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Le GPU guidano il futuro dell'informatica

Hamish Chamberlayne, Responsabile azioni sostenibili globali, e Richard Clode, gestore di portafoglio Technology Equities, si confrontano su come questo minuscolo chip grafico stia rivestendo un ruolo fondamentale nella trasformazione digitale globale.

Hamish Chamberlayne, CFA

Hamish Chamberlayne, CFA

Responsabile delle azioni sostenibili globali | Gestore di portafoglio


Richard Clode, CFA

Richard Clode, CFA

Gestore di portafoglio


8 settembre 2022
7 minuti di lettura

In sintesi

  • Le GPU utilizzano l'energia in modo più intelligente, riducendo il notevole carico energetico dell'elaborazione ad alte prestazioni nei centri dati
  • Le GPU, fondamentali nell'addestramento dei modelli di intelligenza artificiale (AI) e deep learning, hanno un ruolo cruciale nella trasformazione digitale dei processi e delle imprese.
  • Riteniamo che il passaggio a un modello di business a basse emissioni di carbonio sia determinante per il successo di lungo termine e che sarà la tecnologia a consentire questo cambiamento.

Le unità di elaborazione grafica (GPU) sono alla base del futuro dell'informatica. Progettata per l'elaborazione parallela, una GPU è una scheda elettronica specializzata che collabora con il cervello del computer, l'unità di elaborazione centrale (CPU), per migliorare le prestazioni di calcolo. Se state leggendo questo articolo da un dispositivo elettronico, è probabile che sia una GPU ad alimentare lo schermo.

Sebbene inizialmente le GPU fossero usate per la computer grafica e l'elaborazione di immagini per l'informatica personale e aziendale, il caso d'uso si è notevolmente ampliato e la tecnologia si è evoluta. La legge di Moore, in base alla quale il numero di transistor in un circuito integrato raddoppia ogni due anni, mentre il costo del calcolo si dimezza, ha democratizzato l'uso delle GPU rendendole meno costose e più facilmente disponibili, agevolandone l'adozione in diversi settori. Oggi, le GPU ad alte prestazioni hanno un ruolo centrale in molte applicazioni tecnologiche diverse e costituiranno la base delle piattaforme di calcolo di nuova generazione.

Il potere del parallelismo: applicazioni nell'IA e nel deep learning

Le GPU sono costruite allo scopo di gestire contemporaneamente grossi carichi di lavoro, aumentare l'efficienza di calcolo e migliorare le prestazioni informatiche generali. Sicuramente utili per gli utenti finali, come i gamer, che apprezzano la computer grafica in tempo reale di elevata qualità, trovano applicazione anche in ambiti più professionali.

La capacità delle GPU di elaborare grandi blocchi di dati in parallelo le rende la soluzione ottimale per l'addestramento di modelli di intelligenza artificiale (IA) e di deep learning, che richiedono l'elaborazione parallela intensiva di centinaia di migliaia di reti neurali contemporaneamente. Le applicazioni del deep learning sono ampie, dall'abilitazione dei servizi web al miglioramento dei veicoli autonomi e della ricerca medica.

Come possono essere usate le GPU per l'individuazione di malattie genetiche? I tradizionali metodi per l'individuazione di varianti genetiche associate a una malattia specifica sono lunghi e complessi: gli esperti devono passare al setaccio l'intero DNA di una persona, pari a tre miliardi di coppie di basi, per trovare la singola variazione che causa la malattia. Tuttavia, la Stanford University School of Medicine ha dimostrato che l'uso del deep learning basato su GPU potrebbe ridurre i tempi di diagnosi da sei/otto settimane a sole 7,5 ore. Nel trattamento di pazienti affetti da malattie gravi, questo risparmio di tempo potrebbe salvare delle vite, dimostrando il potenziale impatto positivo.1

La digitalizzazione guida la carbonizzazione

Sebbene le GPU abbiano già avuto un impatto positivo su problematiche del mondo reale, la possibilità di dare forma all'innovazione in tutti i settori non è ancora stata completamente esplorata. Le applicazioni dell'IA e del deep learning sono fondamentali per dare vita a un futuro digitale di successo, e questo sta già in parte avvenendo grazie all'affermazione della tendenza alla digitalizzazione. È importante sottolineare che questa tendenza sta avendo effetti in tutti i settori e, di conseguenza, disporre di capacità tecnologiche efficienti e potenti è essenziale in un contesto in cui le imprese stanno iniziando la loro trasformazione digitale.

