Decarbonising compute: from the ground up

Decarbonising compute: from the ground up

Se prevé que entre 2022 y 2030 el tráfico de datos se multiplique por seis. Una de las mayores implicaciones es la necesidad de un aumento correspondiente de los recursos informáticos. A medida que los despliegues de redes 5G aumentan en volumen y escala a nivel mundial, muchos operadores también están invirtiendo fuertemente en la automatización de la red para manejar cargas de trabajo de gestión de red cada vez más complejas. En el centro de la mayoría de las estrategias de automatización está la introducción de inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático (AM) en la red. Las redes de telecomunicaciones ya tienen una serie de casos de uso para la IA, empezando por la IA generativa en operaciones y centros de llamadas, y avanzando hasta la IA/ML desplegada en la RAN. La utilización de IA/ML en la RAN requiere una actualización significativa de los actuales chipsets de banda base, con un mayor número de núcleos y motores de IA en los diseños. Por tanto, la IA en la red impulsará una oleada de demanda de recursos informáticos. Esto se manifestará en todos los ámbitos, desde los dispositivos hasta los bordes y las nubes centrales. El aumento de la computación requiere mejoras en los diseños de los semiconductores y en los procesos de fabricación para seguir el ritmo del creciente tráfico digital. Aunque se han logrado avances significativos en este campo, existen limitaciones en cuanto al suministro y el costo de la energía que consumen con los procesos actuales. unque se han logrado avances significativos en este campo, existen limitaciones en cuanto al suministro y el costo de la energía que consumen con los procesos actuales. Además, los nuevos diseños de chipsets deben conectarse a nuevas redes y redes IoT, y ser capaces de reducir el consumo de energía en comparación con los índices actuales. Los nuevos diseños de chipsets deben realizarse con la sostenibilidad como principio básico. No basta con introducir mejoras en los procesos existentes para impulsar la eficiencia energética. Hay que hacerlo desde la base, y esto empieza con el proceso de descarbonización de la computación. Las mejoras informáticas pueden conferirse a múltiples niveles de la pila mediante chipsets más eficientes. Esto se traduce en una reducción general del consumo energético de la red. Esto empieza en el chipset y se extiende a la nube y, en última instancia, a los dispositivos, ya sean de consumo (por ejemplo, teléfonos inteligentes y tabletas) o industriales. Las arquitecturas RISC y CISC (X86) han dado prioridad a la eficiencia energética en sus sucesivos diseños. Los diseños Arm, en particular, han avanzado mucho al adaptar los diseños de los chips y los algoritmos de procesamiento a los dispositivos específicos en los que se ejecutan, ya sea un smartphone, un centro de datos en la nube o un punto de carga de vehículos eléctricos (VE). RISC ha crecido enormemente a partir de los diseños de referencia de Arm y ahora se incluye en una gran mayoría de smartphones, dispositivos IoT e infraestructuras de centros de datos/nube. RISC ha crecido enormemente a partir de los diseños de referencia de Arm y ahora se incluye en una gran mayoría de smartphones, dispositivos IoT e infraestructuras de centros de datos/nube. La escala respalda el efecto de flujo de las ganancias de eficiencia energética (hasta un 40 % en RISC) en la pila de computación. Por eso es tan importante elegir la arquitectura informática adecuada. La asociación de Arm con RedHat y sus contenedores OpenShift que utilizan CPU Neoverse apunta explícitamente a la eficiencia energética como punto de venta único para los operadores de telecomunicaciones y otros compradores de soluciones inalámbricas privadas. La cuestión es, pues, en qué medida la eficiencia informática puede traducirse en reducciones de energía en estas categorías de infraestructuras. Por extensión, lo mismo ocurre con las emisiones de carbono. Según los modelos de GSMA Intelligence, la cantidad es importante. Las redes de acceso a las telecomunicaciones (fijas y móviles) y la nube representan cada una algo más del 1% del consumo mundial de energía, lo que equivale a unos 300 teravatios (TW) cada una. Desde este punto de partida, si la eficiencia energética mejorara un 5% (gracias a chipsets más eficientes), el consumo global de energía de las redes móviles se reduciría en 9 TW al año. 

