Πέρα από τις ευρέως διαδεδομένες ανησυχίες, όπως η ασφάλεια της τεχνητής νοημοσύνης ή το μέλλον της εργασίας και της δημιουργικότητας, η τεχνητή νοημοσύνη είναι ένα από τα πιο ενεργοβόρα σύγχρονα εγχειρήματα πληροφορικής. Ο πλανήτης, που ανησυχεί για τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα, μπορεί να μην είναι έτοιμος.
Τα data centers που χρησιμοποιούνται για την εκπαίδευση και τη λειτουργία αυτών των μοντέλων απαιτούν τεράστιες ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας. Το GPT-4, για παράδειγμα, χρειαζόταν πάνω από 50 γιγαβατώρες, δηλαδή περίπου το 0,02% της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγει η Καλιφόρνια σε ένα χρόνο, και 50 φορές περισσότερο από την ποσότητα που χρειάστηκε για την εκπαίδευση του GPT-3.
Καθώς η τεχνητή νοημοσύνη χρησιμοποιείται σε όλους και περισσότερους κλάδους, η ενεργειακή ζήτηση θα αυξηθεί. Όταν η τεχνητή νοημοσύνη χρειάζεται περισσότερο πειραματισμό και περισσότερα δεδομένα, τότε το πρόβλημα αυτό εντείνεται και άλλο.
Τα data centers και τα δίκτυα μεταφοράς είναι ο βασικός “καταναλωτής” ενέργειας σε πάγκοσμιο επίπεδο.
Αυτή τη στιγμή, αποτελούν το 3% της παγκόσμιας κατανάλωσης, εκπέμποντας τόσο CO2 όσο η Βραζιλία. Οι αυξανόμενες ενεργειακές απαιτήσεις δεν δείχνουν σημάδια επιβράδυνσης, καθώς η κατανάλωση θα μπορούσε να αυξηθεί από 460 τεραβατώρες το 2022 σε 1000 τεραβατώρες το 2026.
Μόνο στις Ηνωμένες Πολιτείες, η αύξηση της ζήτησης ενέργειας λόγω των data centers αναμένεται να αυξηθεί από 200 twh από το 2022 σε 260 twh το 2026, που ισοδυναμεί με το 6% της συνολικής χρήσης ενέργειας σε ολόκληρη τη χώρα. Oι ενεργειακές ανάγκες των data centers αναμένεται να διπλασιαστούν μέχρι το 2030.
To ζήτημα γίνεται ακόμα πιο δύσκολο εξαιτίας της γεωγραφικής διασποράς των data centers. Όπως συμβαίνει στον βιομηχανικό κόσμο, τα data centers συγκεντρώνονται ομαδικά σε περιοχές. Η γρήγορη κατασκευή τους σε συνδυασμό με την ικανότητά τους να είναι οικονομικά βιώσιμα σχεδόν οπουδήποτε σημαίνει ότι νέα ενεργειακά προβλήματα αναδύονται ραγδαία σε μέρη όπου δεν αναμενόταν.
Η Βόρεια Βιρτζίνια έχει γίνει ο μεγαλύτερος κόμβος data centers στον κόσμο. Στην περιοχή τα data centers καταλαμβάνουν έκταση 51 εκατ. τετραγωνικά πόδια και καταναλώνουν ηλεκτρική ενέργεια που αντιστοιχεί σε 800.000 σπίτια. Αυτή η πίεση στο δίκτυο παροχής ηλεκτρικής ενέργειας δημιουργεί επικίνδυνες διακυμάνσεις στη ζήτηση που απειλούν τις ενεργειακές υποδομές.
Καθώς οι εταιρείες επεκτείνουν τη χρήση της τεχνητής νοημοσύνης πέρα από τα μεγάλα γλωσσικά μοντέλα, αναμένεται ότι η χρήση ηλεκτρικής ενέργειας από πολλές μεμονωμένες εταιρείες θα αυξηθεί.
Συνέπεια δεν είναι μόνο ότι κατασκευάζονται περισσότερα data centers, αλλά ότι αυτά καταναλώνουν περισσότερη ενέργεια. Ένα ράφι με παραδοσιακούς servers σε ένα data center καταναλώνει 7 κιλοβάτ ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ ένα ράφι με servers τεχνητης νοημοσύνης, με αυξημένη επεξεργαστική ισχύ, χρησιμοποιεί 30-100 κιλοβάτ.
