A Escala de Kardashev é um método proposto pelo astrofísico Nikolai Kardashev para classificar o nível de desenvolvimento tecnológico de uma civilização com base em sua capacidade de utilizar e controlar a energia. A escala original divide as civilizações em três tipos, com base na quantidade de energia que elas podem aproveitar: Tipo I (planeta), Tipo II (estrela) e Tipo III (galáxia).
Tipo I: Uma civilização que controla toda a energia disponível em seu planeta natal.
Tipo II: Uma civilização que controla toda a energia de sua estrela hospedeira, possivelmente através de estruturas como a Esfera de Dyson.
Tipo III: Uma civilização que controla toda a energia de sua galáxia.
A escala também pode ser expandida para incluir níveis mais altos, como Tipo IV (controle de energia de um aglomerado de galáxias) e Tipo V (controle de energia de todo o universo).
A Escala de Kardashev também é usada para especular sobre as capacidades tecnológicas de civilizações extraterrestres e para direcionar a busca por sinais de vida inteligente (SETI). O conceito também tem sido utilizado para refletir sobre o futuro da humanidade e os desafios de alcançar níveis mais altos de desenvolvimento tecnológico.
A humanidade, atualmente, é considerada uma civilização do Tipo 0.7, pois ainda não controla completamente a energia disponível em seu planeta e depende muito de fontes de energia não sustentáveis.
Ainda há um longo caminho a percorrer para que a humanidade se torne uma civilização Tipo I.
O impacto dos data centers no consumo de energia
Os data centers consomem uma quantidade significativa de energia, e esse consumo está aumentando com o avanço da Inteligência Artificial (IA) e outras tecnologias. Estima-se que data centers, mineração de criptomoedas e IA representem cerca de 2% da demanda global de eletricidade. Em alguns locais, como a Irlanda, os data centers já respondem por mais de 20% do consumo total de eletricidade. O consumo de energia de um data center pode variar bastante, mas pode ser comparável ao de uma pequena cidade.
De acordo com o Lincoln Laboratory, do MIT, até 2030 os data centers podem consumir até um quinto da energia elétrica gerada no mundo. O percentual é estimado pelos especialistas, com base em várias análises, e faz sentido, uma vez que quase todo o tráfego mundial da Internet passa por data centers. São edifícios grandes, cada vez mais “em hiperescala”, que albergam máquinas e equipamentos que demandam energia. Além disso, são sistemas de condicionamento de ar que mantêm o aparato de dispositivos em temperatura ideal.
Vale lembrar que os modelos de IA são treinados em petabytes de dados para gerar novos conteúdos com base em padrões e informações que aprenderam a reconhecer e imitar. Todo esse aprendizado e inferência requerem muito mais poder de computação do que as pesquisas tradicionais no Google.
Dados do MIT mostram que treinar um modelo de IA – o processo pelo qual ela aprende padrões de enormes conjuntos de dados – requer o uso de unidades de processamento gráfico (GPUs), que são hardwares que consomem muita energia. Como exemplo, estima-se que as GPUs que treinaram o GPT-3 (o precursor do ChatGPT) consumiram 1.300 megawatts-hora de eletricidade, quantidade aproximadamente igual à utilizada por 1.450 residências médias nos EUA, por mês.
Em função da alta demanda de energia pelos data centers e da entrada maciça de IA no sistema, várias instituições estão pesquisando formas de minimizar o problema. O próprio Lincoln Laboratory está desenvolvendo técnicas para ajudar os data centers a diminuir o uso de energia. Suas técnicas variam desde mudanças simples, mas eficazes, como hardwares de limitação de energia, até a adoção de novas ferramentas que podem interromper o treinamento de IA desde o início.
Embora os data centers atuais representem uma fração minúscula da energia planetária, eles ilustram um modelo de crescimento exponencial do consumo de energia tecnológica.
Abaixo está o gráfico comparando o consumo de energia dos data centers, da humanidade e os níveis da Escala de Kardashev.
Data Centers (2023): Cerca de 300 GW (uma fração pequena, mas crescente).
Humanidade (2023): Aproximadamente 20 TW.
Tipo I: 10¹⁶ W (toda a energia do planeta).
Tipo II: 10²⁶ W (energia de uma estrela como o Sol).
Tipo III: 10³⁶ W (energia de uma galáxia).
A escala logarítmica mostra claramente como estamos ainda longe do Tipo I, mas o crescimento de infraestruturas como data centers é um pequeno passo nessa direção.
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