Estudio:AWS mitiga la huella de carbono en cargas de trabajo IA en 99%

Las investigaciones demuestran que las cargas de trabajo optimizadas en AWS pueden ser hasta cuatro veces más eficientes que las cargas de trabajo realizadas on premise

Foto: AWS. Portal ERP LATAM.

La inteligencia artificial (IA) está transformando rápidamente la forma en que utilizamos la tecnología para hacer frente a algunos de los mayores retos del mundo, desde la atención sanitaria al cambio climático. A medida que ampliamos el uso de la IA, es importante minimizar también su huella medioambiental. Un nuevo estudio encargado por Amazon Web Services (AWS) y realizado por Accenture muestra que una forma eficaz de hacerlo es trasladar las cargas de trabajo de TI de la infraestructura local a los centros de datos de AWS en todo el mundo.

El informe, “Cómo moverse a la nube de AWS reduce las emisiones de carbono", estima que la infraestructura de AWS es hasta 4,1 veces más eficiente que la on-premise, y cuando las cargas de trabajo se optimizan en AWS, la huella de carbono asociada puede reducirse hasta en un 99%. El 85% del gasto global en TI de las organizaciones se realiza en sus propias instalaciones.

"El enfoque holístico de AWS hacia la eficiencia ayuda a minimizar tanto el consumo de energía como de agua en las operaciones de nuestros centros de datos, lo que contribuye a nuestra capacidad para servir mejor a nuestros clientes", dijo Chris Walker, director de sostenibilidad de AWS. “Trabajamos constantemente para aumentar la eficiencia energética de nuestras instalaciones, optimizando el diseño de nuestros centros de datos, invirtiendo en chips especiales e innovando con nuevas tecnologías de refrigeración". “A medida que AWS toma medidas para alcanzar el objetivo de Amazon de carbono neto cero para 2040, como parte de The Climate Pledge, innovaremos e implementaremos continuamente formas de aumentar la eficiencia energética en todas nuestras instalaciones en un esfuerzo por construir un futuro más brillante para nuestro planeta".

Los clientes de AWS llevan varios años experimentando los beneficios en términos de eficiencia que supone migrar a AWS y desarrollar soluciones en AWS. Por ejemplo, la empresa mundial de genómica y salud humana Illumina redujo en un 89% sus emisiones de carbono al pasarse a AWS. Se espera que este tipo de eficiencia obtenida al aprovechar AWS frente a las organizaciones que mantienen su propia infraestructura de TI on-premise se haga más prominente a medida que el mundo adopte cada vez más el uso de la IA.

Esto se debe a que, a medida que las cargas de trabajo de la IA se vuelvan más complejas y requieran más datos, exigirán nuevos niveles de rendimiento de sistemas que completen millones de cálculos cada segundo, junto con la infraestructura de memoria, almacenamiento y redes. Esto requiere energía y tiene su correspondiente huella de carbono. Mientras que los centros de datos on-premise luchan por seguir el ritmo debido a sus limitaciones inherentes para impulsar la escalabilidad y la eficiencia energética, AWS está innovando continuamente para hacer de la nube la forma más eficiente de ejecutar la infraestructura y los negocios de nuestros clientes.

Norma líder del sector utilizada para cuantificar la eficiencia y la reducción de carbono estimada.

La investigación cuantificó la eficiencia energética y la oportunidad de reducción de carbono de trasladar las cargas de trabajo de los clientes de on-premise a AWS mediante la simulación y el análisis de las diferencias entre ellas. Una carga de trabajo es un conjunto de recursos y código para realizar tareas como ejecutar un sitio web de venta al por menor o administrar bases de datos de inventario. Accenture utilizó el estándar Software Carbon Intensity (SCI) de la Organización Internacional de Normalización (ISO) para analizar la huella de carbono de cargas de trabajo representativas de almacenamiento intensivo y cálculo intensivo, y fue más allá al considerar el efecto de la energía libre de carbono tanto para las instalaciones locales como para AWS. Es la primera vez que un proveedor de nube a hiperescala utiliza la especificación SCI para realizar un análisis de este tipo.

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El estudio analizó en primer lugar la cantidad de emisiones de carbono operativas e incorporadas (hardware de TI) que se evitarían simplemente trasladando las cargas de trabajo de la infraestructura local a AWS. Esto se denomina "Lift-And-Shift" en el informe. El informe también analizó cuánto carbono más se puede evitar cuando esas mismas cargas de trabajo se optimizan en el hardware de AWS, como su silicio especialmente diseñado para ejecutar modelos de IA, y comparó cada escenario en cuatro áreas geográficas: Estados Unidos y Canadá, Unión Europea, Asia Pacífico y Brasil.

En la última década, los volúmenes de datos han crecido exponencialmente, mientras que la nube ha seguido abriendo un grado cada vez mayor de capacidades avanzadas de datos. Teniendo en cuenta las necesidades de datos para la analítica y la formación e inferencia de modelos de IA, las organizaciones querrán tener en cuenta el ahorro potencial de carbono asociado a sus necesidades de almacenamiento. El estudio demostró que las cargas de trabajo de almacenamiento intensivo pueden ser hasta 2,5 veces más eficientes en AWS que en las instalaciones, y su optimización en el hardware de AWS puede reducir las emisiones de carbono asociadas hasta en un 93%.

