Due mesi dopo il lancio di ChatGPT nel novembre 2022, il servizio di OpenAI contava già 100 milioni di utenti attivi. Improvvisamente le grandi aziende tecnologiche hanno iniziato a competere per offrire al pubblico più “IA generativa“. Gli esperti hanno paragonato l’impatto di questa nuova tecnologia a quello di internet, dell’elettrificazione, della Rivoluzione Industriale o persino della scoperta del fuoco.
Il tempo chiarirà quanto di questo entusiasmo sia giustificato, ma una conseguenza dell’esplosione dell’intelligenza artificiale è già evidente: l’impronta ambientale di questa tecnologia è grande e in continua crescita.
Il consumo
L'intelligenza artificiale generativa utilizza enormi quantità di energia per il calcolo e l'archiviazione dei dati e milioni di litri d'acqua per raffreddare le apparecchiature dei data center. Ora, i legislatori e le autorità di regolamentazione – negli Stati Uniti e nell'UE – stanno iniziando a chiedere responsabilità.
L’uso dell’IA è direttamente responsabile di emissioni di carbonio derivanti dall’elettricità non rinnovabile e del consumo di milioni di litri di acqua dolce. Indirettamente, aumenta anche l’impatto ambientale legato alla costruzione e alla manutenzione degli apparecchi ad alto consumo energetico su cui l’IA funziona.
Mentre le aziende tecnologiche cercano di integrare l’IA ad alta intensità energetica in tutto, dalla scrittura di curriculum alla medicina dei trapianti di rene, dalla scelta del cibo per cani alla modellazione climatica, citano molti modi in cui l’IA potrebbe aiutare a ridurre l’impronta ambientale dell’umanità. Ma legislatori, regolatori, attivisti e organizzazioni internazionali vogliono ora assicurarsi che i benefici non siano superati dai crescenti rischi ambientali dell’IA.
Indice
In breve
Oggi si parla dell’impatto ambientale dell’intelligenza artificiale. Al momento non esistono regole precise per misurare quanto inquina l’IA, ma governi e organizzazioni stanno lavorando per creare standard. Quando si usano servizi come ChatGPT, consumiamo risorse: una sola sessione di domande e risposte può richiedere mezzo litro d’acqua per raffreddare i computer. I data center, dove funzionano questi sistemi, nel 2026 useranno tanta elettricità quanto l’intero Giappone.
L’IA può aiutare l’ambiente in molti modi, come migliorando i modelli climatici o rendendo le case più efficienti. Però più la tecnologia diventa efficiente, più viene usata, aumentando i consumi totali.
Il problema dell’acqua è particolarmente grave: i data center di Google e Microsoft hanno aumentato il consumo di acqua del 20-34% in un solo anno. In alcuni luoghi come Oregon, Cile e Uruguay, ci sono state proteste perché i data center usano l’acqua potabile delle comunità locali.
Cosa dicono gli esperti
Gli esperti dicono che i creatori di IA dovrebbero essere più trasparenti sui loro consumi. Per ora, come utenti, possiamo solo cercare di usare questi servizi con moderazione.
Gli effetti delle IA sul consumo di risorse
Impossibile sapere oggi quanto inquina una richiesta ad un’IA
“Lo sviluppo della prossima generazione di strumenti di IA non può avvenire a spese della salute del nostro pianeta,” ha dichiarato la scorsa settimana a Washington il senatore del Massachusetts Edward Markey (D), dopo che lui e altri senatori e rappresentanti hanno presentato una legge che obbligherebbe il governo federale a valutare l’attuale impronta ambientale dell’IA e a sviluppare un sistema standardizzato per monitorare gli impatti futuri. Allo stesso modo, l'”AI Act” dell’Unione Europea, approvato dagli stati membri la settimana scorsa, richiederà ai “sistemi di IA ad alto rischio” (che includono i potenti “modelli di base” che alimentano ChatGPT e IA simili) di segnalare il loro consumo energetico, l’uso delle risorse e altri impatti durante tutto il ciclo di vita. La legge UE entrerà in vigore il prossimo anno.
Nel frattempo, l’Organizzazione Internazionale per la Standardizzazione, una rete globale che sviluppa standard per produttori, regolatori e altri, afferma che pubblicherà criteri per “IA sostenibile” entro quest’anno. Questi includeranno standard per misurare l’efficienza energetica, l’uso di materie prime, il trasporto e il consumo di acqua, nonché pratiche per ridurre gli impatti dell’IA durante tutto il suo ciclo di vita, dal processo di estrazione dei materiali e produzione dei componenti informatici all’elettricità consumata dai suoi calcoli. L’ISO vuole permettere agli utenti di IA di prendere decisioni informate sul loro consumo di IA.
Attualmente, non è possibile sapere come una richiesta di aiuto per i compiti o la generazione di un’immagine di un astronauta a cavallo influisca sulle emissioni di carbonio o sulle riserve di acqua dolce. Per questo motivo le proposte di “IA sostenibile” del 2024 descrivono modi per ottenere più informazioni sugli impatti dell’IA.
