Qual è il costo ambientale del supercomputer delle Alpi svizzere?

Diversi studi hanno dimostrato che l’intelligenza artificiale può analizzare modelli climatici complessi e aiutare, ad esempio, a prevedere le ondate di caldo. Può anche trovare modi per distribuire in modo più efficiente l’elettricità alle case e all’industria, il che sarà fondamentale per la transizione energetica. Unico svantaggio: lo sviluppo e il funzionamento dei sistemi di intelligenza artificiale richiedono enormi risorse, in particolare acqua ed elettricità. Tanto da creare un’impronta ambientale considerevole che potrebbe annullarne i vantaggi.

Stime dell’Agenzia internazionale per l’energiaCollegamento esterno che le tecnologie di intelligenza artificiale potrebbero consumare dieci volte più elettricità entro il 2026. A livello globale, ciò potrebbe rappresentare livelli paragonabili a quelli di paesi come Austria o Finlandia Collegamento esternoconsumare in un anno. E questa elettricità spesso proviene da combustibili fossili.

Anche Sam Altman, CEO di OpenAI – la società dietro ChatGPT – ha dichiarato al World Economic Forum di Davos lo scorso anno che sarebbe necessaria una “svolta energetica” per supportare l’espansione di strumenti che generano testo, immagini o suoni, ciò che chiamiamo AI generativa. . Con quasi 4 miliardi di visite mensili, ChatGPT consuma già la stessa energia di 33.000 famiglie e il 6% dell’acqua del distrettoCollegamento esterno degli Stati Uniti dove si trova il suo data center per raffreddare i server.

Allo stesso tempo, i politecnici svizzeri (ETH Zurigo e ETH Losanna) hanno sviluppato Alps, uno dei supercomputer più potenti al mondo, con l’obiettivo di supportare modelli linguistici di grandi dimensioni (LLM), come quelli su cui si basano chatbot come ChatGPT. L’obiettivo è creare sistemi di intelligenza artificiale pubblici e open Source per la ricerca scientifica, in particolare nei settori del clima e della medicina. Ma a quale costo per l’ambiente?

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Un supercomputer alimentato dall’energia idroelettrica

Le prestazioni delle Alpi lo collocano attualmente al settimo posto nella Top500Collegamento esterno supercomputer globali. Ma il suo impatto ambientale rimane inferiore rispetto ai suoi omologhi americani, secondo Vlad Coroama, ricercatore indipendente e fondatore del Roegen Center for Sustainability di Zurigo.

Dotato di 10.000 processori grafici (GPU), Alps consuma in media sette megawatt di elettricità, l’equivalente di 10.000 economie domestiche svizzere, ovvero lo 0,09% del consumo totale del paese, secondo i calcoli di Vlad Coroama.

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“Due turbine eoliche potrebbero coprire questa domanda”, spiega. “Ciò non è trascurabile, ma è giustificato se l’obiettivo è far avanzare la ricerca scientifica di base”. Per fare un confronto, il supercomputer El Capitan, il più potente del mondo, consuma più di quattro volte più energia, ovvero 29 megawatt, anche da fonti non rinnovabili.

Per soddisfare il crescente fabbisogno energetico, le grandi aziende tecnologiche private come Amazon, Google e Microsoft stanno investendo massicciamente nell’energia nucleare.

Ma Maria Grazia Giuffreda, vicedirettrice del Centro svizzero di calcolo scientifico (CSCS), ritiene che sia “impensabile continuare a costruire ovunque data center alimentati dall’energia nucleare”. La sua organizzazione ospita Alps e altri importanti sistemi IT. “Dobbiamo concentrarci su fonti energetiche pulite e alternative”, aggiunge, sottolineando che il CSCS, finanziato con fondi pubblici, ha adottato questo approccio.

Infatti, le Alpi fanno affidamento esclusivamente sull’energia idroelettrica, il che significa che le sue emissioni dirette di CO2 sono minime. Mentre i data center con sede negli Stati Uniti spesso si affidano a generatori diesel per le situazioni di emergenza, CSCS dispone di una batteria di backup e di una riserva d’acqua. Ciò consente a servizi critici come MeteoSvizzera, la piattaforma nazionale di previsioni meteorologiche, di funzionare autonomamente per circa 20 minuti quando i supercomputer non funzionano. CSCS riutilizza inoltre l’acqua di raffreddamento dei propri server come acqua calda per la città di Lugano.

