Brasil é carta fora do baralho na corrida dos data centers de IA

    Apesar do Brasil ser o terceiro país que mais utiliza o ChatGPT, OpenAI escolhe a Argentina para seu primeiro data center no hemisfério sul. O Brasil é carta fora do baralho na corrida dos data centers de IA.

    OpenAI não é caso isolado. O Google também evita investir no Brasil há anos, tendo data centers próprios no Chile e no Uruguai, países que somados, não chegam a metade do número de usuários dos serviços da empresa apenas no estado de São Paulo.

PS.: Em atualização.

IA: estamos em uma bolha?

As grandes empresas de tecnologia estão investindo mais do que nunca em IA, e ainda não é o suficiente

    As maiores empresas do Vale do Silício já planejam investir US$ 400 bilhões em inteligência artificial este ano. Todas elas afirmam que isso está longe de ser suficiente. Meta, Alphabet, Microsoft e Amazon aumentarão os investimentos em 2026.

    A Meta Platforms afirma que ainda enfrenta restrições de capacidade enquanto tenta treinar novos modelos de IA e, ao mesmo tempo, manter seus produtos existentes. A Microsoft afirma que está vendo uma demanda tão alta por seus serviços baseados em data centers que planeja dobrar sua infraestrutura de data centers nos próximos dois anos. E a Amazon.com afirma que está correndo para disponibilizar mais capacidade em nuvem o mais rápido possível.

“Estamos com falta de capacidade computacional há vários trimestres. Achei que conseguiríamos recuperar o atraso. Não conseguimos. A demanda está aumentando”, disse Amy Hood, diretora financeira da Microsoft. “Quando vemos esses sinais de demanda e sabemos que estamos atrasados, precisamos investir.”  

    Microsoft e Amazon anunciaram aos investidores nas últimas 48 horas que aumentarão seus investimentos em 2026. Os investidores aprovaram os planos apresentados por Google e Amazon, embora alguns tenham demonstrado preocupação com os planos da Meta e da Microsoft.

The site of a new Meta data center in Holly Ridge, La. 

    As empresas e diversos entusiastas da IA ​​afirmam que os investimentos são necessários para que os sistemas de aprendizado de máquina alcancem a inteligência artificial geral (IAG), um estado em que serão mais inteligentes que os humanos.

“Quem chegar à IAG primeiro terá uma vantagem competitiva incrível sobre todos os outros, e é esse medo de ficar para trás que todos esses participantes estão sentindo”, disse Youssef Squali, analista-chefe de internet da Truist Securities. “É a estratégia certa. O maior risco é investir pouco e ficar em desvantagem competitiva.”

    Mas os céticos questionam se gastar bilhões em modelos de linguagem complexos, os sistemas de IA mais populares, levará a esse objetivo. Eles também apontam para o pequeno número de usuários pagantes da tecnologia existente e para a necessidade de anos de treinamento antes que muitos trabalhadores ao redor do mundo consigam utilizá-la efetivamente.

An Amazon data center in Ashburn, Va. 

    Além da infraestutura: edificação, energia, água e conexões de teleprocessamento via cabos de fibra ótica, há uma desvantagem na incapacidade dos países, exceto EUA,  de fabricarem grandes quantidades de chips avançados.

    A rápida expansão dos data centers traz desafios significativos, especialmente para a infraestrutura pública. Os países/estados/municípios precisarão considerar cuidadosamente o seguinte:

• Dificuldades no fornecimento de energia

• Escassez de água. Os data centers precisam de muita água para sua refrigeração, o que pode sobrecarregar o abastecimento local.

• Gargalos de recursos. A implantação de um data center exige recursos significativos de terra, mão de obra especializada e equipamentos.

• Custos de oportunidade. Comprometer terras e recursos em projetos de longo prazo e de capital intensivo, como data centers, pode acarretar custos de oportunidade significativos em outros setores.

• Risco de projetos arquivados. Apesar de todo o investimento, alguns hiperescaladores recuaram ou suspenderam alguns de seus compromissos com a construção de data centers de grande porte.

• Reação negativa do consumidor. Os desafios listados aqui têm o potencial de gerar objeções dos consumidores ao desenvolvimento de data centers.

Data centers no mundo

Tecto inaugura maior data center de Fortaleza e projeta expansão

 

    A Tecto inaugurou nesta quinta-feira, 23/10/2025, um centro de dados (data center) com capacidade de 20 megawatts (MW) na Praia do Futuro, em Fortaleza. O complexo de maior potência da região foi construído em 12 meses e teve investimento de R$ 550 milhões, segundo afirmaram notícias especializadas.

