减少温室气体的排放。
这一举动无疑是正面向特朗普宣战,同时特朗普也在试图剥夺1970年通过的《清洁空气法案》中赋予加州制定自己的排放标准的权利。
9月23日本周三,加州州长加文·纽森(Gavin?Newsom)在一辆闪亮的红色电动福特野马的引擎盖上签署了一项行政命令,从2035年开始该州将在新车市场禁售燃油车。这是全球范围内排放标准日益严苛的大趋势下的又一新迹象。在疫情危机之下,整个汽车行业都在努力留住消费者,加州这一举动表明监管机构重塑行业的态度是多么强硬,内燃机的日子可能已经不多了。
由于加州汽车销售量占全美的11%,是美国最大的汽车市场,美国还有13个州与华盛顿特区,都追随了加州的燃油效率标准,汽车制造商也开始制造能够满足其严苛标准的汽车。因此加州的新政策未来可能会影响全美,并推动汽车制造商加速生产电动车。
然而,加州也是全美人口最多的州,已经面临着未来几年电力供应不足的问题。8月份,整个美西被热浪笼罩,该州的电网运营商两次实行滚动停电,问题凸显。也有人担心,加州的电力乌托邦是否对电网太不友好了。
监管这只无形的手都影响了谁?
加州在新车市场禁售燃油车进一步颠覆了汽车行业的发展方向。
投资者
首先,更严格的排放规则让资本大佬们纷纷嗅到了商机,大规模资金涌向特斯拉和一些电动车初创公司。
从欧洲到美国,立法者手握“法杖”,督促着制造商在减少碳足迹上不断加速。新法规吸引投资者转向新的电动车初创企业,希望复制特斯拉的成功。
到目前为止,投资者对内燃机企业能否实现转型表示怀疑。这导致特斯拉和随之崛起的初创企业估值上升,而老牌企业如通用汽车和大众汽车的股价则萎靡不振。
“汽车制造商已经接受了这一信号,宣布了电动化目标的激进变化。”摩根士丹利在8月份的一份报告中写道,“但投资者看到的进展太少,从这些公司低迷的估值中可以看出集体的怀疑态度。”
围绕传统制造商的质疑声中,根据Dealogic提供的数据,今年第三季度汽车行业首次公开募股已经筹集了47亿美元,这是自2017年第三季度以来的最高水平。这一批上市企业包括多家中国电动车企业,如8月上市的小鹏汽车公司和7月上市的理想汽车。
一些初创企业通过特殊目的收购公司(或称SPAC)的反向收购进入市场,特斯拉的竞争对手尼古拉就是如此。还有更多的初创公司也在蓄势待发,比如位于得克萨斯州的电动卡车公司Hyliion,计划通过Tortoise?Advisors的SPAC在10月5日上市。

制造商
其次,也是最重要的,监管的变化随时影响着汽车制造商的产品布局和发展战略。
“加州不是单打独斗。”沃尔沃汽车公司首席执行官哈坎·萨缪尔森(Hakan?Samuelsson)在接受采访时说,“我们必须相信,在2035年左右,将会有一场关于禁止内燃机的严肃讨论,而且不仅仅是在加州。”
“欧洲和中国已经醒悟,那就是内燃机势必会被淘汰。”伯恩斯坦研究公司(Bernstein?Research)的汽车分析师阿恩特·埃林霍斯特(Arndt?Ellinghorst)说,“如今看来美国正在觉醒。”
沃尔沃汽车9月24日周四表示,正准备推出绿色债券,为其电动汽车项目提供资金。此前,大众汽车和戴姆勒公司也发行了类似的债券,试图迎合投资者对清洁交通日益增长的投资需求。
近日,欧盟再次收紧2030年的二氧化碳排放目标,将2030年汽车的二氧化碳排放上限从之前的59.4克/公里降至47.5克/公里。
中国在很短的时间内通过监管抑制汽车的温室气体排放,同时大力发展电动汽车市场。多年来,中国政府为消费者购买电动汽车提供补贴和减税,限制传统汽车的新注册量,并培育了本土的电动汽车和电池产业,这对西方制造商构成了挑战。
今年7月,宝马首席执行官齐普策(Oliver?Zipse)表示,他的目标是将每公里行驶的碳排放量减少40%,并在未来10年内实现700万辆宝马电动车上路。
消费者
然而,快速的监管变化如何影响消费者的需求仍是一个难题。
根据研究集团LMC?Automotive的数据,在全球范围内,去年新电动汽车的销量仅占总销量的2.8%。欧洲的汽车碳排放量不降反升,是因为消费者更倾向于购买SUV,在该地区最大的汽车市场德国,SUV的销量已接近新车销量的50%。
分析人士坚信,汽车行业已经过了无路可退的困难时期。摩根士丹利在8月份发布的一份基于对30家制造商采访的报告中预测,到2035年,也就是加州的禁令生效时,预计电动汽车将占到全球新车销量的一半左右,到2050年将上升到80%以上。
摩根士丹利还预测,到2040年大众汽车将成为领先的电动汽车制造商,每年纯电动车销量可达1120万辆,其次是丰田650万辆,特斯拉490万辆,通用汽车410万辆。
在立法层面如何让消费者对新能源车感兴趣,愿意主动去购买电动车?