Sul piano dell'impatto, riteniamo che la digitalizzazione abbia un ruolo positivo nello sviluppo economico e nell'emancipazione sociale, e crediamo anche che sia fortemente allineata alla decarbonizzazione. Le "crepe" della digitalizzazione rompono il guscio delle funzioni analogiche tradizionali, favorendo la trasparenza dei dati e dotando le imprese e le persone delle conoscenze necessarie a prendere decisioni consapevoli sul consumo, la produzione e la riduzione in base ai loro comportamenti. Ad esempio, l'ambizioso proposito di ridurre le emissioni di carbonio e raggiungere gli obiettivi climatici può contare sull'estrazione, la trasformazione e l'analisi dei dati per stabilire la migliore linea d'azione.

Stiamo già assistendo alla penetrazione della digitalizzazione e al superamento delle tecniche tradizionali: i produttori integrano la tecnologia nei processi industriali per ottimizzare la produzione, i gestori di edifici usano la tecnologia intelligente e l'analisi dei dati per garantire che l'energia venga consumata solo quando è necessario e i sistemi di trasporto intelligente analizzano il traffico dei dati per ridurre le congestioni, il consumo di carburante e le emissioni. In altri ambiti, molti servizi digitali hanno iniziato a sostituire i metodi tradizionali, che spesso comportano un maggior consumo di energia: le riunioni online, ad esempio, limitano i viaggi di lavoro, riducendo l'impronta di carbonio a livello globale.

L'alimentazione della tecnologia ha un costo?

Uno degli aspetti più critici della trasformazione digitale globale è la quantità di energia necessaria per l'elaborazione ad alte prestazioni. È importante che prendiamo atto del reale costo energetico della tecnologia, e di cosa possiamo fare per ridurre il consumo energetico globale.

Molti credono erroneamente che un'intensificazione dell'uso dei centri dati equivalga a un aumento della domanda di energia. Secondo l'Agenzia internazionale per l'energia (AIE), l'impiego di energia nei centri dati è rimasto stabile nonostante l'esplosione della domanda di centri dati e del traffico internet – grafico 1. Questa disparità è dovuta all'efficienza dei sistemi e dei processi. Le GPU riducono al minimo il significativo carico energetico del calcolo ad alte prestazioni sui data center. Per le applicazioni IA, alcune GPU possono garantire un'efficienza energetica fino a 42 volte superiore rispetto alle CPU tradizionali. Allo stesso tempo, alcuni data centre iperscalabili basati su GPU utilizzano solo il 2% dello spazio rack, il che li rende più efficienti in termini di spazio rispetto ai sistemi basati su CPU. 2 In breve, le GPU hanno una marcia in più. Consentendo un uso più intelligente dell'energia, contribuiscono in parte a ridurne al minimo i consumi.

Grafico 1: l'uso dell'energia nei centri dati resta invariato

Fonte: AIE, Global trends in internet traffic, data centres workloads and data centre energy use, 2010-2020, AIE, Parigi https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/global-trends-in-internet-traffic-data-centres-workloads-and-data-centre-energy-use-2010-2020

Il percorso verso lo zero netto

Come tutti i settori, anche quello tecnologico dovrà fare la sua parte per contrastare il cambiamento climatico globale e ridurre la sua impronta ambientale, con l'obiettivo di raggiungere l'azzeramento netto delle emissioni. Nel 2020, l'Agenzia internazionale per l'energia (AIE) ha pubblicato il suo Tracking Clean Energy Progress annuale, che riferisce in merito alle tecnologie e ai settori energetici principali che hanno un ruolo cruciale per il rallentamento del riscaldamento globale. Su 46 settori, l'AIE ha citato i data centre e le reti di trasmissioni di dati come uno dei soli sei settori che si stanno avvicinando all'obiettivo di uno scenario di sviluppo sostenibile. Tuttavia, l'impennata dell'utilizzo di internet a livello globale durante il COVID-19, guidata dall'aumento di video e conferenze in streaming, dei giochi online e dei social network, ha declassato il giudizio a “servono maggiori sforzi” nel rapporto del 2021.3

Nonostante questa battuta d'arresto, riteniamo che tenere alta l'attenzione sul miglioramento costante dell'efficienza nelle infrastrutture dei centri dati sia cruciale per raggiungere gli obiettivi di azzeramento netto, consolidando il ruolo che le GPU svolgono nel creare un mondo digitalizzato sostenibile.