En el caso de las cargas de trabajo de alta carga computacional, se evaluaron las posibles reducciones de emisiones de carbono al ejecutar cargas de trabajo de IA en AWS frente a on-premise mediante el análisis de las emisiones operativas e incorporadas de una carga de trabajo representativa proporcionada por AWS. Accenture descubrió que cuando se optimizan las cargas de trabajo de alta carga computacional en AWS, las organizaciones pueden reducir su huella de carbono asociada en varias regiones geográficas hasta en un 99%.

Cómo AWS innova para aumentar la eficiencia y reducir la huella de carbono de las cargas de trabajo de IA

AWS innova continuamente para hacer de la nube la forma más eficiente y sostenible de gestionar los negocios de nuestros clientes. Estas son seis formas en las que AWS innova para ayudar a las organizaciones a reducir su huella de carbono de TI:

1. Infraestructura del centro de datos diseñada para aumentar la eficiencia 

Gracias a la ingeniería, desde la distribución eléctrica hasta las técnicas de refrigeración, la infraestructura de AWS es capaz de funcionar con una eficiencia energética más cercana a la máxima. AWS optimiza la utilización de los recursos para minimizar la capacidad ociosa y mejora continuamente la eficiencia de su infraestructura. Por ejemplo, al innovar para mejorar las prácticas de medios evaporativos, podemos reducir el uso de energía del equipo de refrigeración asociado en un 20%. Esto contrasta con los centros de datos locales tradicionales, que pueden sobreaprovisionarse para adaptarse a picos de demanda impredecibles y al crecimiento futuro. Este exceso de capacidad se traduce en recursos infrautilizados que consumen mucha energía y generan una mayor huella de carbono.

2. Mejorar la refrigeración de nuestras instalaciones

Después de alimentar los equipos de servidor de AWS, la refrigeración es una de las mayores fuentes de consumo de energía en nuestros centros de datos. Para aumentar la eficiencia, AWS utiliza diferentes técnicas de refrigeración, incluida la refrigeración por aire libre en función de la ubicación y la época del año, así como AWS utiliza datos en tiempo real para adaptarse a las condiciones meteorológicas. La implementación de estas innovadoras estrategias de refrigeración es más difícil a menor escala en un centro de datos típico en las instalaciones. El último diseño del centro de datos de AWS integra a la perfección soluciones de refrigeración por aire optimizadas junto con capacidades de refrigeración líquida para los chipsets de IA más potentes, como los NVIDIA Grace Blackwell Superchips. Este diseño de refrigeración flexible y multimodal nos permite extraer el máximo rendimiento y eficiencia tanto si se ejecutan cargas de trabajo tradicionales como modelos de IA.

3. Transición a fuentes de energía sin carbono

En consonancia con el compromiso de Amazon de lograr cero emisiones netas de carbono en todas sus operaciones para 2040, AWS está llevando a cabo una rápida transición de su infraestructura global para igualar nuestro uso de electricidad con energía 100% renovable. Amazon ha puesto en marcha más de 500 proyectos de energía renovable en todo el mundo y ha sido el mayor comprador corporativo de energía renovable en los últimos cuatro años, según Bloomberg New Energy Finance. En 2022, la electricidad consumida en 19 regiones de AWS era atribuible a energías 100% renovables.

4. Silicio específico para cargas de trabajo de IA

Cuando se trata de ejecutar cargas de trabajo de IA complejas como grandes modelos de lenguaje (LLM), AWS ofrece una amplia selección de hardware. Para optimizar el rendimiento y el consumo de energía, hemos desarrollado silicio específico como el chip AWS Trainium y el chip AWS Inferentia para lograr un rendimiento significativamente superior al de instancias informáticas aceleradas comparables. Según Accenture, estos aceleradores específicos permiten a AWS ejecutar modelos de IA a escala de manera eficiente, reduciendo la huella de carbono de cargas de trabajo similares y mejorando el rendimiento por vatio de consumo de energía.

5. Prácticas de construcción más sostenibles

Aunque el estudio no tuvo en cuenta las emisiones incorporadas de infraestructuras no informáticas (como HVAC e iluminación), ya que SCI no las incluye, AWS también evalúa y optimiza continuamente el diseño de nuestros centros de datos, bastidores de servidores, salas de almacenamiento e infraestructuras de apoyo. A partir de 2023, AWS ahorrará más de 22.000 toneladas de emisiones equivalentes de dióxido de carbono mediante el uso de alternativas de hormigón y acero con menor contenido de carbono en la construcción de 43 nuevas instalaciones de centros de datos. AWS también está trabajando en toda la cadena de suministro para aumentar el uso de materiales reciclados y reducir el carbono incorporado en los procesos de fabricación.

6. Estrategias eficientes de almacenamiento y replicación de datos

AWS proporciona herramientas y orientación que permiten a los clientes modernizar sus estrategias de administración de datos. Esto incluye mantener separados los datos activos "calientes" de los conjuntos de datos inactivos "fríos" mediante los servicios de almacenamiento totalmente administrados de AWS. Además, AWS ayuda a los clientes a optimizar sus procesos de replicación de datos reduciendo el tamaño de la replicación y los requisitos de rendimiento, lo que se traduce en una disminución del consumo de energía y de las emisiones de carbono.

Mediante el diseño de centros de datos que proporcionen el servicio eficiente y resistente que esperan nuestros clientes, al tiempo que contribuyen a minimizar nuestra huella de carbono -y la de ellos-, AWS seguirá construyendo un negocio más sostenible para nuestros clientes y para el mundo que todos compartimos.