Las emisiones de carbono de la IA están a punto de convertirse en un problema

Las emisiones de carbono de la IA están a punto de ser un problema.

En la juventud de Facebook, la mayor parte del sitio web funcionaba desde un solo edificio en Prineville, Oregon. Ese centro de datos, que contenía filas tras filas de servidores del tamaño de un refrigerador llenos de filas de chips de silicio, consumía enormes cantidades de electricidad, superando el consumo anual de energía de más de 6.000 hogares estadounidenses. Un día del verano de 2011, como informó The Register, un ejecutivo de Facebook recibió una llamada alarmante: "Hay una nube en el centro de datos... adentro". Después de un mal funcionamiento del equipo, el edificio se había vuelto tan caliente y húmedo por toda la electricidad que la lluvia real, de una nube literal, empapó brevemente la digital.

Ahora Facebook, o más bien Meta, opera más de una docena de centros de datos, cada uno de ellos mucho más grande y poderoso que el que solía ser el de Prineville. Los centros de datos se han convertido en la columna vertebral de Internet y ejecutan promociones de Amazon, videos de TikTok, resultados de búsqueda de Google y casi todo lo demás en línea. Los miles de estos edificios en todo el mundo funcionan con una cantidad sorprendente de electricidad (similar al consumo de energía en Inglaterra) que se genera en parte, si no en su mayor parte, a partir de combustibles fósiles. Si bien Internet representa sólo una pequeña porción de las emisiones globales, el 4 por ciento como máximo, su huella ha crecido constantemente a medida que más personas se han conectado a la red y a medida que la propia red se ha vuelto más compleja: streaming, feeds de redes sociales, anuncios dirigidos, y más.

Todo eso fue antes del auge de la IA generativa. En comparación con muchas otras cosas que usamos en línea, ChatGPT y sus hermanos son únicos en su uso de energía. La IA corre el riesgo de hacer que cada búsqueda, desplazamiento, clic y compra requieran un poco más de energía a medida que Silicon Valley se apresura a introducir la tecnología en motores de búsqueda, software de edición de fotografías, asistentes de compras, finanzas, redacción y servicio al cliente, y en casi todos los demás. grieta digital. Sumado a los casi 5 mil millones de usuarios de Internet, el costo sobre el clima podría ser enorme. "En un futuro próximo, al menos en los próximos cinco años, veremos un gran aumento en la huella de carbono de la IA", me dijo Shaolei Ren, científico informático de UC Riverside. No todos los 13 expertos con los que hablé estuvieron de acuerdo en que la IA plantea un problema importante para el planeta, pero incluso un aumento moderado de las emisiones podría ser destructivo. Con tantas de las mayores fuentes de emisiones finalmente desacelerando a medida que los gobiernos toman medidas enérgicas contra los combustibles fósiles, Internet ya estaba avanzando en la dirección equivocada. Ahora la IA amenaza con llevar las emisiones de la web a un punto de inflexión.

Eso no ha sucedido todavía, por lo que todos saben. Casi no hay datos disponibles sobre la cantidad de carbono que emiten los modelos populares como ChatGPT (un portavoz de OpenAI se negó a hacer comentarios para este artículo). Las emisiones de la IA son difíciles de calcular, dependiendo de la potencia informática utilizada en un centro de datos, la cantidad de electricidad que requiere y cómo se genera esa electricidad. Algunas señales sugieren que el uso de electricidad ya está aumentando durante el auge de la IA. El uso de agua es un indicador aproximado de la demanda de electricidad, porque los centros de datos usan agua para mantenerse frescos y su uso de agua en todo el mundo está aumentando rápidamente; El uso de agua en el sitio de Google aumentó aproximadamente un 20 por ciento en 2022, dijo Ren, impulsado en parte por inversiones en inteligencia artificial que solo están creciendo.