Le implicazioni etiche dell'IA

Sebbene l'impiego su vasta scala dell'IA comporti molti vantaggi, la diffusione dell'adozione di questa tecnologia presenta molti rischi sul piano etico.

Nei casi in cui l'IA è meno costosa, più veloce e intelligente dell'uomo, può essere usata per sostituire l'attuale forza lavoro: i chatbot hanno sostituito il personale dei call centre grazie alla capacità dell'IA di elaborare il linguaggio naturale, molti operai sono stati sostituiti da macchinari automatizzati e presto i robotaxi potrebbero prendere il posto dei conducenti. Siamo consapevoli dell'impatto che questo potrebbe avere sull'occupazione, soprattutto in aree a elevata concentrazione, e crediamo che sia fondamentale tenere conto delle possibili conseguenze di lungo termine sulla società. Tuttavia, ravvisiamo anche un vantaggio nel cedere all'IA alcuni ruoli lavorativi monotoni. Liberando capitale umano, le persone hanno l'opportunità di assumere ruoli più appaganti che l'IA non potrebbe svolgere, come la formazione personale, il design creativo e l'insegnamento. A nostro avviso sarebbe un arricchimento per le società.

È importante anche prendere atto dell'eventualità che la tecnologia possa essere usata per scopi discutibili. Recentemente il governo degli Stati Uniti ha limitato le esportazioni verso la Cina di chip GPU di fascia alta prodotte da nVIDIA, nel tentativo di impedire ad alcune aziende cinesi di acquistare le GPU per consentire il controllo di massa, soprattutto sui musulmani uiguri. Siamo pienamente favorevoli alle restrizioni volte a ridurre potenziali minacce etiche verso la società.

Alcune imprese, tra cui nVIDIA, hanno anche adottato un quadro etico per mettere in atto i principi di "IA affidabile" nell'ecosistema dei prodotti dell'azienda. Riteniamo che sia molto importante mettere i principi etici al centro della progettazione e dello sviluppo del prodotto per imprimere un cambiamento positivo e favorire la trasparenza nello sviluppo dell'intelligenza artificiale.

Conclusioni

La digitalizzazione è la base del nostro futuro. Partendo da umili origini, la GPU si è evoluta in uno dei più importanti facilitatori dell'innovazione e della trasformazione digitale della società. Crediamo inoltre che i computer di prossima generazione saranno fondamentali per raggiungere gli obiettivi di sostenibilità globale. L'analisi delle singole aziende ci induce a ritenere che il passaggio a un modello di business a basse emissioni di carbonio sia determinante per il successo di lungo termine e che sarà la tecnologia a consentire questo cambiamento.

 

Note

1 Blog Nvidia, "World Record-Setting DNA Sequencing Technique Helps Clinicians Rapidly Diagnose Critical Care Patients", 2022

2 Nvidia, Corporate Social Responsibility Report, 2021

3 Agenzia internazionale per l'energia, Tracking Clean Energy Progress Report, 2022

Deep learning: consiste nell'introdurre in un sistema informatico una grande quantità di dati, che possono essere usati per prendere decisioni su altri dati. I dati vengono forniti attraverso reti neurali, costruzioni logiche che pongono una serie di domande binarie vere o false o estraggono un valore numerico da tutti i dati che le attraversano, e li classificano in base alle risposte ricevute.

 

Queste sono le opinioni dell'autore al momento della pubblicazione e possono differire da quelle di altri soggetti/team di Janus Henderson Investors. Eventuali titoli, fondi, settori e indici citati nel presente articolo non costituiscono né fanno parte di alcuna offerta o invito all'acquisto o alla vendita.

