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Il centro EcoCloud dell’EPFL è l’unica struttura accademica nel suo genere a detenere un ruolo di punta nel campo del- le tecnologie sostenibili di cloud computing e a spingere l’innovazione. Foto: EPFL

Clima ed energia Contenuto partner: EPFL

Se i cloud nuocciono al clima

I data center divorano energia ma i ricercatori dell’EPFL stanno lavorando per un digitale più sostenibile. Una nuova soluzione può aiutare a prevenire i tempi d’inattività dei server nei centri di elaborazione dati.

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Il cloud ci regala una libertà pressoché illimitata permettendoci di guardare film e serie in streaming, ascoltare mu- sica, programmare il prossimo viaggio o postare l’ennesimo video di gatti in qual- siasi momento e ovunque ci troviamo. I servizi digitali consumano tuttavia mol- tissima energia e hanno un’impronta ecologica enorme che in futuro potrebbe crescere ulteriormente. Il centro Eco- Cloud dell’EPFL sviluppa soluzioni per un mondo digitale più sostenibile. Una di queste è CloudProphet, un’applica- zione studiata per favorire una distribu- zione efficiente delle risorse dei centri di elaborazione dati – mediante una sorta di firma digitale dei clienti.

Quella in cui viviamo è l’epoca dell’impazienza. Chi vuole guardare un film o ascoltare una canzone online non ha tempo da perdere: anche il più pic- colo dei ritardi risulta irritante. E per i fornitori di servizi digitali questo è un grosso problema. Se insoddisfatto, in- fatti, il cliente potrebbe voltargli le spalle. Per impedire che ciò avvenga l’u- nica è far sì che ogni offerta sia fruibile semplicemente premendo un pulsante. Il comportamento del singolo è però una sorta di black box: le imprese non sono autorizzate ad analizzarlo. Così come lo chef personale deve saper sfornare in un attimo qualsiasi pietanza, i fornitori di servizi digitali devono dunque essere preparati a ogni eventualità.

Massimo utilizzo

E devono essere preparati al peggiore degli scenari, come precisa il Prof. Da- vid Atienza – responsabile sia dell’Em- bedded Systems Lab della scuola d’inge- gneria che di EcoCloud – riferendosi al massimo utilizzo delle offerte da parte della clientela. «C’è p. es. una grossa dif- ferenza tra il guardare un film su laptop o, come accade sempre più spesso, su smartphone», spiega il professore. «Più grande è il display e più pixel vanno ge- nerati. Gli operatori devono approntare risorse di calcolo sufficienti a permettere a tutti di guardare il film sul più grande degli schermi. Anche se poi queste ri- sorse non servono».

In altre parole: se per un’offerta ba- sterebbero magari cinque server, ne ven- gono approntati dieci – che non pos- sono essere destinati ad altri impieghi. Una soluzione inefficiente che contri- buisce all’alto consumo energetico cau- sato dalle offerte digitali e dai data cen- ter, padiglioni quasi sempre giganteschi che custodiscono un’infinità di server. I grandi come Google e Netflix hanno i loro data center in cui le imprese più pic- cole possono affittare capacità di archi- viazione.

L’IA come game changer

Ricerche su Google, post sui social, film in streaming – qualunque sia l’esigenza del cliente, i dati vengono da qui. Oggi il consumo energetico del mondo digi- tale è equamente distribuito su tre am- biti: dispositivi terminali come smart- phone e laptop, infrastruttura Internet e data center. Già ora questi sono dun- que grandissimi consumatori di energia. Come rivela uno studio condotto per conto dell’Ufficio federale dell’energia, in Svizzera p. es. il loro consumo elettrico totale è pari al 3,6% di quello nazionale. E l’impronta ecologica dei data center è destinata ad aumentare con le loro per- formance.

Questo per tre ragioni: innanzitutto Internet cresce di circa un terzo all’anno. Sempre più persone e imprese, poi, sal- vano dati, documenti, foto e video nel cloud, dunque sui server esterni dei data center anziché sui propri dispositivi. Per di più l’intelligenza artificiale minaccia di divenire un game changer in fatto di con- sumo energetico. Le IA generative come il ben noto ChatGPT producono p. es. te- sti e immagini partendo dalle gigantesche quantità di dati con cui sono alimentate.

Già oggi il loro addestramento con- suma moltissima energia. I nuovi mo- delli saranno ancora più potenti e molti sono gli operatori scesi in campo. Tra loro c’è p. es. Google con Gemini, solu- zione pensata come una specie di assi- stente personale per la clientela. «Avrà una base di dati gigantesca», spiega Atienza. «E ciò significa che l’addestra- mento costerà moltissimo in termini sia di denaro che di energia. Prima non era un problema perché la corrente costava poco. Ma le cose stanno cambiando».

