stringtranslate.com

Impactos ambientales de la inteligencia artificial

Se observa que los chips GPU utilizados en IA requieren más energía y refrigeración en comparación con un chip de CPU tradicional.

Los impactos ambientales de la inteligencia artificial (IA) pueden variar significativamente. Muchos métodos de aprendizaje profundo tienen importantes huellas de carbono y consumo de agua. [1] Algunos científicos han sugerido que la inteligencia artificial puede brindar soluciones a los problemas ambientales.

Huella de carbono

La IA tiene una importante huella de carbono debido al creciente uso de energía, especialmente debido al entrenamiento y uso. [2] [3] Los investigadores han argumentado que la huella de carbono de los modelos de IA durante el entrenamiento debe considerarse al intentar comprender el impacto de la IA. [4] Un estudio sugirió que para 2027, los costos de energía para la IA podrían aumentar a 85-134 Twh, casi el 0,5% de todo el uso de energía actual. [5] [1] El entrenamiento de un modelo de aprendizaje profundo puede utilizar hasta la misma huella de carbono que las emisiones de por vida de 5 automóviles. [2] El entrenamiento de modelos de lenguaje grande (LLM) y otra IA generativa generalmente requiere mucha más energía en comparación con la ejecución de una sola predicción en el modelo entrenado. [6] Sin embargo, el uso repetido de un modelo entrenado puede multiplicar fácilmente los costos de energía de las predicciones. [6] El cálculo necesario para entrenar los modelos de IA más avanzados se duplica cada 3,4 meses en promedio, lo que lleva a un uso exponencial de energía y la huella de carbono resultante. [7]

BERT , un modelo de IA generativa entrenado en 2019, consumió "la energía de un vuelo transcontinental de ida y vuelta". [8] GPT-3 liberó 552 toneladas métricas de dióxido de carbono a la atmósfera durante el entrenamiento, "el equivalente a 123 vehículos de pasajeros a gasolina conducidos durante un año". [8] [9] [10] Gran parte del costo energético se debe a arquitecturas y procesadores de modelos ineficientes. [8] Un modelo llamado BLOOM, de Hugging Face , se entrenó con chips más eficientes y, por lo tanto, solo liberó 25 toneladas métricas de CO 2 . [9] Incorporar el costo energético de fabricar los chips para el sistema duplicó la huella de carbono, al "equivalente a alrededor de 60 vuelos entre Londres y Nueva York". [9] Se estimó que operar BLOOM diariamente liberaba la huella de carbono equivalente a conducir 54 millas. [9]

Los algoritmos que tienen menores costos de energía pero se ejecutan millones de veces al día también pueden tener importantes huellas de carbono. [9] La integración de IA en los motores de búsqueda podría multiplicar significativamente los costos de energía, [8] [11] y algunas estimaciones sugieren que los costos de energía aumentarán a casi 30 mil millones de kWh por año, una huella energética mayor que la de muchos países. [12] Otra estimación encontró que la integración de ChatGPT en cada consulta de búsqueda de Google utilizaría 10 tWh cada año, el equivalente al uso anual de energía de 1,5 millones de residentes de la Unión Europea . [11]

La IA ha provocado un mayor consumo de agua y energía, lo que ha dado lugar a una demanda significativamente mayor de la red. [13] Debido al aumento de la demanda energética de los proyectos relacionados con la IA, las plantas de carbón en Kansas City [14] y West Virginia [1] retrasaron el cierre. Otras plantas de carbón en la región de Salt Lake City han retrasado el retiro de sus plantas de carbón hasta una década. [15] Los debates ambientales han arreciado tanto en Virginia como en Francia sobre si se debe solicitar una "moratoria" para centros de datos adicionales. [14] En 2024, en el Foro Económico Mundial , el ejecutivo de OpenAI, Sam Altman, pronunció un discurso en el que dijo que la industria de la IA solo puede crecer si hay un gran avance tecnológico para aumentar el desarrollo energético . [16] [17] [18]