 

Le performance passate non sono indicative dei rendimenti futuri. Tutti i dati dei rendimenti includono sia il reddito che le plusvalenze o le eventuali perdite ma sono al lordo dei costi delle commissioni dovuti al momento dell'emissione.

 

Le informazioni contenute in questo articolo non devono essere intese come una guida all'investimento.

 

Comunicazione di Marketing.

 

Glossario

 

 

 

 

Informazioni importanti

Si prega di leggere attentamente le seguenti informazioni sui fondi citati in questo articolo.

Janus Henderson Horizon Fund (il “Fondo”) è una SICAV lussemburghese costituita il 30 maggio 1985 e gestita da Janus Henderson Investors Europe S.A. Janus Henderson Investors Europe S.A. può decidere di risolvere gli accordi di commercializzazione di questo Organismo d'investimento collettivo del risparmio in conformità alla normativa applicabile. Questa è una comunicazione di marketing. Consultare il prospetto dell’OICVM e il KIID prima di prendere qualsiasi decisione finale di investimento.
    Specific risks
  • Le Azioni/Quote possono perdere valore rapidamente e normalmente implicano rischi più elevati rispetto alle obbligazioni o agli strumenti del mercato monetario. Di conseguenza il valore del proprio investimento potrebbe diminuire.
  • Le azioni di società a piccola e media capitalizzazione possono presentare una maggiore volatilità rispetto a quelle di società più ampie e talvolta può essere difficile valutare o vendere tali azioni al momento e al prezzo desiderati, il che aumenta il rischio di perdite.
  • Un Fondo che presenta un’esposizione elevata a un determinato paese o regione geografica comporta un livello maggiore di rischio rispetto a un Fondo più diversificato.
  • Questo Fondo può avere un portafoglio particolarmente concentrato rispetto al suo universo d’investimento o altri fondi del settore. Un evento sfavorevole riguardante anche un numero ridotto di partecipazioni potrebbe creare una notevole volatilità o perdite per il Fondo.
  • Il Fondo si attiene a un approccio d’investimento sostenibile, il che potrebbe condurlo ad essere sovrappesato e/o sottopesato in alcuni settori e pertanto ad ottenere performance diverse da quelli di fondi con obiettivi analoghi, ma che non si avvalgono di criteri d’investimento sostenibile per la selezione dei titoli.
  • Il Fondo potrebbe usare derivati al fine di ridurre il rischio o gestire il portafoglio in modo più efficiente. Ciò, tuttavia, comporta rischi aggiuntivi, in particolare il rischio che la controparte del derivato non adempia ai suoi obblighi contrattuali.
  • Qualora il Fondo detenga attività in valute diverse da quella di base del Fondo o l'investitore detenga azioni o quote in un'altra valuta (a meno che non siano "coperte"), il valore dell'investimento potrebbe subire le oscillazioni del tasso di cambio.
  • Se il Fondo, o una sua classe di azioni con copertura, intende attenuare le fluttuazioni del tasso di cambio tra una valuta e la valuta di base, la stessa strategia di copertura potrebbe generare un effetto positivo o negativo sul valore del Fondo, a causa delle differenze di tasso d’interesse a breve termine tra le due valute.
  • I titoli del Fondo potrebbero diventare difficili da valutare o da vendere al prezzo e con le tempistiche desiderati, specie in condizioni di mercato estreme con il prezzo delle attività in calo, aumentando il rischio di perdite sull'investimento.
  • Il Fondo potrebbe perdere denaro se una controparte con la quale il Fondo effettua scambi non fosse più intenzionata ad adempiere ai propri obblighi, o a causa di un errore o di un ritardo nei processi operativi o di una negligenza di un fornitore terzo.
Janus Henderson Horizon Fund (il “Fondo”) è una SICAV lussemburghese costituita il 30 maggio 1985 e gestita da Janus Henderson Investors Europe S.A. Janus Henderson Investors Europe S.A. può decidere di risolvere gli accordi di commercializzazione di questo Organismo d'investimento collettivo del risparmio in conformità alla normativa applicabile. Questa è una comunicazione di marketing. Consultare il prospetto dell’OICVM e il KIID prima di prendere qualsiasi decisione finale di investimento.
