?Será la inteligencia artificial una amenaza para el desarrollo sostenible?

Por Djoomart Otorbaev

Las estimaciones proyectadas indican que en los próximos cinco a?os los sistemas avanzados de inteligencia artificial (IA) necesitarán más de un billón de dólares en inversiones para la infraestructura de centros de datos empresariales y en la nube.

La infraestructura de IA incluye servidores equipados con unidades de procesamiento gráfico (GPU) o aceleradores personalizados, redes dedicadas, soluciones de almacenamiento e instalaciones especializadas, factores que exigen una importante inversión de capital. Por lo tanto, es esencial evaluar la escala, los rendimientos potenciales y el impacto ambiental del rápido desarrollo y aplicación de la IA.

El auge de la IA tendrá un impacto significativo en el sector energético. De acuerdo a la Agencia Internacional de la Energía, un gran porcentaje del consumo de energía en los centros de datos se dedica a la informática y la refrigeración, cada uno de los cuales representa alrededor del 40 por ciento.

Se espera que esta situación se complique aún más con el uso cada vez mayor de los sistemas de IA, ya que su mayor potencia de cálculo conduce a una mayor densidad de potencia. Los grupos densos de chips de alto rendimiento generan significativamente más calor que las unidades centrales de procesamiento (CPU) estándar, lo que requiere mucha más energía para enfriar estos sistemas y evitar el sobrecalentamiento. Las GPU están dise?adas específicamente para la IA y las tareas informáticas pesadas. Necesitan funcionar de forma continua y, por lo tanto, consumen mucha más energía que los procesadores estándar. Una CPU típica o un chip de servidor, en general, consume entre 75 y 200 vatios, comparable al consumo de energía de una bombilla. Por el contrario, las GPU NVIDIA modernas dise?adas para aplicaciones de IA pueden consumir de cinco a 10 veces más energía, lo que resulta en un aumento similar en la generación de calor.

Como resultado, se espera que el consumo de energía de un centro de datos típico a hiperescala aumente de su nivel actual de 30-40 megavatios a más de 300 MW en los próximos tres a cinco a?os. En 2022, los centros de datos consumieron 460 teravatios hora (TWh) de electricidad, lo que representa el 2 por ciento del consumo total de electricidad del mundo. Sin embargo, un informe reciente de la AIE indica que los centros de datos podrían duplicar su consumo de energía para 2026, superando los 1.000 TWh, aproximadamente el equivalente a todo el consumo de energía de Japón.

Morgan Stanley estima que la demanda de IA generativa crecerá a un promedio anual del 70 por ciento hasta 2027. Representará alrededor del 25 por ciento de todo el consumo de energía del centro de datos. La industria está abordando el desafío de la eficiencia de los recursos mediante la construcción de centros de datos a hiperescala y la innovación en el dise?o de chips. Los operadores de centros de datos son algunos de los mayores inversores en energías renovables. Por ejemplo, en mayo, Microsoft firmó un acuerdo para producir 10,5 GW de energía renovable, lo que supone el acuerdo de compra de energía corporativa más importante de la historia.

En julio, la compa?ía de Elon Musk construyó y lanzó una supercomputadora masiva llamada "gigafábrica de computación" en Memphis, Tennessee. Esta iniciativa, llamada Project Colossus, cuenta con un centro de datos equipado con 100.000 chips NVIDIA y está destinada a entrenar al competidor de ChatGPT de xAI, Grok. La nueva instalación consumirá 50 MW de electricidad, suficiente para abastecer a unos 50.000 hogares, y requerirá 1,3 millones de galones de agua al día para su refrigeración. El aumento sustancial en el consumo de recursos incluso ha generado preocupaciones entre los miembros del Concejo Municipal de Memphis sobre el impacto potencial en la ya tensa red eléctrica y el suministro de agua de la ciudad. Si bien la IA consume una cantidad significativa de energía, sus centros de datos necesitan amplios sistemas de enfriamiento y utilizan grandes cantidades de agua limpia y purificada. Según las estimaciones, para 2027, el consumo anual de agua proyectado de la industria podría alcanzar los 6.6 mil millones de metros cúbicos.

En consecuencia, la demanda de soluciones de refrigeración y tecnologías de ahorro de agua aumentará rápidamente. Un estudio de la AIE descubrió que el consumo de energía de los centros de datos (excluyendo las criptomonedas) representó entre el 1 y el 1,3 por ciento de la demanda mundial de electricidad en 2022. Sin embargo, las previsiones recientes han aumentado esas cifras a entre el 1,5 y el 3 por ciento. Además, se espera que el consumo de energía de los centros de datos se acerque rápidamente al nivel de consumo de vehículos eléctricos en todo el mundo, que se prevé que represente alrededor del 2 por ciento de la demanda mundial para 2026. Por otro lado, se espera que el consumo de energía para la producción de aluminio represente alrededor del 4 por ciento de la demanda mundial. Además, la localización de los centros de datos es crucial. Ya está provocando cuellos de botella locales y desafíos para las empresas energéticas. Por ejemplo, en Irlanda, el sector de los centros de datos representó el 18 por ciento de la demanda de electricidad del país en 2022, mientras que en Singapur representó el 7 por ciento.

En consecuencia, se han implementado restricciones a las operaciones de nuevos centros de datos en varias regiones. En Irlanda, las condiciones de conexión a la red están vigentes desde finales de 2021, y en los Países Bajos, la mayoría de los nuevos centros de datos de hiperescala se han enfrentado a restricciones a partir de enero de 2024 debido a las limitaciones de la red. Por lo tanto, algunos proveedores de centros de datos están explorando cada vez más la generación de energía in situ para abordar estos problemas de conectividad y reducir la dependencia de la red.

En China, donde la demanda de electricidad está creciendo rápidamente debido a la aparición de centros de datos y redes 5G, Tencent ha instalado paneles solares en los tejados con almacenamiento en baterías que pueden generar unos 10 MW para su centro de datos de Tianjin.

La IA también ha demostrado su valor para abordar los desafíos climáticos, contribuyendo a la eficiencia energética, las tecnologías verdes y la predicción meteorológica. Sin embargo, los importantes recursos informáticos necesarios para operar los sistemas de IA han dado lugar a un aumento significativo del consumo de energía y agua, y seguirán haciéndolo. Estos riesgos y oportunidades contrapuestos están estrechamente relacionados con el objetivo más amplio de descarbonización. Su gestión eficaz requerirá políticas que promuevan la adopción generalizada de las energías renovables. Y las aplicaciones futuras de la IA podrían incluir la integración de las energías renovables en la red energética, el desarrollo de sistemas de IA multimodales y la utilización de modelos más eficientes para abordar los desafíos emergentes. Todavía queda mucho trabajo por hacer.

El autor, ex primer ministro de la República Kirguisa, es profesor de la Escuela de la Franja y la Ruta de la Universidad Normal de Beijing.