L’aumento vertiginoso dei consumi energetici legati all’intelligenza artificiale ha acceso l’allarme in tutto il mondo. Data center sempre più potenti richiedono quantità crescenti di elettricità, con previsioni che indicano un impatto enorme sul fabbisogno globale nei prossimi decenni. Nel Regno Unito, un gruppo di scienziati sta lavorando a una soluzione concreta: un mini-chip realizzato in grafene, materiale ultraleggero e conduttore eccezionale, capace di abbattere drasticamente i consumi energetici delle infrastrutture AI.
Lo sviluppo del chip in grafene e le sue caratteristiche tecniche
Tre università britanniche collaborano allo sviluppo di questo chip innovativo guidato da sir Colin Humphreys della Queen Mary University di Londra. Il dispositivo sfrutta uno strato atomico singolo di grafene combinato con seleniuro di indio per migliorare la conduzione degli elettroni. Questa struttura supera i limiti dei semiconduttori tradizionali al silicio, offrendo una conduzione ultraefficiente che consente una drastica riduzione del calore generato durante il funzionamento.
Il progetto punta a ottenere un prototipo funzionante entro il 2029 e prevede la produzione su larga scala tra il 2032 e il 2033. La tecnologia potrebbe rivoluzionare non solo i data center ma anche dispositivi portatili come smartphone e laptop: si parla infatti della possibilità concreta di ricaricare uno smartphone solo una volta alla settimana o mantenere attivo un laptop per circa 80 ore senza necessità immediata di ricarica.
Impatti sul raffreddamento e costi operativi
Un aspetto fondamentale riguarda anche l’eliminazione della necessità dei costosi sistemi idraulici per raffreddare le macchine: oggi Google usa circa sei miliardi di galloni d’acqua ogni anno solo per questo scopo nei suoi data center. Il nuovo chip potrebbe quindi tagliare notevolmente sia i costi operativi sia l’impatto ambientale associato al raffreddamento.
Impatti previsti sui consumi globali ed energia sostenibile
Le stime attuali prevedono che senza interventi tecnologici significativi, entro il 2040 metà dell’elettricità mondiale sarà assorbita dai data center dedicati all’AI. Questo scenario avrebbe conseguenze pesanti sull’ambiente e sulle risorse energetiche globali già sotto pressione.
Il chip al grafene rappresenta dunque una possibile svolta nel contenimento dei consumi elettrici legati alle nuove tecnologie digitali avanzate. Riducendo fino al 90% l’energia richiesta dai processori AI, si potrebbe evitare la crescita incontrollata delle emissioni derivanti dalla produzione energetica fossile ancora prevalente in molte aree del pianeta.
Inoltre la produzione locale del materiale utilizzato nel chip – ottenuto dal metano – limita le dipendenze da fornitori esteri spesso soggetti a tensioni geopolitiche o monopoli commerciali come quelli cinesi su minerali strategici indispensabili ai semiconduttori tradizionali.
Una possibile rivoluzione nella sostenibilità
La combinazione di riduzione consumi e autonomia produttiva apre prospettive ambientali ed economiche di rilievo per il futuro sviluppo dell’intelligenza artificiale e dell’industria digitale a livello globale.
Competizione internazionale nella ricerca sui materiali avanzati
La corsa verso nuovi materiali capaci di migliorare le prestazioni elettroniche coinvolge diverse nazioni oltre al Regno Unito. Gli Stati Uniti puntano sul disolfuro molibdeno mentre la Cina investe ingenti risorse nello sviluppo parallelo delle proprie soluzioni basate su materiali bidimensionali simili al grafene.
Nonostante questa competizione globale serrata, gli scienziati britannici sono considerati tra i più avanti nella sperimentazione applicativa grazie alla collaborazione fra università prestigiose e centri tecnologici specializzati nel settore nanomateriale.
Leadership scientifica e autonomia strategica
Questa leadership scientifica non riguarda soltanto aspetti tecnologico-produttivi ma tocca anche temi economico-strategici connessi al controllo delle filiere produttive essenziali per assicurarsi autonomia nelle forniture future evitando strozzature dovute a crisi internazionali o guerre commerciali ormai frequenti negli ultimi anni.
Sfide ambientali ed economiche legate ai data center oggi
I dati raccolti mostrano come già ora i grandi centri dati assorbano quote importanti dell’energia nazionale in paesi sviluppati come Irlanda dove raggiungono quasi il 20% del consumo totale elettrico nazionale; numerose aziende segnalano i continui aumenti di richieste dovuti all’espansione rapida dell’intelligenza artificiale applicata in vari campi dall’automazione industriale alla gestione dati complessa fino alle piattaforme cloud pubbliche molto diffuse ormai ovunque.
Alcuni timori riguardavano ipotesi diverse in base alle quali si sarebbe potuto assistere a un ritorno massiccio all’utilizzo di carbone e gas naturale per far fronte alla domanda crescente, ipotesi che furono alimentate soprattutto da alcune forze politiche internazionali incluse quelle statunitensi durante gli anni precedenti, ma questi scenari appaiono meno probabili grazie agli sviluppi in corso nell’ambito dei superconduttori, nuovi materiali elettronici come appunto quello basato sul grafene e altre alternative emergenti.
Contributi del mini-chip inglese alla sostenibilità
La diffusione futura del mini-chip inglese potrebbe quindi contribuire concretamente ad arginare questa tendenza negativa preservando risorse naturali preziose evitando inoltre problemi ambientali collegati allo smaltimento o estrazione mineraria intensiva.