Sostenibilità e Cloud computing: sfide e opportunità per il futuro

Il dibattito pubblico e scientifico si concentra sempre più su questa dualità: da un lato i vantaggi in termini di efficienza e sostenibilità indiretta, dall'altro i potenziali effetti negativi legati al consumo energetico e alle emissioni di CO₂.

Il consumo energetico del cloud

I Data center costituiscono il cuore pulsante del cloud; essi ospitano decine di migliaia di server che elaborano e memorizzano quantità immense di dati che consumano circa 200 terawattora (TWh) all’anno, pari al 2% dell’intera energia elettrica globale. Alcuni studi prevedono che, entro il 2030, questa percentuale potrebbe salire fino al 3-4% se non verranno adottate misure correttive.

Il consumo energetico di un data center è composto principalmente da:

• Alimentazione dei server: i dispositivi di calcolo richiedono energia costante 24h per 7gg.

• Raffreddamento: la temperatura deve essere stabile per evitare guasti.

• Sistemi ausiliari tra cui sistemi di backup, illuminazione e sicurezza.

Un indicatore utilizzato per misurare l'efficienza dei data center è il Power Usage Effectiveness (PUE), che rappresenta il rapporto tra l'energia totale consumata e quella effettivamente destinata ai server. I data center più moderni hanno un PUE vicino a 1,1, mentre quelli più obsoleti possono superare 2,0.

I benefici del cloud: verso una maggiore efficienza

Nonostante l’alto consumo energetico, il cloud offre diversi vantaggi ambientali rispetto alle infrastrutture IT tradizionali come, ad esempio, afferma Amazon Web Services (AWS) con riguardo alla propria infrastruttura cloud che può essere fino all’80% più efficiente rispetto alle infrastrutture on-premise.

Questa maggiore efficienza è resa possibile grazie all’ottimizzazione dinamica dei carichi di lavoro, gestiti tramite software intelligenti e algoritmi di machine learning che permettono di sfruttare al massimo i server attivi e ridurre gli sprechi. Il cloud consente inoltre di centralizzare le risorse, riducendo il numero di server inattivi o sottoutilizzati presenti nelle aziende. Un ulteriore beneficio è rappresentato dalla condivisione delle risorse: la virtualizzazione permette di servire migliaia di clienti sulla stessa infrastruttura hardware, limitando la necessità di nuove apparecchiature fisiche. Infine, i grandi provider possono beneficiare di economie di scala, investendo in tecnologie più avanzate e sostenibili rispetto a quanto potrebbe fare una singola azienda con server locali.

I lati negativi: le sfide ambientali persistenti

Nonostante i progressi, il cloud continua ad avere un impatto ambientale significativo e non trascurabile. Infatti, persistono alcune importanti criticità, tra le quali si segnalano principalmente: 

1. La dipendenza energetica da fonti fossili. In molte aree geografiche del pianeta, soprattutto quelle meno sviluppate e con costi energetici più bassi, la produzione dell’energia avviene ancora tramite vetuste centrali a carbone, a gas naturale o petrolio. I grandi provider, pur se dichiarano di utilizzare sempre più elevate percentuali di energia rinnovabile, continuano a utilizzare l’energia ancora a più basso costo prodotta dalle centrali alimentate con fonti fossili. 
2. L’elevato livello delle emissioni indirette legate al ciclo di vita delle infrastrutture. La produzione di server, dispositivi di rete e impianti di raffreddamento comporta un impatto ambientale rilevante che è dato sia dall’estrazione delle materie prime, sia dalla loro lavorazione e, infine, dallo smaltimento finale. Tra le criticità di tipo indiretto, un significativo impatto, spesso trascurato, è quello sulle risorse idriche in quanto le infrastrutture cloud producono molto calore che richiede grandi quantità di acqua per il raffreddamento. Tale circostanza produce negative conseguenze sulle comunità locali che vivono presso i siti in cui sono allocati gli enormi server, specialmente in aree già soggette a scarsità idrica. Inoltre, le più recenti tecnologie per l’intrattenimento, quali, ad esempio, lo streaming in 4K, il gaming online e le diverse applicazioni basate su intelligenza artificiale, alimenta una domanda sempre maggiore di potenza di calcolo, che richiede una sempre più crescente pressione sui data center.

A questo proposito è importante richiamare che la tecnologia della Generative AI (GenAI) stia di fatto rallentando i progressi ambientali nel cloud computing. Infatti, l’addestramento dei grandi modelli linguistici (LLM), l’inferenza in tempo reale e la gestione di dataset sempre più vasti implicano un consumo energetico notevole, spesso sottovalutato per il suo impatto ambientale.