La cifra comparable para los centros de datos es de 17 TW. Si la eficiencia energética de los ordenadores mejorara un 25%, las mismas cifras anuales serían de 47 y 86 TW. Hay salvedades, por supuesto, como la evolución de la cuota de las energías renovables en la combinación energética global y la tasa de crecimiento del tráfico de datos. Las proyecciones dan una idea del orden de magnitud, más que una previsión precisa. Con el mismo aumento de la eficiencia energética (5%, 10%, etc.), el aumento del Desempeño informático en las redes de acceso y los centros de datos aportaría por sí solo el 0,5% del total de las reducciones mundiales de CO2 necesarias para 2030. Esta cifra se eleva al 1,5% y al 2,5% si el aumento de la eficiencia energética es del 15% y del 25%, respectivamente. Esto no incluye el ahorro de emisiones en otras industrias que permite la conectividad 5G (por ejemplo, para IoT u otras aplicaciones B2B como la robótica) y la computación en nube al aumentar la productividad y reducir los residuos. El carbono neto cero para 2050 es el objetivo, y los compromisos con los objetivos netos cero están siendo adoptados por la comunidad de operadores de todo el mundo. Los compromisos han sido asumidos por operadores que en conjunto cubren un tercio de la cuota de mercado mundial, que aumentará en el periodo posterior a la COP26. Los compromisos centrados en la fecha objetivo de 2050 implican la necesidad de reducciones de CO2 del 50% en cada década sucesiva hasta entonces. Algunos grupos de operadores han fijado objetivos más agresivos, como Vodafone (2040), Verizon (2040), Telefónica (2030) y Telia (2030), propiciados por el rápido paso a las energías renovables en sustitución de los combustibles fósiles, especialmente en Europa. Estos compromisos y el aumento previsto del tráfico de datos móviles implican una clara necesidad de seguir invirtiendo en recursos informáticos adicionales. Los recursos incrementales alimentarán una diversidad y un volumen crecientes de puntos finales conectados, así como centros de datos en ubicaciones centrales y periféricas de las redes en un entorno en el que prima el software. La RAN 5G nativa en la nube se trasladará sin duda a la 6G. Por lo tanto, esperamos que las arquitecturas informáticas de aprovisionamiento flexible se conviertan en la norma, ayudadas por la inteligencia artificial que optimiza los recursos en función del lugar y el momento en que se necesitan. Resulta revelador que el 50% de los operadores se consideren competitivamente débiles en cuanto a sostenibilidad en el diseño y comercialización de sus productos, frente a sólo el 30% que se consideran competitivamente fuertes, a pesar del consenso de que la eficiencia energética es ahora un criterio de compra clave para los compradores de tecnología empresarial. La consecuencia para los proveedores de chipsets es que deben trabajar al mismo ritmo que sus socios operadores, así como con el ecosistema informático en general, para corregir esta paradoja. El siglo XXI se perfila como un siglo digital, con un crecimiento sostenido de las comunicaciones y la conectividad a Internet, así como una rápida transformación digital de los sectores empresarial y gubernamental en todo el mundo. Estas tendencias han dado lugar a una inversión continua en la construcción de redes de telecomunicaciones, incluidas las redes móviles y las redes de acceso de banda ancha de línea fija, las redes de transporte de fibra óptica e incluso los sistemas de cable submarino que transportan la mayor parte del tráfico de Internet en todo el mundo.

 

El informe aborda la necesidad de reducir las emisiones de carbono en el sector de la computación, que representa una parte significativa de las emisiones globales de gases de efecto invernadero. El informe destaca que, si bien se ha prestado mucha atención a la descarbonización de sectores como el transporte y la energía, la computación también desempeña un papel crucial en la transición hacia una economía baja en carbono. En el informe se señala que la industria de la computación debe adoptar un enfoque integral para reducir su huella de carbono, que incluya tanto la producción de hardware como el uso de software. Se destaca la importancia de diseñar hardware más eficiente en términos energéticos, utilizando materiales más sostenibles y reduciendo la cantidad de componentes electrónicos desechados. Además, se menciona la necesidad de optimizar el software para que sea más eficiente en el uso de recursos, lo que puede lograrse mediante la implementación de algoritmos más eficientes y el uso de técnicas de computación de bajo consumo. El informe también destaca la importancia de aumentar la transparencia en la industria de la computación en cuanto a las emisiones de carbono, para que los consumidores puedan tomar decisiones informadas sobre qué productos y servicios utilizan. Se menciona la necesidad de establecer estándares y métricas claras para medir la huella de carbono de los productos y servicios de computación, así como de fomentar la colaboración entre empresas, gobiernos y organizaciones sin fines de lucro para abordar este desafío de manera efectiva. En resumen, «Decarbonising Compute: From the Ground Up» destaca la importancia de abordar la huella de carbono de la industria de la computación de manera integral, y ofrece recomendaciones concretas para lograr una transición hacia una computación más sostenible y baja en carbono.

 

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