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CO2 Contaminación TEMAS

Impacto ambiental de la informática y el futuro de la computación sustentable

Todos los aspectos de la informática moderna, desde el chip más pequeño hasta el centro de datos más grande, tienen un precio de carbono.

Cuando piensa en su huella de carbono, ¿qué le viene a la mente? Probablemente conducir y volar. Quizás el consumo de energía en el hogar o esas entregas diarias de Amazon. Pero, ¿qué hay de ver Netflix o tener reuniones de Zoom? ¿Alguna vez pensó en la huella de carbono de los chips de silicio dentro de su teléfono, reloj inteligente o los innumerables otros dispositivos dentro de su hogar?

Todos los aspectos de la informática moderna, desde el chip más pequeño hasta el centro de datos más grande, tienen un precio de carbono. Durante la mayor parte de un siglo, la industria de la tecnología y el campo de la computación en su conjunto se han centrado en construir dispositivos más pequeños, más rápidos y más potentes, pero pocos han considerado su impacto ambiental general.

Los investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) de Harvard John A. Paulson están tratando de cambiar eso.

“Durante la próxima década, la demanda, el número y los tipos de dispositivos solo crecerán”, dijo Udit Gupta, candidato a doctorado en Ciencias de la Computación en SEAS. “Queremos saber qué impacto tendrá eso en el medio ambiente y cómo nosotros deberíamos pensar en adoptar prácticas más sostenibles”.

Gupta, junto con Gu-Yeon Wei, profesor de caso de Robert y Suzanne de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación, y David Brooks, profesor de informática, presentarán un artículo sobre la huella ambiental de la computación en el Simposio Internacional IEEE sobre Arquitectura informática de alto rendimiento el 3 de marzo de 2021.

El equipo no solo exploró todos los aspectos de la informática, desde la arquitectura del chip hasta el diseño del centro de datos, sino que también trazó un mapa de la vida útil completa de un dispositivo, desde la fabricación hasta el reciclaje, para identificar las etapas donde ocurren la mayoría de las emisiones.

El equipo descubrió que la mayoría de las emisiones relacionadas con los equipos móviles y de centros de datos modernos provienen de la fabricación y la infraestructura de hardware.

“Gran parte del enfoque se ha centrado en cómo reducimos la cantidad de energía utilizada por las computadoras, pero descubrimos que también es realmente importante pensar en las emisiones de la simple construcción de estos procesadores”, dijo Brooks. “Si la fabricación es realmente importante para las emisiones, ¿podemos diseñar mejores procesadores? ¿Podemos reducir la complejidad de nuestros dispositivos para que las emisiones de fabricación sean menores?”

Tomemos el diseño de chips, por ejemplo

Los chips actuales están optimizados para el tamaño, el rendimiento y la duración de la batería. El chip típico tiene unos 100 milímetros cuadrados de silicio y alberga miles de millones de transistores. Pero en un momento dado, solo se utiliza una parte de ese silicio. De hecho, si todos los transistores se encendieran al mismo tiempo, el dispositivo agotaría la vida útil de la batería y se sobrecalentaría. Este llamado silicio oscuro mejora el rendimiento de un dispositivo y la duración de la batería, pero es tremendamente ineficiente si se tiene en cuenta la huella de carbono que entraña la fabricación del chip.

“Tienes que preguntarte cuál es el impacto de carbono de ese rendimiento adicional”, dijo Wei. “El silicio oscuro ofrece un aumento en la eficiencia energética, pero ¿cuál es el costo en términos de fabricación? ¿Hay alguna manera de diseñar un chip más pequeño e inteligente que utilice todo el silicio disponible? Ese es un problema realmente intrincado, interesante y emocionante”.

Los mismos problemas enfrentan los centros de datos. Hoy en día, los centros de datos, algunos de los cuales abarcan muchos millones de pies cuadrados, representan el 1 por ciento del consumo mundial de energía, un número que se espera que crezca.

La informática crece, la contaminación también

A medida que la computación en la nube continúa creciendo, las decisiones sobre dónde ejecutar las aplicaciones, en un dispositivo o en un centro de datos, se toman en función del rendimiento y la duración de la batería, no de la huella de carbono.

“Necesitamos preguntarnos qué es más ecológico, ejecutar aplicaciones en el dispositivo o en un centro de datos”, dijo Gupta. “Estas decisiones deben optimizar las emisiones globales de carbono teniendo en cuenta las características de la aplicación, la eficiencia de cada dispositivo de hardware y las diferentes redes eléctricas a lo largo del día”.

Los investigadores también están desafiando a la industria a observar los productos químicos utilizados en la fabricación.

Agregar impacto ambiental a los parámetros del diseño computacional requiere un cambio cultural masivo en todos los niveles del campo, desde estudiantes universitarios de informática hasta directores ejecutivos.

Con ese fin, Brooks se ha asociado con Embedded EthiCS, un programa de Harvard que integra a los filósofos directamente en los cursos de informática para enseñar a los estudiantes cómo pensar en las implicaciones éticas y sociales de su trabajo. Brooks incluirá un módulo EthiCS integrado sobre sostenibilidad computacional en COMPSCI.

“El objetivo de este documento es crear conciencia sobre la huella de carbono asociada con la informática y desafiar al campo para agregar la huella de carbono a la lista de métricas que consideramos al diseñar nuevos procesos, nuevos sistemas informáticos, nuevo hardware y nuevas formas de utilizar dispositivos. Necesitamos que este sea un objetivo principal en el desarrollo de la informática en general “, dijo Wei.

Artículos en inglés.

Acerca del Autor

sylvia lee

Gerente de estrategia experimentado con un historial demostrado de trabajo en la industria de Internet. Fuerte profesional de servicios sociales y comunitarios capacitado en Organizaciones sin fines de lucro, Desarrollo Sostenible, Responsabilidad Social Corporativa, Conciencia Ambiental y Relaciones Internacionales.

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