Secondo i report di Gartner, l’adozione diffusa della GenAI ha già compromesso parte dei progressi in sostenibilità di diversi cloud provider, a causa dell’impennata dei consumi elettrici e della necessità di costruire nuovi data center per supportare la domanda crescente. L’utilizzo intensivo di risorse di calcolo, memoria e banda ha innalzato la soglia minima di consumo energetico necessaria per restare competitivi, accentuando il conflitto tra innovazione tecnologica e sostenibilità. In tal modo, secondo i più recenti dati, la GenAI rischia di trasformare il cloud da promessa di sostenibilità a tecnologia meno green di quanto inizialmente immaginato.

Verso un Cloud più sostenibile

Il settore tecnologico sta cercando di affrontare queste sfide adottando strategie concrete e sempre più ambiziose. Un esempio significativo è la transizione verso le energie rinnovabili: Microsoft, ad esempio, si sta impegnando a diventare carbon negative entro il 2030, ovvero rimuovere più carbonio dall'ambiente di quanto ne emetta. Parallelamente, sono in corso progetti innovativi per ridurre i consumi energetici, come i data center subacquei e i sistemi di raffreddamento ad aria diretta o a immersione liquida, che permettono di ottimizzare la gestione del calore in modo più efficiente.

Tuttavia, tale transizione ha dei costi che non tutti i provider vogliono affrontare. La sostenibilità reale deve essere valutata con attenzione, considerando non solo le dichiarazioni di utilizzo di energie rinnovabili, spesso sostenute da certificati che non garantiscono necessariamente un consumo effettivo di energia green, ma anche elementi oggettivi come la trasparenza sui consumi per area geografica, la disponibilità di strumenti per monitorare l’impatto ambientale dei servizi e l’impegno concreto nella gestione delle emissioni Scope 2 e Scope 3.

Ulteriore modalità di efficientamento dell’universo cloud è data dalla diffusione in corso di modelli di economia circolare, che puntano al riciclo dei componenti hardware per limitare la necessita di nuove estrazioni di metalli rari e la produzione di rifiuti elettronici; ciò al fine di ridurre ulteriormente l’impatto ambientale. Anche sul fronte della trasparenza si notano passi in avanti, Molte aziende pubblicano report annuali di sostenibilità, dettagliati e certificati da enti esterni, come ISO 50001 per la gestione energetica. La due diligence ambientale, dunque, è passata dall’essere solo un tema reputazionale a divenire una componente essenziale della strategia di sviluppo dell’IT.

Accanto all’impegno dei provider, anche i clienti giocano un ruolo fondamentale: le aziende devono imparare a utilizzare il cloud in modo più intelligente ed efficiente. Ad esempio, scegliere data center situati in regioni a basso impatto carbonico, ottimizzare i workload, evitare l’overprovisioning, eliminare dati inutili o inattivi e pianificare le attività più energivore nelle fasce orarie in cui l’energia è più pulita, sono pratiche fondamentali. Tecniche di pruning, quantizzazione e riaddestramento mirato dei modelli AI contribuiscono a ridurre drasticamente l’impatto ambientale.

L’approccio “AI-augmented CloudOps”, ovvero l’uso dell’intelligenza artificiale per ottimizzare dinamicamente configurazioni, consumi e performance, rappresenta un’ulteriore leva per migliorare l’efficienza complessiva e ridurre la carbon footprint.

Infine, la misurazione dei fabbisogni energetici è diventata cruciale per analizzare gli effettivi impatti ambientali del cloud. A tale scopo, si stanno diffondendo strumenti di monitoraggio specifici per gli ambienti cloud, come il cost-to-carbon ratio, che confronta il costo operativo con le emissioni; l’efficienza energetica per workload e il carbon intensity score, che valuta la fonte energetica in tempo reale. Alcuni provider stanno iniziando a integrare queste metriche nei propri portali di gestione, ma resta fondamentale affiancare valutazioni indipendenti, per esempio tramite strumenti open-source come Cloud Carbon Footprint.

In definitiva, i dati mostrano che è possibile trasformare il cloud da semplice "consumatore passivo" a vero "motore attivo" della transizione ecologica, ma questo è possibile solo attraverso un impegno condiviso e costante in innovazione, responsabilità e collaborazione tra aziende, istituzioni e utenti. 

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