In assenza di standard e regolamenti, le aziende tecnologiche hanno riportato ciò che vogliono, come vogliono, riguardo all’impatto della loro IA, dice Shaolei Ren, professore associato di ingegneria elettrica e informatica all’UC Riverside, che studia i costi idrici del calcolo da un decennio.
Basandosi sui calcoli dell’uso annuale di acqua per i sistemi di raffreddamento di Microsoft, Ren stima che una persona che partecipa a una sessione di domande e risposte con GPT-3 (circa 10-50 risposte) porta al consumo di mezzo litro di acqua dolce. “Varierà per regione, e con un’IA più grande, potrebbe essere di più.” Ma molto rimane nascosto sui milioni di litri di acqua usati per raffreddare i computer che eseguono l’IA, aggiunge.
Lo stesso vale per il carbonio.
“I tecnici che studiano l’IA non riescono a sapere quanto davvero inquina questa tecnologia. Senza questi numeri, è impossibile per loro trovare soluzioni concrete per ridurre l’inquinamento.” ha scritto un gruppo di 10 importanti ricercatori sugli impatti dell’IA in un articolo di una conferenza del 2022.
Da quando hanno presentato il loro articolo, le applicazioni e gli utenti di IA sono proliferati, ma il pubblico è ancora all’oscuro di questi dati, dice Jesse Dodge, ricercatore presso l’Allen Institute for Artificial Intelligence di Seattle, che è stato uno dei coautori dell’articolo.
Nel 2026 i data center consumeranno tanta elettricità quanto il Giappone
L’IA può funzionare su diversi apparecchi. Funzioni semplici come la correzione automatica dei messaggi possono girare su uno smartphone. Ma le IA più potenti, come quelle che scrivono poesie o email, sono troppo pesanti per i nostri telefoni o computer, spiega Dodge. “Questi programmi sono enormi,” dice. “Devono essere così grandi per poter fare cose complesse.”
Le IA avanzate fanno moltissimi calcoli velocemente usando schede grafiche speciali (GPU), che consumano meno energia di altri chip per questo tipo di lavoro. Queste GPU funzionano meglio nei “data center cloud”, enormi edifici pieni di computer. Più grande è il data center, meno energia spreca. Negli ultimi anni sono stati costruiti data center giganteschi (“iperscalabili”) che possono contenere molti più computer. Un normale data center occupa circa 9.300 metri quadrati, mentre uno iperscalabile può arrivare a 186.000 metri quadrati.
Nel mondo ci sono tra 9.000 e 11.000 data center, e altri sono in costruzione. Secondo l’Agenzia Internazionale dell’Energia, nel 2026 questi centri useranno il doppio dell’elettricità rispetto al 2022, pari a quanto consuma oggi l’intero Giappone.
Il problema è che questi numeri includono tutti gli usi dei data center, non solo l’IA. Questi centri gestiscono anche Amazon, i video di Apple TV, le email di Gmail e il Bitcoin. La maggior parte delle aziende non dice quanta energia va all’IA. Solo Google rivela che il “machine learning” usa circa il 15% dell’energia dei suoi data center.
Va detto che l’IA può anche aiutare l’ambiente. Può migliorare i modelli climatici, rendere più efficienti le tecnologie e ridurre gli sprechi. Per esempio, le case intelligenti con IA potrebbero ridurre le emissioni di CO₂ delle famiglie fino al 40%. Un progetto di Google ha dimostrato che l’IA può aiutare i piloti a scegliere rotte aeree che lasciano meno scie di condensazione nell’atmosfera.
I data center di Google hanno usato il 20% in più di acqua nel 2022, quelli Microsoft il 34%
Le scie di condensazione degli aerei causano più di un terzo del riscaldamento globale dovuto all’aviazione. “Se tutte le compagnie aeree usassero questa scoperta dell’IA per scegliere rotte migliori,” dice Dave Patterson, professore di informatica a Berkeley e ricercatore Google, “si risparmierebbero più gas serra di quanti ne produce tutta l’IA nel 2020.”
Patterson crede che l’inquinamento da IA presto smetterà di crescere e poi inizierà a diminuire grazie a computer e programmi più efficienti. Un buon segno: mentre l’uso dell’IA è aumentato dal 2019, la sua quota di energia nei data center di Google è rimasta sotto il 15%. E anche se il traffico internet è cresciuto 20 volte dal 2010, l’elettricità usata dai data center è aumentata molto meno.
Ma non tutti sono convinti da questi dati. Alcuni citano il “paradosso di Jevons”: quando qualcosa diventa più efficiente, la gente tende a usarla di più. “È come allargare un’autostrada,” spiega Ren. “All’inizio le auto usano meno benzina perché il traffico scorre, ma poi arrivano più macchine e alla fine si consuma più carburante.” Se il riscaldamento è più efficiente del 40% con l’IA, le persone potrebbero tenere la casa più calda per più tempo.