En 2024, Google no logró alcanzar los objetivos clave de su plan de cero emisiones netas como resultado de su trabajo con IA, [19] [20] y tuvo un aumento del 48% en las emisiones de gases de efecto invernadero atribuible a su crecimiento en IA. [13] [1] Microsoft y Meta tuvieron aumentos similares en su huella de carbono, atribuidos de manera similar a la IA. [1] Las huellas de carbono de los modelos de IA dependen de la fuente de energía utilizada, y los centros de datos que utilizan energía renovable reducen su huella. [7] Muchas empresas de tecnología afirman compensar el uso de energía comprando energía de fuentes renovables, aunque algunos expertos argumentan que las empresas de servicios públicos simplemente reemplazan la energía renovable declarada con mayores fuentes no renovables para sus otros clientes. [15] El análisis de la huella de carbono de los modelos de IA sigue siendo difícil de determinar, ya que se agregan como parte de las huellas de carbono de los centros de datos, y algunos modelos pueden ayudar a reducir las huellas de carbono de otras industrias, [21] o debido a las diferencias en los informes de las empresas. [22]

Algunas aplicaciones de ML, como el descubrimiento y la exploración de combustibles fósiles , pueden empeorar el cambio climático. [4] [10] El uso de IA para el marketing personalizado en línea también puede conducir a un mayor consumo de bienes , lo que también podría aumentar las emisiones globales. [10]

Uso y eficiencia energética

Los chips de IA (es decir, las GPU ) utilizan más energía y emiten más calor que los chips de CPU tradicionales . [1] Los modelos de IA con arquitecturas implementadas de manera ineficiente o entrenados en chips menos eficientes pueden utilizar más energía. [8] Desde la década de 1940, la eficiencia energética de la computación se ha duplicado cada 1,6 años. [23] Algunos escépticos argumentan que las mejoras en la eficiencia de la IA solo pueden aumentar el uso de la IA y, por lo tanto, la huella de carbono debido a la paradoja de Jevons . [21]

En septiembre de 2024, Microsoft anunció un acuerdo con Constellation Energy para reabrir la planta de energía nuclear de Three Mile Island para proporcionar a Microsoft el 100% de toda la energía eléctrica producida por la planta durante 20 años. La reapertura de la planta, que sufrió una fusión nuclear parcial de su reactor de la Unidad 2 en 1979, requerirá que Constellation pase por estrictos procesos regulatorios que incluirán un amplio escrutinio de seguridad por parte de la Comisión Reguladora Nuclear de EE. UU . Si se aprueba (esta será la primera puesta en servicio de una planta nuclear en EE. UU.), se producirán más de 835 megavatios de energía, suficiente para 800.000 hogares. El costo de reapertura y modernización se estima en $ 1.6 mil millones (USD) y depende de las exenciones fiscales para la energía nuclear contenidas en la Ley de Reducción de la Inflación de EE. UU. de 2022. [24] El gobierno de EE. UU. y el estado de Michigan están invirtiendo casi $ 2 mil millones (USD) para reabrir el reactor nuclear de Palisades en el lago Michigan. Cerrado desde 2022, está previsto que el plan vuelva a abrirse en octubre de 2025. La instalación de Three Mile Island pasará a llamarse Crane Clean Energy Center en honor a Chris Crane, un defensor de la energía nuclear y exdirector ejecutivo de Exelon , responsable de la escisión de Constellation por parte de Exelon. [25]

Uso del agua

El enfriamiento de los servidores de IA puede demandar grandes cantidades de agua dulce que se evapora en torres de enfriamiento . [21] [22] Para 2027, la IA puede utilizar hasta 6.6 mil millones de metros cúbicos de agua. [26] Un profesor ha estimado que una sesión promedio en ChatGPT, con 10 a 50 respuestas, puede utilizar hasta medio litro de agua dulce. [21] [27] [28] El entrenamiento de GPT-3 puede haber utilizado 700.000 litros de agua, equivalente a la huella hídrica de la fabricación de 320 vehículos eléctricos Tesla . [27]

