Nuestro amor por la nube está haciendo imposible un futuro de energía verde: NoticiasMoviles

Un número épico de ciudadanos está haciendo videoconferencias para trabajar en estos tiempos de bloque. Pero mientras intercambia un viajero de gas por conectividad digital, su consumo de energía personal por cada dos horas de video es mayor que la proporción de combustible que habrían consumido en un viaje en tren de cuatro millas. Además de esto, millones de estudiantes «conducen» para ir a clases por Internet en lugar de caminar.

Mientras tanto, en otros rincones del universo digital, los científicos han desplegado furiosamente algoritmos para acelerar la investigación. Sin embargo, la fase de aprendizaje modelo para una sola aplicación de IA puede consumir más potencia informática que 10.000 máquinas en un día.

Este gran «experimento» para cambiar el consumo de energía social es visible, al menos indirectamente, en una serie de hechos de alto nivel. En la primera semana de abril, el consumo de gasolina en los Estados Unidos se había desplomado un 30 por ciento, pero la demanda general de electricidad se había reducido en menos del siete por ciento. Esta dinámica es, de hecho, indicativa de una tendencia subyacente para el futuro. Si bien el consumo de combustible para el transporte eventualmente se recuperará, el crecimiento económico real está vinculado a nuestro futuro digital con energía eléctrica.

La crisis de COVID-19 destaca cuán mucho más sofisticada y robusta es la red de Internet de 2021 de lo que era hasta 2008, cuando la economía colapsó por última vez, un «siglo» de Internet. si En ese momento hubo un bloqueo nacional, la mayoría de las decenas de millones que ahora teletrabajan se unirían a los casi 20 millones que fueron despedidos. Tampoco hubiera sido tan práctico para las universidades y las escuelas tener decenas de millones de estudiantes aprendiendo desde casa.

Los analistas han documentado ampliamente los aumentos masivos en el tráfico de Internet de todo tipo de empresas domésticas. Las mediciones de tráfico digital han aumentado en todo, desde compras en línea hasta videojuegos y transmisión de películas. Hasta ahora, el sistema ha gestionado hábilmente todo y la nube ha estado continuamente disponible, menos el inconveniente ocasional.

Hay más sobre el papel de la nube durante la llamada de conferencia con un clic y la crisis COVID-19 de video chat. La telemedicina finalmente ha sido lanzada. Y hemos visto, por ejemplo, que las aplicaciones emergen rápidamente para ayudar a evaluar de manera independiente los síntomas y las herramientas de inteligencia artificial desarrolladas para mejorar los diagnósticos de rayos X y ayudar con la trazabilidad del contacto. La nube también permitió a los investigadores crear rápidamente datos clínicos «lagos de datos» para alimentar las capacidades astronómicas de las supercomputadoras de hoy en día utilizadas para la investigación de terapias y vacunas.

El futuro de la IA y la nube nos traerá mucho más que lo anterior, junto con diagnósticos caseros prácticos y telemedicina basada en la realidad virtual, sin mencionar los ensayos clínicos hiperacelerados para nuevas terapias. Y eso no dice nada acerca de lo que la nube aún permitirá en el 80% de la economía que no es parte de la atención médica.

Sin embargo, a pesar de la emoción que nos ofrecen estas nuevas capacidades, la base de toda esa computación en la nube se mantendrá constante y la demanda de energía aumentará constantemente. Lejos de ahorrar energía, nuestro futuro en el lugar de trabajo habilitado para IA utiliza más energía que nunca, un desafío que la industria de la tecnología debe evaluar y considerar rápidamente en los próximos años.

La nueva infraestructura de información.

La nube es una infraestructura vital. Esto debería y debería remodelar muchas prioridades. Hace solo un par de meses, los titanes tecnológicos estaban trabajando entre ellos para comprometerse a reducir el consumo de energía y promover la energía «verde» para sus operaciones. Sin duda, estos problemas seguirán siendo importantes. Pero la fiabilidad y la resistencia, en resumen, la disponibilidad, ahora pasarán a la máxima prioridad.

Como Fatih Birol, director ejecutivo de la Agencia Internacional de Energía (AIE) el mes pasado le recordó a su circunscripción, en un eufemismo diplomático, sobre el futuro de la energía eólica y solar: «Hoy estamos presenciando una sociedad que está haciendo aún más dependencia de la tecnología digital «que» subraya la necesidad de que los responsables de las políticas evalúen cuidadosamente la disponibilidad potencial de recursos de flexibilidad en condiciones extremas «. En los tiempos económicamente estresados ​​que seguirán a la crisis COVID-19, la sociedad de precios debe pagar para garantizar esa «disponibilidad» es mucho más importante.