    É o terceiro data center da Tecto no Ceará, e está em terreno de 13 mil m² e conta com dez data halls, cada um com 300 m². A unidade também possui espaço para mil racks armazenadores de chips. Estes são importados. Aqui, no Brasil, todas as empresas que estão instalando data centers, inclusive o governo, só cuidam (adequadamente?) da infraestutura: edificação, energia, água e conexões de teleprocessamento via cabos de fibra ótica.

    De acordo com o CEO da Tecto, "há um problema de energia e de transmissão fora do País". Desse modo, em função "da energia em abundância" no território brasileiro (será mesmo?), a companhia está reforçando a aposta na indústria de data centers.

    No resto do mundo a infraestrutura necessária para os data centers é da falta energia elétrica mas vai além disto. Nos EUA a luz amarela já se encontra acesa há muito tempo.

    Uma análise da Anthropic estimou que os Estados Unidos precisarão produzir 50 gigawatts de nova energia apenas para IA até 2028 — aproximadamente o equivalente ao que toda a Argentina usa hoje. Até lá, os data centers poderão consumir até 12% da produção de eletricidade americana.

Por muito tempo, Washington fez muito pouco para adicionar nova energia à sua rede. De 2005 a 2020, os Estados Unidos adicionaram quase zero de nova energia líquida. Só em 2021 se aprovou uma lei subsidiando a construção de infraestrutura de energia limpa, para adicionar mais de 100 gigawatts em nova capacidade. Trump assinou um decreto para acelerar o licenciamento federal para data centers, mas a implementação ainda é incipiente.

    Também nos EUA, além dos obstáculos federais e das concessionárias de serviços públicos, as políticas estaduais e locais podem ser complexas, especialmente para projetos que abrangem vários estados, como linhas de transmissão.

    A China enfrenta uma desvantagem devastadora nessa competição. Porém sua maior desvantagem está na incapacidade de fabricar grandes quantidades de chips avançados. Contudo no setor energético, Pequim fez investimentos extraordinários em usinas de energia, armazenamento e transmissão de energia. Como resultado o país instalou rapidamente mais de 90 gigawatts de nova capacidade de energia limpa.

    A rápida expansão da capacidade dos data centers traz desafios significativos, especialmente para a infraestrutura pública. Os estados precisarão considerar cuidadosamente o seguinte:

• Dificuldades no fornecimento de energia

• Escassez de água. Os data centers precisam de muita água para sua refrigeração, o que pode sobrecarregar o abastecimento local.

• Gargalos de recursos. A implantação de um data center exige recursos significativos de terra, mão de obra especializada e equipamentos.

• Custos de oportunidade. Comprometer terras e recursos em projetos de longo prazo e de capital intensivo, como data centers, pode acarretar custos de oportunidade significativos em outros setores.

• Risco de projetos arquivados. Apesar de todo o investimento, alguns hiperescaladores recuaram ou suspenderam alguns de seus compromissos com a construção de data centers de grande porte.

• Reação negativa do consumidor. Os desafios listados aqui têm o potencial de gerar objeções dos consumidores ao desenvolvimento de data centers.

Data centers no mundo

Os motores da IA. Como as nações podem enfrentar as oportunidades e os desafios?

    Nos EUA e no mundo, inclusive aqui no Brasil, trava-se uma disputa entre regiões, estados e municípios para sediarem esses motores.

    Contudo, os dados atuais, o que tem ocorrido até então, mostram que se as variáveis envolvidas no processo não forem bem avaliadas todo o investimento poderá ser perdido.

    Todos os envolvidos no processo, governos em todos os níveis, empresários e investidores, precisarão equilibrar uma gama complexa de custos e uma visão completa dos benefícios ao avaliarem suas estratégias de desenvolvimento de data centers.

    Os data centers representam a infraestrutura fundamental que alimenta os diversos serviços digitais dos quais indivíduos, empresas e governos dependem diariamente. Essa espinha dorsal da economia digital está pronta para um crescimento significativo à medida que a demanda por computação em nuvem e IA acelera. 

    Como sempre, é de lá, da nação mais poderosa do mundo, sob todos os sentidos, os EUA, que afloram as sinalizações decorrentes do avanço tecnológico. Os Estados Unidos já estão observando um aumento no interesse e no investimento dos denominados hiperescaladores e provedores que buscam construir data centers.