Un centro de datos que Microsoft había considerado construir cerca de Phoenix, debido al creciente uso de IA, probablemente consumiría hasta 56 millones de galones de agua dulce cada año, equivalente a la huella hídrica de 670 familias. [26] Microsoft puede haber aumentado el consumo de agua en un 34% debido a la IA, mientras que Google aumentó su uso de agua en un 20% debido a la IA. [28] [7] Debido a su grupo de centros de datos de Iowa, Microsoft fue responsable del 6% del uso de agua dulce en una ciudad local. [28]

Residuos electrónicos

Los desechos electrónicos generados por la producción de hardware de IA también pueden contribuir a las emisiones. [7] El rápido crecimiento de la IA también puede conducir a una depreciación más rápida de los dispositivos, lo que genera desechos electrónicos peligrosos. [29] Algunas aplicaciones de la IA, como el reciclaje de robots, pueden reducir los desechos electrónicos. [30] [31]

Soluciones climáticas

La IA tiene un potencial significativo para ayudar a mitigar los efectos del cambio climático, por ejemplo, a través de mejores predicciones meteorológicas, prevención de desastres y seguimiento del clima. [32] [33] Algunos científicos del clima han sugerido que la IA podría utilizarse para mejorar la eficiencia de los sistemas, como los sistemas de energía renovable. [12] Google ha afirmado que la IA podría ayudar a mitigar algunos efectos del cambio climático , como predecir inundaciones o hacer que el tráfico sea más eficiente. [20] Algunos algoritmos pueden ayudar a predecir los impactos de huracanes más severos, medir el derretimiento del hielo polar, la deforestación y ayudar a monitorear las emisiones de las fuentes. [10] [33] Un proyecto de aprendizaje automático, el proyecto Open Catalyst, se ha utilizado para identificar "electrocatalizadores de bajo costo adecuados" para el almacenamiento de baterías de fuentes de energía renovables. [4] La IA también puede mejorar la eficiencia de las cadenas de suministro y la producción para industrias ambientalmente perjudiciales como la alimentación y la moda rápida . [32]