Todavía es prohibitivamente caro suministrar alta fiabilidad electricidad con tecnología solar y eólica. Quienes afirman que la energía solar / eólica están en «paridad de red» no miran la realidad. Los datos muestran que los costos generales de los kilovatios-hora de la red son alrededor de 200 a 300 por ciento más altos en Europa, donde la proporción de energía eólica / solar es mucho mayor que en los Estados Unidos. Se observa que los grandes usuarios de electricidad industrial, incluidas las empresas de tecnología, disfrutan de grandes descuentos del promedio de la red, lo que deja a los consumidores cargados con costos más altos.

Dicho en términos simplistas: esto significa que los consumidores pagan más por alimentar sus hogares para que las grandes empresas tecnológicas puedan pagar menos por el poder de mantener los teléfonos inteligentes iluminados con datos. (Veremos cuán tolerantes son los ciudadanos con esta asimetría en el clima posterior a la crisis).

De hecho, muchas de estas realidades están ocultas por el hecho de que la dinámica energética de la nube es inversa a la del transporte personal. Para este último, los consumidores literalmente ven dónde se gasta el 90 por ciento de la energía al llenar el tanque de gasolina de su automóvil. Cuando se trata de un teléfono inteligente «conectado», el 99 por ciento de las dependencias energéticas son remotas y están ocultas en la extensa pero invisible infraestructura de la nube.

Para los no iniciados, los motores digitales voraces que alimentan la nube se encuentran en miles de centros de datos invisibles y anónimos en una escala de almacén donde miles de bastidores de máquinas de silicio de tamaño refrigerado alimentan nuestras aplicaciones y donde explotan los volúmenes de datos Están almacenados. Muchos de los expertos digitales también se sorprenden al aprenderlo. cada Este bastidor quema más electricidad cada año que 50 Teslas. Además, estos centros de datos están conectados a mercados con aún más hardware para quemar energía empujando bytes a través de miles de millones de millas de autopistas de información hechas de cables de vidrio y a través de 4 millones de torres de celdas que crean un sistema de autopista virtual aún más grande. .

Por lo tanto, la infraestructura global de TI, contando todos sus componentes básicos desde redes y centros de datos hasta procesos de fabricación sorprendentemente intensivos en energía, pasó de ser un sistema inexistente hace varias décadas a uno que ahora usa alrededor de 2,000 teravatios-hora de electricidad por día. año Esto es más de 100 veces más electricidad que la que usan los cinco millones de autos eléctricos en el mundo cada año.

En términos individuales: esto significa que la electricidad proporcional promedio utilizada por cada teléfono inteligente es mayor que la energía anual utilizada por un refrigerador doméstico típico. Y todas estas estimaciones se basan en la situación de hace algunos años.

Un futuro más digital inevitablemente usará más energía

Algunos analistas ahora dicen que aunque el tráfico digital se ha disparado en los últimos años, las ganancias de eficiencia ahora han reducido o incluso aplanado el crecimiento en el uso de energía centrado en los datos. Estas afirmaciones enfrentan tendencias fácticas compensatorias recientes. Desde 2016, ha habido una fuerte aceleración en el gasto del centro de datos en hardware y edificios, con un gran salto en la densidad de potencia de ese hardware.

Independientemente de si el crecimiento de la demanda de energía digital puede o no haberse desacelerado en los últimos años, se avecina una expansión mucho más rápida de la nube. El hecho de que la demanda de energía de la nube crezca proporcionalmente dependerá en gran medida de la velocidad del uso de datos y, en particular, del uso de la nube. Cualquier aumento significativo en la demanda de energía hará que los desafíos de ingeniería y económicos asociados con el respeto de la métrica operativa central de la nube sean mucho más difíciles: siempre disponibles.

En los últimos cinco años, se han construido más pies cuadrados de centros de datos que en toda la década anterior. Incluso hay una nueva categoría de centros de datos de «hiperescalación»: edificios llenos de silicio, cada uno de los cuales cubre más de un millón de pies cuadrados. Piense en esto en términos inmobiliarios como el equivalente al amanecer de los rascacielos de hace un siglo. Pero aunque hay menos de 50 edificios hiper-altos del Empire State Building en el mundo hoy, ya hay alrededor de 500 centros de datos hiperescala en todo el planeta. Y estos últimos tienen un apetito energético colectivo superior a los 6,000 rascacielos.

No tenemos que adivinar qué está impulsando el crecimiento del tráfico en la nube. Los principales impulsores en la parte superior de la lista son la inteligencia artificial, más video y especialmente la realidad virtual intensiva en datos, así como la expansión de micro centros de datos en el «borde» de las redes.

Hasta hace poco, la mayoría de las noticias de inteligencia artificial se habían centrado en su potencial como asesino laboral. La verdad es que la inteligencia artificial es lo último en una larga línea de herramientas para impulsar la productividad que replicarán lo que el crecimiento de la productividad siempre ha hecho a lo largo de la historia: crear un crecimiento neto del empleo y más riqueza para más personas. . Necesitaremos mucho más que ambos para recuperar COVID-19. Pero esa es una historia para otro momento. Por ahora, ya está claro que la IA tiene un papel que desempeñar en todo, desde el análisis de salud personal hasta la entrega de medicamentos, la investigación médica y la búsqueda de empleo. Lo más probable es que la IA eventualmente sea vista como un «activo» neto.