加州的禁令和全球17个国家的类似举动可能标志着一个转折点。分析师称,内燃机禁令将限制消费者的选择,自动提升对电动汽车的需求。分析师补充说,这将给制造商增加额外的需求量,在这一前提下,整体成本将会降低,从而提高利润。
根据IHS?Markit的数据,去年加州轻型汽车的注册量占全美的11%。而在加州销售的所有新车中,有6.2%是电动车,相比之下,电动车在美国的总份额是1.6%。
汽车行业的高管们一致认为,要克服消费者目前不愿意购买电动汽车的心理,需要的不仅仅是一个完整的电动汽车阵容,而且在某些市场上还需要税收优惠。另一个关键因素是更加完善的充电基础设施。
汽车行业组织“汽车创新联盟”总裁兼首席执行官约翰·波泽拉(John?Bozzella)说:“强制和禁止都不能建立成功的市场。”该组织呼吁当局在建设充电站方面做更多工作,并为消费者提供更多激励措施。
超负荷的加州电网
能源顾问和学者表示,在加州,将所有车辆改用电力运行,可能会使电力需求增加25%。这对一个已经面临周期性停电的加州来说是个重大挑战,与此同时,该州还在向可再生能源快速过渡。
加州需要提高发电量,扩大其快速充电站网络的规模,加强其电网以处理额外的负荷,并希望电池技术继续改进。
州长纽森8月份表示,要求加州到2030年60%的电力来自可再生能源,到2045年这一数值提升至100%。这导致了电力的严重短缺,并使数百万加州人在夏季的热浪中饱受停电的困扰。然而,一个不能保证可靠电力的政府,现在却要求公民购买电动汽车,这简直是不切实际。
但即使是支持减排的加州民主党立法机构两年前也曾扼杀了汽油车禁令,以免影响他们在低收入选民中的地位。因为即使有1.2万美元的联邦和州补贴,这一类人群也买不起昂贵的电动车。而且大部分加油站由少数族裔拥有,纽森这一命令最终会让他们破产。
该禁令还将消除道路和公共工程的重要收入来源,包括该州的子弹头列车在内,该州每年收取约80亿美元的燃油税和30亿美元的限额交易收入。去年加州的电动汽车仅占销售额的6.2%,要想在2035年达到100%,需要对汽车和汽车充电网络进行巨额的补贴。
纽森将在2026年之前离任,所以他清楚地知道他现在可以做出有关电动车的承诺,而不必为以后产生的结果负责。就好比2006年,小布什和民主党人说,纤维素乙醇的大规模生产就在眼前,然而到今天人们还在等。
从化石燃料向电力转化以淘汰内燃机不会一蹴而就,纽森的新规则只适用于新车的销售,因此在未来的几年里,老旧的燃油动力汽车将继续在加州的道路上行驶。但这一规则意味着该州将面临日益增长的百万级瓦特的需求。
“现在说这个命令会对我们的电网产生什么样的影响还为时过早,我们还没有进行任何具体的分析或预测,”负责运营电网的加州独立系统运营商的发言人安妮·冈萨雷斯(Anne?Gonzalez)说。
目前,加州每天在傍晚时分就面临着一个难题,因为太阳能发电量下降,给空调供电的需求仍然比较大。汽车充电带来了一个新的潜在问题。如果大多数车主都在此时进行快速充电会怎样?