    Uma análise recentemente publicada mostra que, até 2030, as empresas investirão quase US$ 7 trilhões em investimentos de capital em infraestrutura de data centers no mundo. Mais de US$ 4 trilhões desse valor serão destinados a investimentos em hardware, com o restante destinado a áreas como imóveis e infraestrutura de energia. Mais de 40% desses gastos serão investidos nos Estados Unidos.

    Essa análise mostra também que, embora ainda haja muitas incógnitas sobre a trajetória de crescimento da IA ​​e a dinâmica econômica relacionada, a escala do investimento em IA pode impulsionar um crescimento significativo do PIB, criar milhares de empregos bem remunerados e estimular a inovação em diversos setores. No entanto, existem desafios significativos — desde as necessidades de infraestrutura até a reação negativa do consumidor — e os governos devem desenvolver uma visão clara dos verdadeiros custos e benefícios ao avaliarem suas estratégias.

    O crescente interesse no desenvolvimento de data centers reflete o significativo potencial econômico disponível. Também exige uma abordagem ponderada para avaliar os custos e benefícios.

    No Brasil há 162 data centers, segundo estimativas da Associação Brasileira de Data Center. A maior concentração está no Sudeste, com 110. Logo na sequência vem o Sul, que registra 27, depois o Nordeste, com 15. O Centro-Oeste tem 8, e o Norte, 2.

    Como se verá na matéria a seguir (de fontes diversas), o tema não fica restrito a área de tecnologia. Estende-se por temas como infraestrutura, pessoal técnico de muitas áreas e de vários níveis educacionais, pesquisa e inovação. 

    Boa leitura.

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Onde está o valor do data center

    Os governos que conseguem planejar, gerenciar e mitigar os riscos do crescimento dos data centers com eficácia podem liberar milhões, talvez até bilhões, de dólares em crescimento direto e indireto. Ao mesmo tempo, podem criar empregos bem remunerados e se estabelecer como polos líderes em infraestrutura digital.

    A Virgínia do Norte exemplifica como o planejamento estratégico pode alavancar o crescimento dos data centers. Ao investir em infraestrutura robusta, manter uma rede elétrica confiável e oferecer incentivos fiscais direcionados, a região responde por 13% da capacidade mundial de data centers. Ao mesmo tempo, mitigou riscos por meio de controles de zoneamento local e medidas de eficiência energética, tornando-se também um polo global de infraestrutura digital que resultou em bilhões em produção econômica apoiada.

    Análises do Conselho de Tecnologia da Virgínia do Norte e da Comissão Conjunta de Auditoria e Revisão Legislativa sugerem que o investimento em data centers pode gerar valor para os estados de quatro maneiras principais (observe que as circunstâncias específicas de cada estado afetarão o potencial):

• Crescimento econômico. O investimento em data centers pode impulsionar o crescimento do PIB, criar milhares de empregos bem remunerados e estimular a inovação em diversos setores. Com base em um estudo do Conselho de Tecnologia da Virgínia do Norte, o estado da Virgínia gerou cerca de US$ 31 bilhões em produção econômica apoiada com a construção e operação de data centers em 2023, bem como serviços de apoio, com benefícios significativos para os governos estaduais e locais em termos de impostos arrecadados.

• Empregos e qualificações. Um grande data center típico (com cerca de 23.000 metros quadrados, por exemplo) pode empregar até 1.500 trabalhadores no local durante a fase de construção, exigindo uma equipe de desenvolvedores, operadores de equipamentos, operários da construção civil, eletricistas e técnicos, muitos dos quais ganham salários acima de US$ 100.000 por ano (sem incluir horas extras). Muitos desses empregos não exigem diploma universitário. Para operações em estado estável, mais de 50 empregos podem ser criados (por exemplo, gerentes de instalações, engenheiros, técnicos e equipe de manutenção de instalações). Além disso, para cada emprego dentro de um data center, estima-se que 3,5 empregos extras sejam criados na economia local (por exemplo, por meio de atualizações na infraestrutura de suporte).

• Crescimento intersetorial. Os data centers podem atuar como catalisadores para setores tangenciais, como energia, telecomunicações, serviços em nuvem, software e manufatura, estimulando o desenvolvimento de elementos adicionais da cadeia de valor do data center. O boom de data centers no norte da Virgínia, por exemplo, aumentou a demanda por energia, levando a Dominion Energy a construir novas subestações e linhas de transmissão (como, por exemplo, o projeto de subestação na área de Haymarket). O crescimento de data centers nos condados de Loudoun e Prince William, na Virgínia, frequentemente chamado de Data Center Alley, levou a um boom no mercado imobiliário.

