Tecnologie e consumo energetico

L’intelligenza artificiale è una risorsa inestimabile per lo sviluppo dell’umanità sul pianeta: la capacità di calcolo può migliorare le opportunità di vita e creare nuove e migliori speranze per il genere umano ma niente di tutto questo è gratis e forse molti aspetti continuano ad essere sottovalutati.

Lo scopo del presente articolo è suggerire una riflessione in merito all’utilità delle tecnologie come la block-chain o l’intelligenza artificiale, in relazione al loro consumo energetico in un mondo con sempre meno risorse primarie disponibili. Lo scopo non è dichiararne l’inutilità, al contrario la loro strategica importanza al punto da riflettere sull’effettivo livello di diffusione.

Intelligenza artificiale e consumo d’acqua

Nel 2022 Google, Microsoft e Meta hanno consumato oltre 2 miliardi di metri cubi di acqua dolce: 2 miliardi di metri cubi di acqua dolce sono un quantitativo impressionante e, secondo la Dott.ssa Veronica Balocco sul Corriere delle Comunicazioni, nel 2027 si stima un consumo di acqua dolce pari a 4,2 e 6,6 miliardi di metri cubi (per maggiori informazioni cliccare qui).

A cosa serve l’acqua dolce

L’acqua dolce serve a raffreddare i processori incaricati di svolgere i calcoli necessari agli algoritmi d’intelligenza artificiale: più il processore è impegnato, maggiore è la temperatura sprigionata e maggiore è la richiesta di acqua. Facciamo però un esempio pratico: il computer LEONARDO del CINECA riceve acqua in ingresso a 37°C che viene fatta correre per raffreddare i sistemi impegnati nei calcoli e alla sua uscita raggiunge un massimo di 47°C.

Il caso di LEONARDO è interessante perchè dalla presentazione fatta dal CINECA si apprende che il sistema di refrigerazione è un circuito chiuso in cui l’acqua non viene mai sprecata ed in effetti, essendo in ingresso a 37°C è facile intuire che vi sia un costante ricircolo. È un’idea intelligente che, come sostiene il presidente del CINECA il Dott. Francesco Ubertini, richiede comunque una certa “etica nell’uso” del sistema: deve essere impiegato per cose importanti.

Quanti sono 2 miliardi di metri cubi di acqua

Il caso di Roma Capitale

Rispondere a questa domanda non è facile ma è possibile facendo qualche semplice operazione matematica.

Dati
Consumo di acqua pro capite: 155 metri cubi (fonte: ANSA)
Popolazione di Roma: 2.800.000 abitanti (fonte: Comune di Roma per anno 2023)

Calcoli
Consumo totale = Consumo pro capite x Popolazione
Consumo totale = 155m3/anno x 2.800.000 abitanti
Consumo totale = 434.000.000 di m3/anno

Si consideri però che questo valore (434.000.000) riguarda solo l’uso non abitativo e non tiene conto degli impieghi industriali, commerciali, turistici. Pertanto è abbastanza plausibile arrotondare la cifra per eccesso e portarla a circa 550.000.000 di m³.

Stima consumo totale annuo = 550.000.000 m3
Stima consumo totale giornaliero = 1.506.849 m3

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1.506.849 m3 = 1.506.849.000 litri

A Roma, in sostanza, nel 2023 si stima che si siano consumati circa 1.506.849.000 litri di acqua al giorno. Un valore altissimo che non regge il confronto con quanto dichiarato da Londra (città ben più popolata di Roma).

Il caso di Londra

Secondo il portale ufficiale della città di Londra, il consumo giornaliero di acqua è pari a 2.600.000.000 di litri ossia a 2.600.000 m³. Si tenga presente anche la differenza tra le due città:

Il caso di New York

New York è una delle città più grandi al mondo e, secondo il portale ufficiale della città (NYC.GOV), il consumo di acqua si attesterebbe intorno a 1.000.000.000 di galloni. Si tenga quindi conto che:

1 gallone = 3,78541 litri
1.000.000.000 galloni/giorno x 3,78541 = 3.785.410.000 litri/giorno

Si riconsideri quanto riportato dalla Dott.ssa Balocco: nel 2025 si stima un consumo annuo di acqua dolce pari a 4,2 e 6,6 miliardi di metri cubi per far funzionare la I.A. In sostanza un anno di raffreddamento dell’I.A. costa quanto poco più di un giorno di consumo di New York e Roma messe assieme.