圣地亚哥天然气与电力公司(Sempra?Energy旗下的公共事业公司,为360万人提供服务)的首席执行官卡罗琳·韦恩(Caroline?Winn)表示,需要为此制定规则和新的费率,鼓励人们在一天中的特定时段为汽车充电。她说,该公共事业公司所在地区在一天中始终存在能源过剩的时候。如果鼓励消费者在这一时间段充电,或者通宵充电,就会降低实现这一目标的成本。
电网需要升级,以便为数以百万计的新电动车做准备。大多数车主通常在家里充电,变电站和配电电路需要做出改变,以适应一个社区的多个家庭充电。
该州的三大投资者拥有的公共事业公司正在花费数十亿美元来强化电网,以防止电力设备引发灾难性的火灾。今年9月以来,持续数日的加州山火让多地空气质量大幅下降。
“在全国范围内,我们还有很多工作要做。加州走在所有人的前面,他们有很多工作要做。”克里斯·内尔德(Chris?Nelder)说,他在落基山研究所研究电动车到电网,该研究所是一个促进清洁能源解决方案的能源和环境政策组织。
内尔德认为这项投资是值得的,因为内燃机会产生大量的废热和未燃碳氢化合物的排放,这些废热和排放会从尾气管中逸出。通过升级电力系统来提高能源效率,可以为客户节省账单。“我们将消除能源系统中的大量废物,使其效率大大提高。”他说。
一些人认为电动汽车的增长是一个机遇,而不是挑战。每天下午,当电力需求量大,但太阳落山,太阳能发电量迅速下降时,乘用车、公共汽车和其他车辆的电池可以将电力释放回电网,以帮助稳定电网,洛杉矶旨在加速部署电动车的公私合作项目“交通电力化伙伴关系”主席马特·彼得森(Matt?Petersen)说。
这个想法被称为“车辆到电网”。彼得森说:“我们的终极目标是推出双向电池,可以在需要的时候放电。”他补充说:“我们在电网中增加的电动汽车越多,我们也就可以向电网增加更多的可再生能源。”
车辆到电网(V2G)技术不仅可以利用国家能源使用周期中的低需求时段,甚至可以在高峰期为电网的平滑供应提供帮助。该技术的理念是,你在不使用电动车的时候,将它接入电源,它既可以供应能源,也可以取用能源。就像一个移动的特斯拉电力墙、一个家用电池,可以在用电低峰充电并储存电能,然后在需求高峰期将其重新投入电网。
由全国便利店协会发起的非营利性研究组织“燃料研究所”的执行董事约翰·艾希伯格(John?Eichberger)表示,如果市场和电力建设落后,他希望负责制定新规则的加州空气资源委员会能够放慢时间轴,以执行纽森的新法令。
“基础设施问题是我们需要考虑的关键问题。”他说,“我们该如何开发一个能够随时保障消费者需求的能源系统?”
电动汽车广泛部署的一大障碍是电池的成本,汽车制造商需要不断寻求电池成本的下降,使汽车的价格更加低廉。埃隆·马斯克(Elon?Musk)表示,他预计在2023年左右退出一款售价在2.5万美元左右的车型。
汽车电池价格正在下降,但特斯拉首席执行官埃隆·马斯克警告说,由于政府的排放规定迫使汽车制造商需要生产更多的电动车,到2022年将出现锂电池短缺,这反而会推动生产成本的上升。
马斯克计划在内华达州开发一个锂生产厂,但环保主义者则表示强烈反对,认为应该将锂留在地下。

内华达州的一个锂项目等联邦批准已经等了十多年,生物多样性中心正试图关闭沙漠中的一个锂矿,该矿每年可供应40万个电动汽车电池。中国控制了全球70%的锂供应和83%的电池用阳极。
加州大学圣地亚哥分校可持续动力与能源中心主任孟颖(Shirley?Meng)表示,她相信电池能够以较低的成本提供更好的性能。
“我相信电池技术已经很成熟了。”她说,随着新型材料和金属可以用于基础电池化学,价格下降,成本有望下降。“电池现在很好,未来10年会更好。”
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