• Inovação. As demandas tecnológicas dos data centers podem ajudar a estimular a pesquisa e a inovação. As demandas de energia dos data centers estão impulsionando a inovação em soluções de energia verde e sustentável, como células de combustível, energia solar e pequenos reatores modulares. Com o crescimento da modularização de data centers, a construção pode ser mais rápida e sustentável do que os métodos tradicionais.

Crescimento da demanda e mudanças em data centers

    A análise mostra que a demanda global por capacidade de data centers pode mais que triplicar até 2030, com uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de cerca de 22%. Nos Estados Unidos, a demanda por data centers pode crescer de 20% a 25% ao ano no mesmo período.

    Cerca de 70% da demanda projetada para 2030 virá de hiperescaladores (como AWS, Google Cloud e Azure), uma tendência já evidente nos recentes anúncios de parcerias entre gigantes da tecnologia e vários estados dos EUA para investir bilhões na construção de data centers de grande porte. Os hiperescaladores estão trabalhando na construção de grandes campi para capturar o valor da computação colocalizada (colocated compute), resultando em locais que frequentemente cobrem centenas de hectares.

Quatro tendências serão os principais impulsionadores dessa demanda:

• Crescimento da IA ​​e da computação de alto desempenho. A rápida evolução da tecnologia de IA resultou no desenvolvimento de grandes modelos de linguagem com recursos avançados de raciocínio (por exemplo, o GPT-4/5 da OpenAI) que são computacionalmente mais intensos do que as versões anteriores. Estima-se que a demanda liderada pela IA Gen-AI seja de cerca de 40% até 2030.

• O crescimento contínuo da migração para a nuvem e do software como serviço. A demanda por data centers nos Estados Unidos, proveniente da nuvem e de outros fatores não relacionados à IA, deverá crescer a uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 16% até 2023.

• A crescente digitalização dos serviços públicos. Prever-se um aumento nos serviços digitalizados em áreas como saúde, Departamento de Trânsito e identificação digital para residentes.

• Aceleração das tendências tecnológicas. Tendências como a Internet das Coisas e a implementação de redes 5G impulsionarão necessidades tecnológicas adicionais, como a computação de ponta.

    A crescente demanda está criando desafios de capacidade para os mercados primários, que já estão saturados de data centers. Um relatório recente da imobiliária CBRE mostra taxas de vacância recordes de 1,9% nos mercados primários de data centers em 2024. Por esse motivo, os hiperescaladores estão se voltando para mercados secundários, de alto potencial e emergentes.

Uma análise mais aprofundada das compensações

    A rápida expansão da capacidade dos data centers traz desafios significativos, especialmente para a infraestrutura pública. Os estados precisarão considerar cuidadosamente o seguinte:

• Dificuldades no fornecimento de energia. Espera-se que as necessidades de energia dos data centers nos Estados Unidos adicionem cerca de 460 terawatts-hora à demanda até 2030, três vezes o nível atual de consumo. Essa nova carga substancial nas redes regionais, especialmente em zonas com restrições, exigirá novas construções de fornecimento e expansão incremental da transmissão. Os cronogramas para o desenvolvimento dessa infraestrutura podem ser desafiadores para atender ao ritmo acelerado das demandas dos data centers. Além disso, a North American Electric Reliability Corporation prevê baixas margens de reserva e potenciais déficits de fornecimento em muitas regiões. Em alguns casos, a demanda incremental também está aumentando a tensão nas metas estaduais de descarbonização, complicando os esforços para equilibrar o crescimento com a sustentabilidade.

• Escassez de água. Os data centers precisam de muita água, o que pode sobrecarregar o abastecimento local. Um relatório recente da WestWater Research prevê que o consumo de água relacionado a data centers nos Estados Unidos deverá aumentar em 170% até 2030. Embora existam configurações de resfriamento de locais que dependem menos de água, elas exigem substancialmente mais energia e envolvem tecnologias menos consolidadas. Além disso, novas usinas de energia — especialmente usinas térmicas — que entram em operação para dar suporte a data centers têm suas próprias demandas significativas de água para resfriamento. Por exemplo, a prefeitura de Mesa, Arizona, propensa à seca, enfrentou grande resistência da comunidade quando aprovou a construção de um data center em hiperescala que requer mais de um milhão de galões de água por dia.