Sembra poco? Sembra sostenibile? Si tenga presente che un paese a basso reddito, secondo le informazioni più volte pubblicate dall’OMS e dall’UNICEF, vive con 20 litri di acqua al giorno.

Block-Chain e consumo di risorse

L’altra tecnologia che ha fatto molto discutere in tema di dispendio energetico è la block-chain e sul tema ci si interroga da anni sulla possibilità di ottimizzare tali consumi. Di seguito vengono presentati dei calcoli molto semplici per stimare un consumo energetico necessario per il mining di Bitcoin e di Ethereum.

Bitcoin

Si supponga di voler utilizzare un singolo miner ASIC ad alte prestazioni basato sul sistema AntminerS19 Pro. Il consumo medio orario è di 3.250 watt (ossia 3,25 Kw/h).

Consumo giornaliero: 3,25 kW/h x 24 ore/giorno = 78 kWh/giorno

Un singolo sistema, pertanto, consumerà in un giorno di lavoro 78 kW. Immaginando di utilizzare 1.000 sistemi Antminer S19 e creare quella che viene definita una mining-farm ossia un sistema multiplo di produzione dei bitcoin, il risultato sarebbe il seguente.

1.000 sistemi x 78kWh/giorno = 78.000kWh/giorno (ossia 78 MWh/giorno)

Ethereum

Per Ethereum s’immagini l’impiego di una GPU NVIDIA RTX 3080 con un consumo di circa 300 watt (ossia 0,3 kW). Il risultato sarebbe:

Consumo giornaliero= 0,3 kW×24 ore/giorno = 7,2 kWh/giorno

1.000 GPU×7,2 kWh/giorno = 7.200 kWh/giorno (ossia 7,2 MWh/giorno)

Riassumendo i consumi

Riassumendo la stima dei consumi e cercando di inserirla in un contesto quotidiano possiamo affermare quanto riportato in tabella.

Sono dati molto significativi di consumo che, chiaramente, dovrebbe essere tenuto sotto stretto controllo. Si tenga presente che, considerando il consumo medio di energia pro capite e la popolazione, è possibile stimare che:

19.178 MWh/giorno consumati per Milano (pop. 1.400.000)
11.918 MWh/giorno consumati per Torino (pop. 870.000)
 5.014 MWh/giorno consumati per Firenze (pop. 366.000)

Infine, per comprendere ancora meglio il consumo energetico prodotto dalle Bitcoin Farms, si può tenere in considerazione la celebre statistica secondo la quale l’intera rete Bitcoin consuma annualmente 120 Terawattora (TWh) e la Norvegia, sempre annualmente, ne consuma 124 Terawattora (Fonte. Forbes). Questa statistica può aiutare a comprendere meglio.

È importante capire che la produzione di energia non è sempre basata su risorse rinnovabili e “pulite” ma, molto spesso, produce inquinamento e consumo necessari a generare l’energia richiesta.

Ponderare, sì ma come?

Ci si concentri sull’intelligenza artificiale: l’utilizzo di refrigeranti e di desalinizzatori sono certamente soluzioni ma la domanda più importante è per che cosa utilizziamo l’intelligenza artificiale? Se si volesse certamente fare polemica, l’impiego dell’IA per la costruzione di meme con il volto di Gerry Scotti, certamente, potrebbe essere evitato mentre l’impiego di tale tecnologia per ottimizzare cicli di produzione, ricerca medica, sistemi di consumo energetico, è benvenuto. Si tratta quindi di ponderare bene il suo utilizzo per evitare di gravare, per cause inutili, sull’ecosistema alimentandone il peggioramento ma la ponderazione risulta difficile quando la tecnologia è massificata e può avere, potenzialmente, milioni di applicazioni (dalle più utili a quelle più inutili).

Il consumo energetico generato dall’intelligenza artificiale potrebbe essere contrastato da un’ottimizzazione delle risorse e, probabilmente, da costi più alti di accesso che le imprese però vorranno evitare per impedire lo sbarramento d’ingresso alla tecnologia e la riduzione della platea degli utilizzatori. Sorge quindi una domanda: è davvero sostenibile il modello d’impiego libero dell’intelligenza artificiale, così come lo stiamo sperimentando in questo periodo?

Vale la pena porsi queste domande: la sostenibilità di queste tecnologie non può andare a discapito della vita sul pianeta, nonostante la loro comodità e la loro efficienza.