En términos energéticos, la inteligencia artificial es el uso de silicio que requiere más datos y más energía que se haya creado, y el mundo quiere usar miles de millones de tales chips de inteligencia artificial. En general, la potencia informática dedicada al aprendizaje automático se ha duplicado cada varios meses, una especie de hiper versión de la Ley de Moore. El año pasado, por ejemplo, Facebook señaló a la inteligencia artificial como una de las principales razones por las que su uso de centros de datos se duplica cada año.

En nuestro futuro cercano, también deberíamos esperar que después de semanas de congelación de la escasez de videoconferencia en pantallas planas pequeñas, los consumidores estén listos para la era de los videos basados ​​en realidad virtual. La realidad virtual aumentará la densidad de la imagen hasta 1000 veces y aumentará el tráfico de datos unas 20 veces. A pesar de las adaptaciones, la tecnología está lista y la próxima ola de redes 5G de alta velocidad tiene la capacidad de manejar todos esos píxeles adicionales. Sin embargo, requiere repetición: dado que todos los bits son electrones, esto significa que una realidad virtual mayor conduce a una mayor demanda de energía que las predicciones actuales.

Agregue a esto la tendencia reciente de construir centros de microdatos más cerca de los clientes «al límite». La velocidad de la luz es demasiado lenta para proporcionar inteligencia basada en inteligencia artificial desde centros de datos remotos a aplicaciones en tiempo real como conferencias y juegos de realidad virtual, vehículos autónomos, fabricación automatizada o infraestructura física «inteligente», incluidos hospitales y diagnósticos inteligentes. (La intensidad digital y energética de la atención médica ya es alta y está en aumento: un pie cuadrado de un hospital ya usa aproximadamente cinco veces más energía que un pie cuadrado en otros edificios comerciales).

Ahora se espera que los centros de datos de borde agreguen 100,000 MW de demanda de energía antes de que haya pasado una década. Para la perspectiva, es mucho más que la capacidad de energía de toda la red eléctrica de California. Nuevamente, nada de esto se ha incluido en la hoja de ruta de ningún pronóstico de energía en los últimos años.

¿Cambiarán las prioridades energéticas digitales?

Lo que nos lleva a una pregunta relacionada: ¿las empresas de la nube en la era posterior al coronavirus continuarán enfocando el gasto en indulgencias o disponibilidad de energía? Por indulgencia, me refiero a aquellas inversiones corporativas realizadas en la generación de energía eólica / solar en otro lugar (incluso en el extranjero), así como para alimentar directamente la propia estructura. Estas inversiones remotas se «acreditan» a una instalación local para afirmar que funciona con energía verde, incluso si en realidad no alimenta la instalación.

Nada impide que una empresa que busca el verde se desconecte físicamente de la red convencional y construya su propia generación local de energía eólica / solar, excepto para hacerlo y garantizar 24/7 disponibilidad daría lugar a un aumento de aproximadamente el 400 por ciento en los costos de electricidad de la instalación.

En el estado actual de las perspectivas de indulgencia compradas, es útil saber que la infraestructura de información global ya consume más electricidad que la producida por todos los parques solares y eólicos del mundo combinados. Por lo tanto, no hay suficiente energía eólica / solar en el planeta para que las compañías de tecnología, y mucho menos cualquier otra persona, compren como «créditos» para compensar todo uso de energía digital.

El puñado de investigadores que estudian las tendencias de energía digital esperan que el uso de combustible en la nube pueda aumentar al menos en un 300 por ciento en la próxima década, y esto fue antes de nuestra pandemia global. Mientras tanto, la Agencia Internacional de Energía predice una duplicación «simple» de la electricidad renovable global para ese período. Esta predicción también se ha hecho en la economía previa al coronavirus. La AIE ahora teme que la recesión secará la emoción fiscal por los costosos planes ecológicos.

Independientemente de los problemas y debates sobre las tecnologías utilizadas para producir electricidad, la prioridad para los operadores de infraestructura de información cambiará cada vez más y necesariamente hacia disponibilidad. Esto se debe a que la nube se está volviendo cada vez más inextricablemente vinculada a nuestra salud económica, así como a nuestra salud mental y física.

Todo esto debería hacernos optimistas sobre lo que viene del otro lado de la recuperación de la pandemia y el cierre sin precedentes de nuestra economía. Agradecemos a Microsoft, en su manifiesto energético anterior a COVID 19, por observar que «el progreso en la prosperidad humana … está indisolublemente vinculado al uso de la energía». Nuestra infraestructura centrada en la nube del siglo XXI no será diferente. Y esto demostrará ser algo bueno.

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