Sobre a necessidade de Supercomputação Orbital.

A Nuvem… precisa estar no espaço sideral.

Esta deve ser uma peça muito curta que defende levar a maior parte de nosso poder de computação e supercomputação para o espaço sideral, como um método para:

• Minimize a contribuição para o aquecimento global resultante das catastróficas emissões térmicas exponenciais relacionadas à CPU.
• Reduza os custos de computação.

Calor total gerado pela computação

De acordo com algumas estimativas, a capacidade total de computação do mundo em 2021 é da ordem de várias centenas de exaflops (1 exaflop = 10¹⁸ operações de ponto flutuante por segundo).

Quanto ao consumo de energia e geração de calor, uma estimativa aproximada é que apenas os data centers globais consomem cerca de 200 GW e geram cerca de 450 GW de calor. No entanto, é importante observar que outros dispositivos como PC, laptops, servidores e telefones celulares também consomem energia e geram calor.

450 GW de calor por si só, é equivalente à produção de 450 cuecas de energia nuclear… ou 5.965 detonações nucleares semelhantes a Hiroshima.

lei de Moore

A Lei de Moore estima/prevê a duplicação da densidade/contagem de transistores por chip ou unidade de área a cada 18 meses.

A contagem de transistores é um dos fatores mais importantes para estabelecer o poder de computação de um determinado chip ou dispositivo. É principalmente a duplicação desse número que permite a computação paralela e o correspondente aumento na complexidade do software, uma vez que os outros componentes (Frequência e Eficiência) têm restrições físicas reais das quais já estamos muito próximos.

Observe que as implicações exponenciais da lei de Moore não se aplicam a outros bens ou serviços com uso intensivo de energia, como carros ou transportes que tenham perfis de crescimento não exponencial.

PPW: Desempenho por watt

O desempenho por watt (PPW) é uma métrica usada para medir a eficiência energética de um sistema de computação. É uma relação entre o desempenho do sistema (geralmente medido em FLOPS) e o consumo de energia do sistema (geralmente medido em Watts). A unidade de PPW é tipicamente FLOPS/W.

Em geral, um valor de PPW mais alto indica que um sistema é mais eficiente em termos de energia, porque é capaz de executar mais cálculos consumindo menos energia. Essa métrica é particularmente importante no contexto de Computação de Alto Desempenho (HPC) e Data Centers, onde o consumo de energia pode ser um custo significativo e onde há uma demanda cada vez maior por sistemas de computação mais eficientes e poderosos.

No geral, o objetivo da otimização PPW é realizar a maior parte do trabalho de computação com o mínimo de gasto de energia. Com essa tecnologia, avanços e inovações são feitos continuamente para tornar a computação mais eficiente em termos de energia e sustentável.

IA e ML

A Inteligência Artificial e o Machine Learning são um dos produtos tecnológicos mais maravilhosos da mente humana. Seus princípios de funcionamento são tão básicos que poderiam facilmente fazer parte do circuito de trabalho do próprio universo. Sua plasticidade e capacidade de encontrar padrões prometem conquistar todas as áreas do senso humano e da tomada de decisões, mas…

Seu treinamento e uso é um processo de muita energia.

A adoção de AI/ML parece ter, mais do que exponencial, um perfil polinomial. Veja a tabela de download mundial do aplicativo LensaAI abaixo:

O problema: consumo de energia exponencial e emissão de calor dentro de nossos limites atmosféricos.

Agora que estamos claros nos 4 conceitos básicos, tudo o que temos a fazer é incluí-los na equação das futuras demandas de poder de computação:

Gráficos exponenciais * Adoção de IA polinomial / Eficiência de energia assintótica = Exponencial descontrolado Emissão de calor da CPU e Demanda de energia.

Orçamento de Energia Planetária

Numa peça anterior onde apresento um Sistema de Reversão do Aquecimento Global , explico o que é o Balanço Energético Planetário , a sua dinâmica e porque a Energia Solar não contribui para a carga térmica do nosso planeta. Compreender este conceito é fundamental para compreender esta peça e o perigo por trás do calor exponencial da computação.

De qualquer forma, ninguém precisa ser um gênio para entender que aquecer os oceanos com Data Centers não é bom para o aquecimento global:

A solução: supercomputação orbital

Está claro então que, a menos que externalizemos essa enorme quantidade de calor para o espaço (fora de nossa atmosfera), rapidamente superaqueceremos o planeta.

Então... existem apenas 2 soluções para nossas crescentes demandas de computação:

• Tire a Computação da Atmosfera.
  (externalizar a demanda de calor e energia)
• Alimente nossos sistemas de computação exclusivamente com energia solar ou outras fontes renováveis.
  (Usar energia que já faz parte do Orçamento de Energia da Terra)

No primeiro, Elon Musk e Space X, e o restante das empresas de lançamento comercial estão fazendo um ótimo trabalho.

No último, apresentarei (muito em breve) uma inovação que acredito que pode ajudar a resolver o problema de resfriamento de hardware de computação no vácuo do espaço. Observe também que todo o calor emitido na geração da eletricidade usada para alimentar nossa computação foi deixado de fora dessa análise.

Muito obrigado!