• Gargalos de recursos. A implantação de um data center exige recursos significativos de terra, mão de obra e equipamentos, que podem ser difíceis de obter em estados que já utilizam esses recursos. Encontrar talentos treinados especificamente para data centers e infraestrutura de energia associada pode ser um desafio quando esses profissionais realizam outros trabalhos de instalação elétrica e mecânica. Essas restrições de recursos podem ter um grande impacto na conclusão oportuna e na eficiência operacional de novos projetos de data center.

• Custos de oportunidade. Comprometer terras e recursos em projetos de longo prazo e de capital intensivo, como data centers, pode acarretar custos de oportunidade significativos. Existe o risco de excluir outros investimentos de alto impacto — como manufatura, desenvolvimento residencial e urbano — bem como capital para a construção de infraestrutura de transporte, como estradas. Além disso, os incentivos fiscais concedidos a empresas de data centers podem anular quaisquer ganhos, reforçando o argumento do custo de oportunidade.

• Risco de projetos arquivados. Apesar de todo o investimento, alguns hiperescaladores recuaram ou suspenderam alguns de seus compromissos com a construção de data centers de grande porte. Isso pode ser resultado de vários fatores, incluindo incerteza econômica, restrições de energia, atrasos em projetos de construção ou potencial excesso de oferta de capacidade. Além disso, as cargas de trabalho de IA e aprendizado de máquina estão impulsionando a demanda por projetos especializados de data centers, exigindo que os hiperescaladores reconsiderem os planos existentes. Todos esses fatores combinados destacam a complexidade da previsão precisa da demanda a médio e longo prazo. Por esse motivo, é importante planejar desde o início do processo mecanismos que compartilhem a responsabilidade por projetos inacabados.

• Reação negativa do consumidor. Os desafios listados aqui têm o potencial de gerar objeções dos consumidores ao desenvolvimento de data centers. Os governos terão que ponderar os custos e benefícios e, se prosseguirem, também ser proativos na comunicação dos benefícios às suas comunidades (como a criação de empregos além daqueles que trabalham nos próprios data centers).

    Cada estado precisará equilibrar os benefícios econômicos com seus custos específicos. Entender onde os benefícios econômicos atingem o ponto decrescente dos retornos marginais é um exercício analítico e estratégico. Ohio tem se apoiado em planejamento antecipado e parcerias público-privadas bem pensadas para tentar navegar por essas compensações, com algum sucesso. Ao longo de mais de uma década, Ohio quadruplicou sua capacidade de data center, e a Amazon Web Services anunciou recentemente um acréscimo de US$ 1 bilhão a uma expansão de US$ 10 bilhões em investimentos em data center em Ohio, estimada anteriormente.

    O governo, agências de desenvolvimento econômico, concessionárias de serviços públicos e grandes empresas de tecnologia se uniram em um forte programa de incentivos, investimentos em infraestrutura, treinamento de força de trabalho e programas de energia renovável. Ohio, por exemplo, ofereceu isenções parciais ou totais de impostos sobre vendas para empresas que fazem investimentos significativos em data centers (embora isso tenha gerado oposição pública). Alguns governos locais no estado também forneceram abatimentos de longo prazo no imposto predial.

    Para fornecer suporte de infraestrutura, a American Electric Power (AEP), que atende a região central de Ohio, iniciou uma ampla expansão de transmissão e estruturas de tarifas especiais para data centers. A parceria estratégica de US$ 2,82 bilhões da AEP planeja financiar milhares de quilômetros de novas linhas de transmissão em Ohio e estados vizinhos. Em novembro de 2024, a AEP anunciou planos para implantar até um gigawatt de células de combustível de óxido sólido da Bloom Energy em data centers — um acordo que visa fornecer energia de reserva imediata enquanto a rede é expandida.

    Para fortalecer as habilidades da força de trabalho local, Ohio firmou parcerias com organizações privadas para estabelecer iniciativas de treinamento, como o Programa STAR (Skilled Trades and Readiness) e programas de certificação de técnicos de data center oferecidos por hiperescaladores.

Dez conjuntos de perguntas para uma estratégia de data center vencedora

    Os estados precisarão abordar inúmeras considerações e planos ao construir ou expandir seus esforços de data center. Responder às seguintes perguntas pode ajudar a esclarecer seu caminho a seguir:

• Tendências do setor. Como serão os próximos cinco a dez anos de crescimento dos data centers? Quais players estão investindo e quais tecnologias estão impulsionando esse investimento? Como as necessidades de data centers evoluirão no futuro para construção, manutenção e reforma?