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La IA generativa produce emisiones de tres maneras. En primer lugar, se quema carbono para construir los chips de computadora y los centros de datos en los que se ejecuta la IA. En segundo lugar, entrenar un lenguaje grande u otro modelo de IA requiere potencia. Entrenar un sistema como ChatGPT, por ejemplo, puede producir emisiones de carbono equivalentes a las de varias, si no varias docenas, de hogares estadounidenses en un año, me dijo Jesse Dodge, científico investigador del Instituto Allen de IA. En tercer lugar, el chatbot o cualquier otro producto final requiere electricidad cada vez que se utiliza. Un modelo de lenguaje de Hugging Face emitió alrededor de 42 libras de carbono por día durante un período de 18 días en el que recibió 558 solicitudes por hora, lo que equivale en total a conducir unas 900 millas.

Esto puede parecer pequeño, pero esas cifras podrían aumentar rápidamente a medida que se sigan invirtiendo muchos miles de millones de dólares en la IA generativa. Estos programas son cada vez más grandes y complejos: los conjuntos de datos de entrenamiento aumentan exponencialmente y los modelos duplican su tamaño con una frecuencia de hasta cada tres meses. Constantemente se lanzan nuevos modelos y los antiguos se renuevan con frecuencia. Incluso si un solo mensaje de chatbot consume una pequeña cantidad de energía, "queremos chatear con cualquier cosa, por lo que estos costos unitarios realmente se sumarán", Sasha Luccioni, científica investigadora de Hugging Face que estudia la inteligencia artificial y la sostenibilidad. , me dijo. A medida que la IA generativa comienza a saturar completamente la web, el despliegue de bots podría representar tres quintas partes de las emisiones de la tecnología, si no mucho más.

Considere la Búsqueda de Google, que ya está en proceso de obtener la funcionalidad de chatbot. Google recibe un promedio de 150 millones de consultas de búsqueda por hora, y cada resultado de búsqueda impulsado por IA podría requerir de cinco a diez veces más potencia informática que uno tradicional, dijo Karin Verspoor, decana de la Escuela de Tecnologías Informáticas de la Universidad RMIT, en Australia, me dijo. Los centros de datos ya están viendo aumentar su consumo de energía debido a la IA, y McKinsey predice que el uso de electricidad de los centros de datos se duplicará con creces para 2030. No está claro exactamente en qué medida esto supondría un aumento en las emisiones, pero “la conclusión es que tenemos más gente haciendo cosas más sofisticadas en Internet, y eso conducirá a un aumento significativo en la energía general”, me dijo Vijay Gadepally, científico informático del Laboratorio Lincoln del MIT.

Que los chatbots sean una bomba de carbono está lejos de estar garantizado. Incluso sin IA generativa, el tráfico global de Internet se ha multiplicado por 25 desde 2010, pero el uso de electricidad ha aumentado más lentamente debido a las mejoras en la eficiencia de los centros de datos, los chips de computadora y el software. A los centros de datos se les pide cada vez más, pero “la eficiencia de cómo producimos la computación también aumenta bastante rápido”, me dijo Jonathan Koomey, ex investigador de Stanford y experto en medio ambiente y tecnología digital. Si bien Google ha ampliado su investigación sobre aprendizaje automático en los últimos años, su uso de electricidad no ha superado al del resto de la empresa, según una investigación de David Patterson, profesor emérito de informática en UC Berkeley. Algunas mejoras de eficiencia simplemente serán económicamente necesarias para obtener ganancias. El director ejecutivo de OpenAI, Sam Altman, ha descrito los costos informáticos de ChatGPT como "exorbitantes". En su camino actual, la IA podría consumirse antes de quemar el planeta.

En otras palabras, aunque la IA generativa requerirá más computación, es posible que no aumente proporcionalmente la demanda de electricidad. Tampoco está garantizado que el aumento del uso de energía aumente las emisiones a medida que el mundo recurre a la energía renovable, me dijo Mark Dyson, director gerente del programa de electricidad libre de carbono del grupo de expertos RMI. Los portavoces de Meta, Google y Microsoft me señalaron las inversiones que están haciendo en energía renovable y en la reducción del uso de energía y agua en sus centros de datos como parte de ambiciosos objetivos de reducción de emisiones. Pero esas mejoras podrían llevar años y el auge de la IA generativa ya ha comenzado. La necesidad de que los centros de datos que ejecutan IA tengan mucha potencia en todo momento podría llevarlos a quedarse con al menos algunas, si no sustanciales, fuentes de combustibles fósiles, dijo Luccioni. Es fácil quemar más carbón o gas natural cuando sea necesario, pero no se puede hacer que el viento sople con más fuerza.