Véase también

Referencias

  1. ^ abcdef Gelles, David (11 de julio de 2024). «El insaciable apetito de energía de la IA». The New York Times . ISSN  0362-4331 . Consultado el 15 de julio de 2024 .
  2. ^ ab Toews, Rob. "El problema de las emisiones de carbono del aprendizaje profundo". Forbes . Archivado desde el original el 14 de junio de 2024. Consultado el 4 de julio de 2024 .
  3. ^ Heikkilä, Melissa (5 de diciembre de 2023). «La huella de carbono de la IA es mayor de lo que crees». MIT Technology Review . Archivado desde el original el 5 de julio de 2024. Consultado el 4 de julio de 2024 .
  4. ^ abc «Lograr emisiones netas cero con aprendizaje automático: el desafío que tenemos por delante». Nature Machine Intelligence . 4 (8): 661–662. 30 de agosto de 2022. doi :10.1038/s42256-022-00529-w. ISSN  2522-5839. Archivado desde el original el 22 de abril de 2024 . Consultado el 4 de julio de 2024 .
  5. ^ Erdenesanaa, Delger (10 de octubre de 2023). «La IA podría necesitar pronto tanta electricidad como un país entero». The New York Times . ISSN  0362-4331. Archivado desde el original el 26 de junio de 2024. Consultado el 3 de julio de 2024 .
  6. ^ ab Desislavov, Radosvet; Martínez-Plumed, Fernando; Hernández-Orallo, José (1 de abril de 2023). "Tendencias en el consumo energético de la inferencia de IA: más allá de las leyes de rendimiento frente a parámetros del aprendizaje profundo". Computación sostenible: informática y sistemas . 38 : 100857. arXiv : 2109.05472 . Bibcode :2023SCIS...3800857D. doi :10.1016/j.suscom.2023.100857. ISSN  2210-5379. Archivado desde el original el 6 de julio de 2024. Consultado el 3 de julio de 2024 .
  7. ^ abcd Sundberg, Niklas (12 de diciembre de 2023). «Abordar el problema del cambio climático de la IA». MIT Sloan Management Review . Archivado desde el original el 27 de junio de 2024. Consultado el 4 de julio de 2024 .
  8. ^ abcde Saenko, Kate (25 de mayo de 2023). «Un científico informático desglosa la enorme huella de carbono de la IA generativa». Scientific American . Archivado desde el original el 6 de julio de 2024. Consultado el 3 de julio de 2024 .
  9. ^ abcde Heikkiläarchive, Melissa (14 de noviembre de 2022). «Nos estamos haciendo una mejor idea de la verdadera huella de carbono de la IA». MIT Technology Review . Archivado desde el original el 3 de julio de 2024. Consultado el 3 de julio de 2024 .
  10. ^ abcd Coleman, Jude. «El impacto climático de la IA va más allá de sus emisiones». Scientific American . Archivado desde el original el 27 de junio de 2024. Consultado el 3 de julio de 2024 .
  11. ^ ab Calvert, Brian (28 de marzo de 2024). «La IA ya consume tanta energía como un país pequeño. Es solo el comienzo». Vox . Archivado desde el original el 3 de julio de 2024. Consultado el 3 de julio de 2024 .
  12. ^ ab Kolbert, Elizabeth (9 de marzo de 2024). «Las obscenas demandas energéticas de la IA» The New Yorker . ISSN  0028-792X. Archivado desde el original el 3 de julio de 2024. Consultado el 3 de julio de 2024 .
  13. ^ ab Rahman-Jones, Imran (3 de julio de 2024). «La IA hace que las emisiones de gases de efecto invernadero de Google aumenten un 48 % en cinco años». bbc.com . Archivado desde el original el 4 de julio de 2024. Consultado el 4 de julio de 2024 .
  14. ^ ab Piquard, Alexandre (10 de febrero de 2024). «'La explosión de la demanda de electricidad relacionada con la IA ya ha tenido consecuencias locales'». Le Monde.fr . Archivado desde el original el 30 de junio de 2024. Consultado el 3 de julio de 2024 .
  15. ^ ab "La IA está agotando la red eléctrica. Las empresas tecnológicas buscan una solución milagrosa". Washington Post . 21 de junio de 2024. Archivado desde el original el 25 de junio de 2024 . Consultado el 3 de julio de 2024 .
  16. ^ Crawford, Kate (22 de febrero de 2024). «Los costes medioambientales de la IA generativa están aumentando y, en su mayoría, son secretos». Nature . 626 (8000): 693. Bibcode :2024Natur.626..693C. doi :10.1038/d41586-024-00478-x. PMID  38378831.