• Adequação estratégica. Como os data centers se alinham com os objetivos econômicos mais amplos do estado, como o desenvolvimento rural, o estabelecimento de um corredor de semicondutores ou a concretização da visão de um centro tecnológico?

• Modelos de parceria. Quais são os incentivos, mecanismos de coinvestimento e estruturas de governança adequados para garantir o sucesso? Como a parceria de investimento deve ser estruturada para atingir os objetivos econômicos estratégicos do estado, como o desenvolvimento rural e o crescimento empreendedor de pequenas e médias empresas?

• Estratégia de localização. Onde existem zonas de data center prontas para construção ou potenciais, com infraestrutura adequada e alinhamento com a comunidade? Como os locais de data centers existentes influenciam essas possíveis localizações futuras, de modo que o estado possa otimizar o uso de recursos, aumentar o apoio da comunidade e garantir o desenvolvimento equitativo em diferentes partes do estado, levando, em última análise, a construções mais sustentáveis ​​e bem-sucedidas?

• Administração responsável dos recursos locais. Quais são os limites de capacidade de energia, água e terra que podem sustentar de forma sustentável o crescimento dos data centers? Quão perto o estado está de atingir esses limites?

• Oportunidades intersetoriais. Que outras oportunidades podem existir para o crescimento de setores relacionados, como energia, gestão sustentável de recursos, equipamentos de refrigeração e telecomunicações?

• Modelo econômico integrado. Como tem sido o modelo econômico para o crescimento de data centers até o momento? Quais são os (outros) benefícios projetados (como empregos, impostos e crescimento) e os riscos (por exemplo, custos de serviços públicos e impacto ambiental)? Os incentivos fiscais estão compensando os ganhos a ponto de investimentos adicionais em data centers não serem mais benéficos para o estado?

• Estratégia de investimento. Como os estados devem planejar seus investimentos? Quais outras partes ou parceiros, como energia, serviços públicos e outros players do setor, também precisam investir? Qual é a estratégia de mão de obra mais adequada durante as fases de construção e manutenção para garantir a disponibilidade de uma força de trabalho qualificada e minimizar atrasos?

• Plano de engajamento comunitário. Como os estados podem engajar as comunidades locais para garantir o alinhamento com suas necessidades e prioridades? Existe comunicação transparente sobre os benefícios e potenciais impactos dos projetos de data centers? Quais estratégias estão em vigor para envolver as partes interessadas locais nos processos de tomada de decisão, abordar preocupações e construir confiança? Como criar oportunidades para o desenvolvimento da força de trabalho local, a participação de pequenas empresas e o investimento comunitário para garantir que o crescimento dos data centers se traduza em benefícios tangíveis para as comunidades vizinhas?

• Gestão de riscos de projetos inacabados e ativos ociosos. Como os estados e as concessionárias de serviços públicos podem mitigar o risco de ativos ociosos se o crescimento projetado na capacidade dos data centers não se concretizar? Os investimentos em infraestrutura devem ser escalonados, condicionais ou diversificados para equilibrar a urgência da expansão da capacidade com a incerteza da demanda a longo prazo?

Desenvolvimento tecnológico de uma civilização - A Escala de Kardashev

    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.

    A Agência Internacional de Energia (IEA) tem outra estimativa que corrobora a tendência de maior consumo de energia dos data centers. Segundo a instituição, eles consumiram 220-330 Terawatts-hora em 2021. Outro ponto de vista é pontuado pelo site Energy Post, que aponta a estimativa de 5 bilhões de usuários de internet ativos no mundo. Com a decolagem da IA, a demanda de energia deve ser ainda mais turbinada, na avaliação do site.

    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.

É o fim da Lei de Moore?

 

A Agência Internacional de Energia calcula que, em 2022, os datacenters consumiram cerca de 460 terawatt-horas — representando 2% da demanda global de eletricidade. Até 2026, esse número deve chegar a 4%. E o que está movimentando esses gigawatt-horas todos? O treinamento e uso de modelos de Inteligência Artificial.

A revolução dos semicondutores Por muito tempo, a chamada Lei de Moore previa a duplicação da capacidade de processamento dos chips a cada dois anos. Para entender um pouco essa lógica, a ideia é que com a mesma área os chips entreguem mais armazenamento, mais processamento e tenham seu custo proporcionalmente mais barato. Não é à toa que os semicondutores (basicamente , o material que compõem os chips) são a terceira commodity mais negociada no mundo, atrás apenas de petróleo e dos carros.