    Specific risks
  • Le Azioni/Quote possono perdere valore rapidamente e normalmente implicano rischi più elevati rispetto alle obbligazioni o agli strumenti del mercato monetario. Di conseguenza il valore del proprio investimento potrebbe diminuire.
  • Le azioni di società a piccola e media capitalizzazione possono presentare una maggiore volatilità rispetto a quelle di società più ampie e talvolta può essere difficile valutare o vendere tali azioni al momento e al prezzo desiderati, il che aumenta il rischio di perdite.
  • Un Fondo che presenta un’esposizione elevata a un determinato paese o regione geografica comporta un livello maggiore di rischio rispetto a un Fondo più diversificato.
  • Il Fondo si concentra su determinati settori o temi d’investimento e potrebbe risentire pesantemente di fattori quali eventuali variazioni ai regolamenti governativi, una maggiore competizione nei prezzi, progressi tecnologici ed altri eventi negativi.
  • Il Fondo si attiene a un approccio d’investimento sostenibile, il che potrebbe condurlo ad essere sovrappesato e/o sottopesato in alcuni settori e pertanto ad ottenere performance diverse da quelli di fondi con obiettivi analoghi, ma che non si avvalgono di criteri d’investimento sostenibile per la selezione dei titoli.
  • Il Fondo potrebbe usare derivati al fine di ridurre il rischio o gestire il portafoglio in modo più efficiente. Ciò, tuttavia, comporta rischi aggiuntivi, in particolare il rischio che la controparte del derivato non adempia ai suoi obblighi contrattuali.
  • Qualora il Fondo detenga attività in valute diverse da quella di base del Fondo o l'investitore detenga azioni o quote in un'altra valuta (a meno che non siano "coperte"), il valore dell'investimento potrebbe subire le oscillazioni del tasso di cambio.
  • Se il Fondo, o una sua classe di azioni con copertura, intende attenuare le fluttuazioni del tasso di cambio tra una valuta e la valuta di base, la stessa strategia di copertura potrebbe generare un effetto positivo o negativo sul valore del Fondo, a causa delle differenze di tasso d’interesse a breve termine tra le due valute.
  • I titoli del Fondo potrebbero diventare difficili da valutare o da vendere al prezzo e con le tempistiche desiderati, specie in condizioni di mercato estreme con il prezzo delle attività in calo, aumentando il rischio di perdite sull'investimento.
  • Il Fondo potrebbe perdere denaro se una controparte con la quale il Fondo effettua scambi non fosse più intenzionata ad adempiere ai propri obblighi, o a causa di un errore o di un ritardo nei processi operativi o di una negligenza di un fornitore terzo.
Janus Henderson Horizon Fund (il “Fondo”) è una SICAV lussemburghese costituita il 30 maggio 1985 e gestita da Janus Henderson Investors Europe S.A. Janus Henderson Investors Europe S.A. può decidere di risolvere gli accordi di commercializzazione di questo Organismo d'investimento collettivo del risparmio in conformità alla normativa applicabile. Questa è una comunicazione di marketing. Consultare il prospetto dell’OICVM e il KIID prima di prendere qualsiasi decisione finale di investimento.
    Specific risks
  • Le Azioni/Quote possono perdere valore rapidamente e normalmente implicano rischi più elevati rispetto alle obbligazioni o agli strumenti del mercato monetario. Di conseguenza il valore del proprio investimento potrebbe diminuire.
  • Un Fondo che presenta un’esposizione elevata a un determinato paese o regione geografica comporta un livello maggiore di rischio rispetto a un Fondo più diversificato.
  • Il Fondo si concentra su determinati settori o temi d’investimento e potrebbe risentire pesantemente di fattori quali eventuali variazioni ai regolamenti governativi, una maggiore competizione nei prezzi, progressi tecnologici ed altri eventi negativi.
  • Questo Fondo può avere un portafoglio particolarmente concentrato rispetto al suo universo d’investimento o altri fondi del settore. Un evento sfavorevole riguardante anche un numero ridotto di partecipazioni potrebbe creare una notevole volatilità o perdite per il Fondo.