Le grandi aziende allestiscono i loro data center p. es. in Norvegia, dove pos- sono sfruttare l’energia geotermica. Ma non sempre questa soluzione è pratica- bile. «E proprio a questo lavora Eco- Cloud», continua Atienza. «Cerchiamo soluzioni utili a migliorare l’efficienza di sistemi cloud e data center».

«L’acqua del Lago di Ginevra raffredda i computer e ne assorbe il calore»

L’istituto vanta 37 laboratori con circa 200 collaboratori che studiano come sfruttare le energie rinnovabili nei centri di elaborazione dati o prevenire i tempi d’inattività dei server. Il team di Atienza ha sviluppato CloudProphet, un programma di gestione del cloud che analizza le applicazioni usate sui singoli server e le risorse a tal proposito neces- sarie. Insieme questi dati costituiscono una sorta di firma digitale che consente di capire se p. es. è in corso lo streaming di un film in un determinato formato o una semplice ricerca su Google.

Se un cliente si collega di nuovo con un programma, in pochi secondi la firma digitale permette di capire cos’ha in mente: guardare un film sullo smar- tphone? O forse una serie sul laptop? Ciò dà una misura di quante risorse ser- viranno. Non si tratta di una scienza esatta ma CloudProphet ha un tasso di successo straordinario: nei test condotti ha sbagliato solo nel 5% dei casi.

Se i server si surriscaldano

Ciò spiega come mai l’industria è così interessata al lavoro di Atienza e all’at- tività di ricerca svolta da EcoCloud da finanziare alcuni posti di lavoro presso il laboratorio e partecipare alla realiz- zazione del nuovo data center d’avan- guardia dell’EPFL. Anche queste strut- ture sono energivore: i server, infatti, la- vorano fino a diventare letteralmente roventi. Devono perciò essere riportati a una più sopportabile temperatura di 20 °C o massimo 30 °C. All’EPFL ciò avviene grazie a un circuito sostenibile: l’acqua del Lago di Ginevra raffredda i computer e ne assorbe il calore, che poi viene sfruttato dall’edificio del campus grazie a una pompa di calore.

Nel nuovo data center dell’EPFL si testano e ottimizzano nuove soluzioni per una maggiore efficienza. I dati ne- cessari provengono da big player del set- tore come IBM, Meta e Google. Si tratta di una duplicazione di attività reali che si svolgono altrove e sono perciò protette da errori. Ciononostante qui i ricercatori possono testare le loro idee come sul campo. Un’opportunità che Atienza ri- vendica non solo per EcoCloud: «Chiun- que può proporre un progetto», spiega. «Condividere l’impianto con l’intera co- munità di ricercatori contribuisce alla sua sostenibilità».

EPFL-Professor David Atienza. Foto: PD

David Atienza, professore dell’EPFL

Agire sostenibile

Risparmio energetico: come può contribuire il singolo?

Il singolo non può incidere su quanto efficiente e rispettoso delle risorse è un data center. Ma, come spiega il Prof. Atienza, con un paio di accorgimenti tutti possono contribuire a renderlo più sostenibile. «Ogni laptop ha una fun- zione di risparmio energetico», sotto- linea. «Io la uso quasi sempre perché è raro che abbia bisogno della mas- sima performance di calcolo. E la notte naturalmente spengo tutti i miei dispo- sitivi». Inoltre, il cloud andrebbe usato solo per validi motivi. «Prendiamo per esempio le ricerche su Google», conti- nua David Atienza. «Molti ripetono la ricerca invece di salvare sul dispositivo la risposta ricevuta la prima volta – e consultarla all’occorrenza». Un ultimo consiglio: perché non fare come nel passato? Trasmettere contenuti multi- mediali e musica in streaming a piaci- mento è senz’altro una comodità. Ma con la fruizione analogica si risparmia molta energia.

Dichiarazione: Questo contenuto è stato creato dalla redazione di Sustainable Switzerland su incarico di l'EPFL.

Questo articolo copre i seguenti SDG

Gli Obiettivi di sviluppo sostenibile (SDGs) sono 17 obiettivi globali per lo sviluppo sostenibile concordati dagli Stati membri dell'ONU nell'Agenda 2030 e riguardano temi quali la riduzione della povertà, la sicurezza alimentare, la salute, l'istruzione, l'uguaglianza di genere, l'acqua pulita, l'energia rinnovabile, la crescita economica sostenibile, le infrastrutture, la protezione del clima e la tutela degli oceani e della biodiversità.

7 - Energia pulita e accessibile
9 - Imprese, innovazione e infrastrutture
12 - Consumo e produzione responsabili

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