“L’IA accelera tutto,” dice Dodge. “Fa andare più veloce qualsiasi progetto.” All’Allen Institute, l’IA aiuta a studiare il clima, proteggere animali in via di estinzione e ridurre la pesca eccessiva. Ma potrebbe anche potenziare tecnologie che peggiorano il cambiamento climatico. “Qui entrano in gioco le scelte etiche su quale IA vogliamo.”
Mentre l’uso di elettricità può sembrare un problema astratto, l’acqua usata dai data center è un problema concreto, soprattutto nelle zone con siccità. Per raffreddare i delicati componenti elettronici, serve acqua pulita senza batteri o impurità. I data center spesso competono “per la stessa acqua che la gente usa per bere, cucinare e lavarsi,” dice Ren.
Nel 2022, i data center di Google hanno usato circa 19 miliardi di litri d’acqua per il raffreddamento. Secondo Ren, i data center di Google hanno aumentato il consumo d’acqua del 20% dal 2021 al 2022, mentre Microsoft ha aumentato il suo del 34%. I data center di Google ospitano Bard e altre IA, mentre quelli Microsoft ospitano ChatGPT, GPT-3 e GPT-4 (tutti creati da OpenAI, in cui Microsoft ha investito molto).
In Cile e Uruguay, proteste contro i data center che prenderanno acqua potabile
Quando si costruiscono nuovi data center, le persone che vivono vicino si preoccupano per l’acqua che consumano. A The Dalles, in Oregon, dove Google ha tre data center e ne vuole costruire altri due, il comune ha fatto causa nel 2022 per non rivelare quanto consumo d’acqua ci fosse. Agricoltori, ambientalisti e tribù native erano preoccupati per gli effetti sull’agricoltura, sugli animali e sulle piante. La città ha poi ritirato la causa all’inizio dell’anno scorso. I documenti resi pubblici hanno mostrato che i tre data center di Google usano più di un quarto dell’acqua della città. In Cile e Uruguay la gente ha protestato contro i piani di Google di costruire data center che prenderebbero acqua dagli stessi bacini che forniscono acqua potabile.
I ricercatori dicono che serve un cambiamento nella mentalità di chi sviluppa l’IA. I creatori di IA devono pensare oltre ai soli progressi tecnici e condividere più informazioni sui dati, programmi e hardware che usano.
In futuro, dice Dodge, un’IA potrebbe dire – o essere obbligata a dire – all’utente quanta acqua e carbonio usa ogni sua richiesta. “Sarebbe un ottimo strumento per aiutare l’ambiente,” dice. Ma per ora, gli utenti non sanno quasi niente dell’impatto ambientale quando usano l’IA.
“C’è poco che le persone possono fare, purtroppo,” dice Ren. Per ora, puoi solo “cercare di usare il servizio con moderazione.”
Correzione, 21 febbraio 2024: Una versione precedente dell’articolo citava erroneamente il ricercatore Dave Patterson parlando di emissioni di CO₂ dell’aviazione. Patterson parlava invece di emissioni di CO₂e (equivalente di anidride carbonica), che include sia CO₂ che altri gas serra.
Il nostro punto di vista a riguardo
Le IA offrono potenzialità straordinarie in ambiti come la ricerca scientifica e medica. Algoritmi capaci di analizzare miliardi di dati trovano correlazioni invisibili all’occhio umano, accelerando scoperte che potrebbero richiedere decenni con metodi tradizionali. Nella medicina personalizzata e nella comprensione dei cambiamenti climatici, questi strumenti sono preziosi alleati.
Ma è lecito chiedersi se sia ragionevole integrare l’IA in ogni aspetto della vita quotidiana. Un motore di ricerca come Google ha davvero bisogno di generare risposte tramite IA anziché mostrare semplici link? È davvero utile che uno smartphone utilizzi l’IA per modificare automaticamente le foto o suggerire risposte ai messaggi?
Questi usi “cosmetici” dell’IA consumano miliardi di litri d’acqua e quantità enormi di energia, spesso senza un reale vantaggio per l’utente. I giganti tecnologici impongono queste funzionalità più per trattenere gli utenti nei loro ecosistemi che per offrire benefici concreti. La domanda è semplice: il valore aggiunto di avere l’IA in ogni dispositivo giustifica il consumo di risorse preziose come l’acqua, sempre più scarsa in molte regioni del mondo? Tutta questa acqua potabile consumata per raffreddare i dispositivi IA, sarebbe meglio utilizzarla per le regioni che soffrono di siccità, per coltivare un orto o semplicemente immagazzinarla come prevenzione di scenari atmosferici improvvisi, come la carenza di pioggia? Dicci la tua nei commenti …..
Dal nostro Magazine:
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Fonte:
- Articolo scritto in inglese da: David Berreby
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