Vlad Coroama stima che il supercomputer delle Alpi rappresenti solo lo 0,013% delle emissioni annuali di CO2 della Svizzera. Una quantità trascurabile, secondo lui.

Il costo ambientale dei supercomputer

I giganti della tecnologia come Microsoft stanno investendo miliardiCollegamento esterno – 80 miliardi di dollari solo nel 2025Collegamento esterno – nei supercomputer IA come “StargateCollegamento esterno».

Si stima che il funzionamento di questa macchina richiederà fino a 5 gigawatt, l’equivalente della potenza di cinque reattori nucleariCollegamento esterno.

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Vlad Coroama immagina e incoraggia un futuro incentrato su modelli di intelligenza artificiale più piccoli e specializzati, come quelli che gli scienziati svizzeri intendono sviluppare con il supercomputer delle Alpi. Questi modelli richiedono meno energia.

Ma l’impatto ambientale dell’intelligenza artificiale non si limita all’energia utilizzata dai data center. “I data center basati sull’intelligenza artificiale stanno già avendo implicazioni significative per la salute pubblica”, afferma Shaolei Ren, professore associato di ingegneria presso l’Università della California, Riverside.

In uno studio recenteCollegamento esternoche non è stato ancora sottoposto a revisione paritaria, Shaolei Ren e colleghi stimano che i costi sanitari statunitensi derivanti dall’inquinamento atmosferico causato dalle tecnologie di intelligenza artificiale potrebbero raggiungere i 20 miliardi di dollari entro il 2030, equivalenti al carico sanitario pubblico di tutti i veicoli in California. L’inquinamento atmosferico contribuisce a malattie come l’asma, il cancro ai polmoni e gli attacchi di cuore.

Il data center di Amazon Web Services (AWS) ad Ashburn, Virginia (Stati Uniti). Il cluster di data center della Virginia settentrionale è il più grande al mondo.

EPA/JIM A PIEDI NUDI

Soluzioni sostenibili e benefici per la società

CSCS ha limitato questi rischi evitando i generatori diesel, una delle principali fonti di inquinamento atmosferico. Ma Shaolei Ren ritiene che i miglioramenti siano possibili, perché l’impatto ambientale dei supercomputer è enorme, anche con l’uso di energia verde e acqua di raffreddamento riciclata. Infatti, il considerevole fabbisogno energetico dei supercomputer può mettere a dura prova le reti locali e i loro estesi sistemi di raffreddamento portano alla perdita di acqua per evaporazione. Paragona la traiettoria dell’intelligenza artificiale a quella dell’industria automobilistica, che inizialmente era molto inquinante prima di diventare più efficiente.

“Possiamo fare di meglio”, afferma, suggerendo misure pratiche come l’ubicazione di data center in regioni con energia rinnovabile abbondante ed economica e risorse di raffreddamento naturali, come laghi e fiumi freddi, riserve di neve e aree sotterranee per il raffreddamento geotermico. Secondo Shaolei Ren, i paesi nordici sarebbero ideali per l’outsourcing delle capacità IT locali, un’opzione che il direttore del CSCS Thomas Schulthess ha già pubblicamente sostenuto.

Maria Grazia Giuffreda ritiene, però, che questa possibilità vada considerata con cautela. “Dovremo chiederci se sia davvero concepibile spostare le infrastrutture strategiche in luoghi in cui non abbiamo il pieno controllo”, osserva.

Per Vlad Coroama il successo dell’iniziativa svizzera si misurerà soprattutto dal suo impatto sociale.

“Per grandi simulazioni scientifiche e climatiche, un supercomputer è essenziale”, spiega, sottolineando che i modelli di intelligenza artificiale generativa come ChatGPT o Google Gemini consumano quantità di risorse molto maggiori rispetto ad Alps, con vantaggi meno tangibili. “È uno spreco di energia utilizzare questi modelli enormi e molto potenti per piccoli compiti come scrivere e-mail.”

Secondo lui, il supercomputer delle Alpi potrebbe offrire di più. “La buona scienza costa denaro, ma ne vale la pena quando fornisce un valore reale alla società nel suo insieme”.

Testo riletto e verificato da Sabrina Weiss e Veronica De Vore, traduzione di Lucie Donzé