Incluso si todas estas mejoras de eficiencia continúan (en hardware, software y red), es posible que no cancelen por completo la creciente intensidad computacional de la IA, dijo Luccioni, un fenómeno a veces conocido como efecto rebote. Cuando la tecnología se vuelve más eficiente, los recursos adicionales alimentan una mayor demanda. Una quema de carbón más eficiente en el siglo XIX no hizo más que acelerar la industrialización, lo que dio lugar a que más fábricas funcionaran con carbón; Las autopistas más anchas no alivian la congestión, pero hacen que más personas conduzcan y pueden generar aún más tráfico. Los centros de datos y los programas de IA que utilizan menos electricidad podrían permitir a las empresas tecnológicas incluir IA generativa en más sitios web y software. Después de todo, el modelo de negocio de Silicon Valley se basa en lograr que la gente pase el mayor tiempo posible en sitios web y aplicaciones. Un chatbot que emita menos carbono por mensaje, multiplicado por un número exponencial de mensajes, aún aumentaría las emisiones.

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No es necesario que la huella de carbono de la IA generativa crezca exponencialmente para amenazar al planeta. Cumplir nuestros ambiciosos objetivos climáticos requerirá disminuir las emisiones en todos los sectores, y la IA hace que sea mucho más difícil estabilizar, y mucho menos reducir, la participación de Internet. Incluso si la cantidad de carbono que Internet bombea a la atmósfera no varió durante décadas (un escenario improbablemente optimista) y todo lo demás en el mundo redujera sus emisiones lo suficiente como para detener el calentamiento en 1,5 grados Celsius, como es el objetivo del acuerdo de París. , eso todavía “no sería suficiente” para alcanzar el objetivo, como lo expresó un artículo de opinión de 2020 en la revista Patterns. A medida que la IA y otras herramientas digitales ayudan a otros sectores a volverse más ecológicos (mejorando la eficiencia de la red, mejorando el diseño de energía renovable, optimizando las rutas de vuelo), las emisiones de Internet pueden seguir aumentando. "Si usamos IA, y la IA se vende como proambiental, aumentaremos nuestro uso en todos los sectores", me dijo Gabrielle Samuel, profesora de justicia ambiental y salud en el King's College de Londres. .

Quizás el aspecto más preocupante de la huella de carbono de la IA es que, debido a que las emisiones de Internet siempre han sido relativamente pequeñas, casi nadie está preparado para lidiar con ellas. La Ley de Reducción de la Inflación, la histórica ley climática que el Congreso aprobó el año pasado, no menciona la web; los activistas no se encadenan a centros de datos; No enseñamos a los niños a limitar sus consultas de búsqueda o conversaciones de chatbot por el bien de las generaciones futuras. Con tan poca investigación o atención prestada al tema, no está claro que alguien debería hacerlo. Lo ideal sería que la IA, al igual que las centrales eléctricas alimentadas con carbón y los automóviles con motor de combustión, enfrentara la presión económica y regulatoria para quedar libre de emisiones. De manera similar a cómo la EPA establece requisitos de emisiones para vehículos nuevos, el gobierno podría crear calificaciones o imponer estándares para la eficiencia del modelo de IA y el uso de fuentes de energía renovables por parte de la industria, dijo Luccioni. Si un usuario le pide a Google que decida si una foto es de un gato o de un perro, un modelo que consuma menos energía y tenga una precisión del 96 por ciento, en lugar del 98 por ciento, podría ser suficiente, según ha demostrado Devesh Tiwari, ingeniero de la Universidad Northeastern. ¿Y realmente necesita el mundo la elaboración de cerveza impulsada por la IA?

Internet puede aparecer sin ataduras del mundo físico: digital y virtual, bidimensional, en el ciberespacio en lugar del espacio material. Un chatbot no está visiblemente conectado a una chimenea que eructa columnas de humo grises, no segrega el olor acre de la gasolina de un tubo de escape. Pero los centros de datos y los chips de computadora a los que se conecta, y la electricidad y el carbono que generan, son de nuestro mundo y nuestro problema.