  17. ^ Gizmodo, Lucas Ropek / (18 de enero de 2024). «Sam Altman habla sobre el poder de la IA, su impacto en los empleos y las elecciones de 2024». Quartz . Archivado desde el original el 29 de abril de 2024. Consultado el 10 de julio de 2024 .
  18. ^ Benioff, Marc; Sweet, Julie; Hunt, Jeremy; Bourla, Albert; Altman, Sam; Zakaria, Fareed (18 de enero de 2024). «Tecnología en un mundo turbulento». Foro Económico Mundial. Archivado desde el original el 29 de marzo de 2024. Consultado el 10 de julio de 2024 .
  19. ^ St. John, Alexa (2 de julio de 2024). "Google no alcanza un objetivo climático importante y cita las necesidades de electricidad de la IA". ABC News . Archivado desde el original el 2 de julio de 2024 . Consultado el 3 de julio de 2024 .
  20. ^ ab "Google culpa a la IA a medida que sus emisiones aumentan en lugar de encaminarse hacia el cero neto". Al Jazeera . Archivado desde el original el 3 de julio de 2024 . Consultado el 3 de julio de 2024 .
  21. ^ abcd Berreby, David (20 de febrero de 2024). «La creciente huella ambiental de la IA generativa». Undark Magazine . Archivado desde el original el 15 de abril de 2024. Consultado el 4 de julio de 2024 .
  22. ^ ab Berreby, David (6 de febrero de 2024). "A medida que aumenta el uso de la IA, también lo hace la energía y el agua que requiere". Yale E360 . Archivado desde el original el 1 de julio de 2024 . Consultado el 4 de julio de 2024 .
  23. ^ McClurg, Lesley (11 de julio de 2024). "¿Cuál es el costo del carbono de nuestras vidas digitales?". KQED (podcast).
  24. ^ Halper, Evan (20 de septiembre de 2024). "El acuerdo con Microsoft reabriría la planta nuclear de Three Mile Island para impulsar la inteligencia artificial". Washington Post .
  25. ^ Hiller, Jennifer (20 de septiembre de 2024). "La planta nuclear de Three Mile Island reabrirá y ayudará a impulsar los centros de inteligencia artificial de Microsoft". Wall Street Journal . Dow Jones.
  26. ^ ab Hao, Karen (1 de marzo de 2024). «La IA está sacando agua del desierto». The Atlantic . Archivado desde el original el 6 de julio de 2024. Consultado el 4 de julio de 2024 .
  27. ^ ab Danelski, David (28 de abril de 2023). "Los programas de IA consumen grandes volúmenes de agua escasa | UCR News | UC Riverside". news.ucr.edu . Archivado desde el original el 3 de julio de 2024 . Consultado el 4 de julio de 2024 .
  28. ^ abc O'Brien, Matt; Fingerhut, Hannah (9 de septiembre de 2023). «Las herramientas de inteligencia artificial impulsaron un aumento del 34% en el consumo de agua de Microsoft, y una ciudad con sus centros de datos está preocupada por el efecto en el suministro residencial». Fortune . Archivado desde el original el 8 de febrero de 2024 . Consultado el 4 de julio de 2024 .
  29. ^ Zhuk, A. (15 de diciembre de 2023). «Impacto de la inteligencia artificial en el medio ambiente: costos ecológicos ocultos y cuestiones ético-legales». Revista de tecnologías digitales y derecho . 1 (4): 932–954. doi :10.21202/jdtl.2023.40. hdl : 10230/59428 . ISSN  2949-2483. Archivado desde el original el 6 de julio de 2024. Consultado el 4 de julio de 2024 .
  30. ^ Stone, Maddie (3 de febrero de 2022). «¿Pueden los robots con tecnología de inteligencia artificial resolver la crisis de los desechos electrónicos de los teléfonos inteligentes?». The Verge . Archivado desde el original el 17 de diciembre de 2023. Consultado el 4 de julio de 2024 .
  31. ^ Shreyas Madhav, AV; Rajaraman, Raghav; Harini, S; Kiliroor, Cinu C (julio de 2022). "Aplicación de inteligencia artificial para mejorar la recolección de desechos electrónicos: una posible solución para la recolección y segregación de RAEE domésticos en la India". Waste Management & Research . 40 (7): 1047–1053. Bibcode :2022WMR....40.1047S. doi :10.1177/0734242X211052846. ISSN  0734-242X. PMC 9109239 . PMID  34726090. 
  32. ^ ab "Explicación: Cómo la IA ayuda a combatir el cambio climático | Noticias de la ONU". news.un.org . 3 de noviembre de 2023. Archivado desde el original el 10 de junio de 2024 . Consultado el 6 de julio de 2024 .
  33. ^ ab Masterson, Victoria (12 de febrero de 2024). "9 maneras en que la IA ayuda a abordar el cambio climático". Foro Económico Mundial .