Green computing: come si può ridurre l’inquinamento invisibile legato al nostro utilizzo della rete?

Uno degli obiettivi dell’informatica verde è quello di sviluppare sistemi di rete in grado di ottimizzare i consumi energetici, e quindi ridurre l’impronta di carbonio connessa all’uso di Internet (il cui impatto sull’ambiente è tutt’altro che irrilevante). A questo proposito, un esempio è rappresentato dall’Università di Torino, dove si indaga sulle potenzialità della computazione reversibile.
Federico Turrisi 18 Gennaio 2021

Quando apri un sito, quando carichi un file sul cloud, quando scorri il news feed di Facebook, quando guardi un video su YouTube o una serie tv su Netflix, hai idea di quanta CO2 stai contribuendo a riversare in atmosfera? Forse non te lo sei mai chiesto, ma sappi che dietro a ogni clic c'è un enorme traffico di dati; e dietro al traffico di dati ci sono infrastrutture che consumano un grande quantitativo di energia: pensiamo per esempio ai server dei data center che, tra l'altro, necessitano di essere costantemente raffreddati.

Per comprendere qual è il reale impatto sull'ambiente del web e di tutti i servizi che offre (e di cui ormai non possiamo fare a meno) basta considerare questo dato: secondo un report realizzato dal think tank francese "The Shift Project", le tecnologie digitali sono responsabili di circa il 4% delle emissioni globali di gas serra. E si prevede che questa quota raddoppi per il 2025.

Che cos'è il green computing

Se l'energia utilizzata dai data center proviene da fonti rinnovabili, l'impronta di carbonio dell'universo digitale ovviamente è minore; ma se si ottiene bruciando combustibili fossili (come avviene ancora in molti Paesi del mondo), capisci che è un bel problema. Per questo si sta lavorando molto anche sull'efficienza energetica. Come fa notare la Iea, ossia l'Agenzia internazionale dell'energia, negli ultimi cinque anni il traffico su Internet è più che triplicato a livello globale, mentre la linea relativa ai consumi energetici dei data center è rimasta piatta.

A questo proposito si parla di green computing, o di informatica verde, per usare una terminologia italiana. Un'etichetta che in realtà raccoglie al suo interno diversi aspetti, il cui minimo comune denominatore è l'utilizzo efficiente delle tecnologie informatiche: si va quindi dall'eco-design dei prodotti, cioè la progettazione di dispositivi elettronici in maniera tale da allungare la loro vita e facilitarne lo smaltimento e il riciclo, alla realizzazione di centri di calcolo ecologici. Concentriamoci un attimo su quest'ultimo aspetto.

L'efficienza dei centri di calcolo si misura in PUE (Power Usage Effectiveness), che prende in considerazione il rapporto tra l'energia consumata totale e quella usata per i calcoli. Secondo un'indagine del 2019 condotta dall'Uptime Institute (la più importante organizzazione mondiale che studia e definisce quali sono i parametri che un data center deve soddisfare al fine di aver certificato il proprio livello di affidabilità), attualmente il PUE medio è di 1,67. Significa che all'energia utilizzata per eseguire i calcoli bisogna aggiungere un 67% di manutenzione della strumentazione hardware.

Tuttavia, grazie a sistemi di refrigerazione e di alimentazione più efficienti, è possibile abbassare questo valore. Il che porta a notevoli benefici economici, oltre che ambientali: consumare meno energia infatti non significa soltanto emettere meno anidride carbonica, ma vuol dire anche risparmiare decine di migliaia di euro sull'utilizzo dell'elettricità.

L'esempio di Yarel a Torino

Anche l'elaborazione di particolari linguaggi di programmazione può contribuire a diminuire l'impatto dei calcolatori e ad avere un'informatica più verde? La risposta è sì, ma non nell'immediato. "Nel senso che questo tipo di approccio potrà trovare una sua realizzazione concreta e dare i suoi frutti in futuro, e non a breve. Questa è la speranza, per lo meno". A parlare è Luca Roversi, docente presso il dipartimento di informatica dell'Università di Torino, che insieme al collega Luca Paolini ha creato Yarel (acronimo che sta per Yet Another REversible programming Language), un prototipo di linguaggio per programmi reversibili.

Apriamo una piccola parentesi. I programmi informatici trasformano gli input in output, ossia prendono dati in ingresso per produrre dati in uscita. Questa trasformazione richiede energia e produce calore. Come mai? In parte, è colpa delle tecnologie che usiamo. Ma c'è anche un altro aspetto da considerare: quando un programma cancella informazioni, si genera necessariamente calore per non violare il secondo principio della termodinamica. Se però il meccanismo di trasformazione dei dati fosse reversibile (in altre parole, se "ci si scorda" del punto di partenza), allora si potrebbe idealmente non disperdere calore e quindi preservare energia. Questo non si può fare con i classici linguaggi di programmazione.

"La computazione reversibile è una delle componenti della computazione quantistica. Uno degli aspetti fondamentali di quest’ultima è infatti la reversibilità, cioè la possibilità di tornare indietro e di bilanciare l’energia utilizzata", spiega il professor Roversi. La rivoluzione del quantum computing, però, non è esattamente dietro l'angolo, ma necessita ancora di ricerche e approfondimenti. Ecco perché dobbiamo considerare anche il green computing, e nel caso particolare la computazione reversibile, un terreno in esplorazione, con degli sviluppi molto promettenti. "Abbiamo tutti presente quello che sta accadendo nel settore delle automobili, dove c'è una certa spinta alla transizione ecologica. Ecco, la stessa cosa vale per i calcolatori. In fondo, ciò che facciamo è ricerca di base, e non ancora ricerca applicata. E solitamente la ricerca di base si sviluppa negli anni", conclude Roversi.