  • Il Fondo potrebbe usare derivati al fine di ridurre il rischio o gestire il portafoglio in modo più efficiente. Ciò, tuttavia, comporta rischi aggiuntivi, in particolare il rischio che la controparte del derivato non adempia ai suoi obblighi contrattuali.
  • Qualora il Fondo detenga attività in valute diverse da quella di base del Fondo o l'investitore detenga azioni o quote in un'altra valuta (a meno che non siano "coperte"), il valore dell'investimento potrebbe subire le oscillazioni del tasso di cambio.
  • Se il Fondo, o una sua classe di azioni con copertura, intende attenuare le fluttuazioni del tasso di cambio tra una valuta e la valuta di base, la stessa strategia di copertura potrebbe generare un effetto positivo o negativo sul valore del Fondo, a causa delle differenze di tasso d’interesse a breve termine tra le due valute.
  • I titoli del Fondo potrebbero diventare difficili da valutare o da vendere al prezzo e con le tempistiche desiderati, specie in condizioni di mercato estreme con il prezzo delle attività in calo, aumentando il rischio di perdite sull'investimento.
  • Il Fondo potrebbe perdere denaro se una controparte con la quale il Fondo effettua scambi non fosse più intenzionata ad adempiere ai propri obblighi, o a causa di un errore o di un ritardo nei processi operativi o di una negligenza di un fornitore terzo.
Janus Henderson Horizon Fund (il “Fondo”) è una SICAV lussemburghese costituita il 30 maggio 1985 e gestita da Janus Henderson Investors Europe S.A. Janus Henderson Investors Europe S.A. può decidere di risolvere gli accordi di commercializzazione di questo Organismo d'investimento collettivo del risparmio in conformità alla normativa applicabile. Questa è una comunicazione di marketing. Consultare il prospetto dell’OICVM e il KIID prima di prendere qualsiasi decisione finale di investimento.
    Specific risks
  • Le Azioni/Quote possono perdere valore rapidamente e normalmente implicano rischi più elevati rispetto alle obbligazioni o agli strumenti del mercato monetario. Di conseguenza il valore del proprio investimento potrebbe diminuire.
  • Le azioni di società a piccola e media capitalizzazione possono presentare una maggiore volatilità rispetto a quelle di società più ampie e talvolta può essere difficile valutare o vendere tali azioni al momento e al prezzo desiderati, il che aumenta il rischio di perdite.
  • Il Fondo si attiene a un approccio d’investimento sostenibile, il che potrebbe condurlo ad essere sovrappesato e/o sottopesato in alcuni settori e pertanto ad ottenere performance diverse da quelli di fondi con obiettivi analoghi, ma che non si avvalgono di criteri d’investimento sostenibile per la selezione dei titoli.
  • Il Fondo potrebbe usare derivati al fine di ridurre il rischio o gestire il portafoglio in modo più efficiente. Ciò, tuttavia, comporta rischi aggiuntivi, in particolare il rischio che la controparte del derivato non adempia ai suoi obblighi contrattuali.
  • Qualora il Fondo detenga attività in valute diverse da quella di base del Fondo o l'investitore detenga azioni o quote in un'altra valuta (a meno che non siano "coperte"), il valore dell'investimento potrebbe subire le oscillazioni del tasso di cambio.
  • Se il Fondo, o una sua classe di azioni con copertura, intende attenuare le fluttuazioni del tasso di cambio tra una valuta e la valuta di base, la stessa strategia di copertura potrebbe generare un effetto positivo o negativo sul valore del Fondo, a causa delle differenze di tasso d’interesse a breve termine tra le due valute.
  • I titoli del Fondo potrebbero diventare difficili da valutare o da vendere al prezzo e con le tempistiche desiderati, specie in condizioni di mercato estreme con il prezzo delle attività in calo, aumentando il rischio di perdite sull'investimento.
  • Il Fondo potrebbe perdere denaro se una controparte con la quale il Fondo effettua scambi non fosse più intenzionata ad adempiere ai propri obblighi, o a causa di un errore o di un ritardo nei processi operativi o di una negligenza di un fornitore terzo.