Pois bem, acontece que essa lógica está sendo questionada pelo mercado de semicondutores por conta do desenvolvimento da IA. Alguns líderes da indústria como Jensen Huang, da Nvidia, e Pat Gelsinger, da Intel, divergem sobre se a Lei de Moore ainda é válida. Tem gente, inclusive, apontando que ela já deu seus últimos passos.

Isso porque, com o aumento da complexidade dos chips para inteligência artificial (IA), o mercado começa a trazer uma série de desafios. Dentre eles, a escala dos chips que já está próxima dos limites físicos e, por outro lado, processadores avançados consomem cada vez mais energia.

E o que nem todo mundo compreende é que esse aumento de energia é finito. Para se ter uma ideia, o consumo de eletricidade em data centers, em 2022, respondeu por quase 2% da demanda global. O aumento do consumo energético nos próximos anos é uma preocupação, pois a indústria precisa equilibrar desempenho com sustentabilidade.

Veja o tamanho de apenas um data center do Google…

Uma tendência no setor é a especialização de chips para tarefas específicas, em vez de usar uma tecnologia de propósito geral, como uma CPU. Essa mudança vai ser bastante impulsionada pelo aumento da demanda por desempenho em IA, o que requer hardware customizado.

O futuro pós-Lei de Moore

Além disso, grandes empresas de tecnologia como Apple, Amazon, e Google estão desenvolvendo seus próprios chips personalizados para maximizar a eficiência de seu software específico. Esse modelo, que combina controle de hardware e software, aponta para um futuro onde a inovação é guiada pela especialização.

Uma das empresas que vem se destacando nesse quesito é, justamente, a Nvidia. A companhia norte-americana desenvolveu uma plataforma de software chamada CUDA, que funciona em conjunto com esses chips especializados. Mas, isso não significa que a companhia vai nadar de braçada já que há outros competidores entrando nessa jogada. Dentre eles, a Cerebras Systems, startup que desenvolve chips concorrentes — e promete um IPO blockbuster.

O futuro pós-Lei de Moore pode ser marcado por uma dependência maior de otimizações em software e arquitetura, ao invés de avanços na miniaturização. Esse novo paradigma de inovação promete criar um ecossistema mais diversificado e competitivo, embora provavelmente exija um trabalho mais árduo e customizado para sustentar os ganhos de desempenho dos últimos 50 anos.

O Brasil ficando mais distante dos países que sediam empresas do conhecimento

Estatísticas oficias divulgadas nesta terça-feira, 23 de julho, informaram que o consumo total de eletricidade na Irlanda em 2023 foi de aproximadamente 37 TWh, (TeraWatts-hora). Lembrando, em 2022 foi de 35,4 TWh e em 2021 de 32,65 TWh. O Brasil consumiu praticamente o dobro desse valor, 69,4 TWh em 2023, um crescimento 3,7% em relação a 2022. Se olharmos para a população dos dois países, o primeiro tem apenas 5,1 milhões de habitantes contra os 214 milhões existentes no Brasil. 

Esse rápido crescimento na Irlanda é devido ao aumento do número de data centers e empresas de tecnologia que estão operando no país e foi impulsionado por sua política de baixa tributação corporativa. Um modelo bem diferente do Taxadad em implantação no Brasil e que está expulsando as empresas de nosso País.

Os data centers estão consumindo mais de um quinto da eletricidade do país, ultrapassando o total do consumo de todas as residências urbanas irlandesas.

De acordo com o Escritório Central de Estatísticas da Irlanda (CSO), os data centers consumiram 21 por cento de todo o consumo de eletricidade medido em 2023, acima dos cinco por cento em 2015 e 18 por cento em 2022. Pela primeira vez, isso excedeu o consumo de eletricidade em residências urbanas: 18 por cento em 2023, abaixo dos 19 por cento do ano anterior. As famílias rurais foram responsáveis ​​por 10 por cento.

Até 2028, os data centers devem consumir quase 30% da eletricidade da Irlanda, de acordo com o relatório da Agência Internacional de Energia publicado em janeiro. Gigantes da tecnologia como Google, Meta, Amazon e TikTok já operam alguns dos mais de 80 data centers na Irlanda, com várias expansões ou novas instalações em andamento.

Elon Musk: AI will run out of electricity and transformers in 2025

Em uma sessão de perguntas e respostas para encerrar a conferência Bosch Connected World (fev/2024), Elon Musk falou sobre carros autônomos e robôs humanóides, e sugeriu o que vem a seguir da Tesla em veículos elétricos – mas ele claramente queria enviar o mais claro possível sinal também para a indústria: avançar na geração de energia limpa e fabricar o maior número possível de transformadores elétricos. Elon Musk disse:

"I've never seen any technology advance faster than this." The chip shortage may be behind us, but AI and EVs are expanding at such a rapacious rate that the world will face supply crunches in electricity and transformers next year."

"The artificial intelligence compute coming online appears to be increasing by a factor of 10 every six months. Like, obviously that cannot continue at such a high rate forever, or it'll exceed the mass of the universe, but I've never seen anything like it. The chip rush is bigger than any gold rush that's ever existed."

"I think we really are on the edge of probably the biggest technology revolution that has ever existed. You know, there's supposedly a Chinese curse: 'May you live in interesting times.' Well, we live in the most interesting of times. For a while, it was making me a bit depressed, frankly. I was like, 'Well, will they take over? Will we be useless?' But the way I reconciled myself to this question was: Would I rather be alive to see the AI apocalypse or not? I'm like, I guess I'd like to see this. It's not gonna be boring.

"The constraints on AI compute are very predictable... A year ago, the shortage was chips; neural net chips. Then, it was very easy to predict that the next shortage will be voltage step-down transformers. You've got to feed the power to these things. If you've got 100-300 kilovolts coming out of a utility and it's got to step down all the way to six volts, that's a lot of stepping down. 

"My not-that-funny joke is that you need transformers to run transformers. You know, the AI is like... There's this thing called a transformer in AI... I don't know, it's a combination of sort of neural nets... Anyway, they're running out of transformers to run transformers. 

"Then, the next shortage will be electricity. They won't be able to find enough electricity to run all the chips. I think next year, you'll see they just can't find enough electricity to run all the chips.

"The simultaneous growth of electric cars and AI, both of which need electricity, both of which need voltage transformers – I think, is creating a tremendous demand for electrical equipment and for electrical power generation."

Corroboram as afirmações de Musk, informações anteriores, divulgadas em 2023, sobre o início do funcionamento do Frontier e as projeções de outros supercomputadores, cada vez mais rápidos e com um elevado consumo de energia elétrica em suas instalações. Vejam no resumo a seguir.

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Os supercomputadores mais rápidos do mundo - o que vem por aí? 

Os cientistas começaram a realizar experiências na Frontier, a primeira máquina exaescala oficial do mundo, enquanto instalações em todo o mundo constroem outras máquinas para se juntarem às fileiras.

O supercomputador acima chama-se Frontier. Ele ocupa o espaço de duas quadras de tênis no Laboratório Nacional de Oak Ridge, nas colinas do leste do Tennessee, onde foi inaugurado em maio de 2022, segundo informações divulgadas em setembro de 2023. Desde então, os cientistas têm-se preparado para fabricar mais computadores incrivelmente rápidos: várias dessas máquinas deverão entrar em funcionamento nos EUA e na Europa ainda em 2024.

Nos EUA, os pesquisadores estão instalando atualmente duas máquinas: Aurora, no Laboratório Nacional Argonne, em Illinois, e El Capitan, no Laboratório Nacional Lawrence Livermore, na Califórnia. A Europa planeia implantar o seu primeiro supercomputador em exaescala, Júpiter, no final de 2024.

O Frontier usa aproximadamente 50.000 processadores, em comparação com os 16 ou 24 dos notebooks  mais poderosos. Consome 20 milhões de watts/h, em comparação com os 65 watts/h, aproximadamente, de um notebook. Custou US$ 600 milhões para ser construído.

A fome por mais poder computacional não termina. O Oak Ridge já está considerando a próxima geração de computadores. Estes teriam três a cinco vezes o poder computacional do Frontier. Mas surge um grande desafio: o enorme consumo energético. A energia que o Frontier consome, mesmo quando está ociosa, é suficiente para abastecer milhares de casas.

À medida que Oak Ridge constrói supercomputadores cada vez maiores, os engenheiros trabalharam para melhorar a eficiência das máquinas com inovações, incluindo um novo método de resfriamento. O Summit, o antecessor do Frontier que ainda funciona em Oak Ridge, gasta cerca de 10% do seu uso total de energia para se resfriar. Em comparação, 3% a 4% do consumo de energia da Frontier é para refrigeração. Essa melhoria veio do uso de água em temperatura ambiente para resfriar o supercomputador, em vez de água gelada, afirmou o chefe do Laboratório.