Η Nvidia, η ηγέτιδα δύναμη στην αγορά servers τεχνητής νοημοσύνης, πούλησε 100.000 μονάδες πέρυσι που αναμένεται να καταναλώνουν 7,3 φορές περισσότερη ενέργεια σε ετήσια βάση.
Μπορεί η υπολογιστική απόδοση να ακολουθεί το νόμο του Koomey, με την ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την εκτέλεση ενός συγκεκριμένου όγκου υπολογισμών να μειώνεται κατά το ήμισυ κάθε δυόμισι χρόνια, αλλά τα data centers παρουσιάζουν τα δικά τους εμπόδια ακόμη και σε αυτό το σενάριο.
Για παράδειγμα, καθώς οι επεξεργαστές δεδομένων γίνονται πιο αποδοτικοί, θερμαίνονται περισσότερο. Αυτό σημαίνει πρόσθετη ενέργεια και υδάτινους πόρους που πρέπει να διοχετευθούν στα συστήματα ψύξης, με την Google και τη Microsoft να καταναλώνουν συνολικά 32 δισ. λίτρα νερού στα data centers τους το 2022.
Για να ανταποκριθούν σε αυτό το επίπεδο κατανάλωσης, οι Ηνωμένες Πολιτείες πρέπει να χρησιμοποιήσουν προσεκτικά τους πόρους τους.
Προς το παρόν, οι μεγάλες επιχειρήσεις που είναι υπεύθυνες για τον πολλαπλασιασμό των data centers, όπως η Microsoft, προσπαθούν να αντισταθμίσουν τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας κατασκευάζοντας αιολικά και ηλιακά πάρκα για να τους παρέχουν ενέργεια.
Αν και αυτό είναι μια καλή αρχή, πρόκειται για διαλείπουσες πηγές ενέργειας και τα data centers θα εξακολουθούν να χρειάζονται ενέργεια για να συνεχίσουν την επεξεργασία όταν δεν φυσάει ο άνεμος και δεν λάμπει ο ήλιος.
Οποιαδήποτε λύση στο πρόβλημα χρήσης που δημιουργούν τα data centers πρέπει να αντιμετωπίσει την πίεση που θα ασκηθεί στο δίκτυο με το οποίο συνδέονται. Το αμερικανικό ηλεκτρικό δίκτυο είναι ήδη επιβαρυμένο λόγω της αυξημένης βιομηχανικής παραγωγής, η οποία ενισχύεται από τον επαναπατρισμό επιχειρήσεων του μεταποιητικού κλάδου, ο οποίος αναμένεται να συνεχιστεί.
Τα ηλεκτρικά οχήματα, τα οποία γίνονται όλο και πιο δημοφιλή στις Ηνωμένες Πολιτείες, απαιτούν μεγάλη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας για τη φόρτιση τους. Τα ηλεκτρικά οχήματα αναμένεται να προσθέσουν 38% στην εγχώρια ζήτηση ενέργειας έως το 2035. Τα μισά οχήματα που θα πωληθούν έως τότε εκτιμάται πως θα είναι ηλεκτρικά. Ο κίνδυνος που ενέχουν αυτοί οι παράγοντες έχει ήδη φανεί, καθώς το Τέξας, μια πολιτεία που φιλοξενεί πολλές εταιρείες τεχνολογίας και data centers, έχει δει αυξήσεις τιμών στο ρεύμα, ενώ δεν λείπουν και οι διακοπές στην ηλεκτροδότηση.
Για να απολαμβάνουν άφθονη, προσιτή και σταθερή ενέργεια, η βιομηχανία τεχνητής νοημοσύνης και οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας που την εξυπηρετούν πρέπει να στραφούν προς το φυσικό αέριο και τις δυνατότητες της πυρηνικής ενέργειας για την κάλυψη της υψηλής ενεργειακής ζήτησης, εκτός από την κατασκευή ηλιακών και αιολικών πάρκων.
Τα data centers τεχνητής νοημοσύνης στο εξωτερικό μπορούν να στραφούν προς την ηλεκτρική ενέργεια που τροφοδοτείται από το LNG των ΗΠΑ. Όσοι έχουν γνώση επί του θέματος συμφωνούν.
Ο CEO της OpenAI, Sam Altman, έχει εκφράσει τις ανησυχίες του σχετικά με την ικανότητα της τρέχουσας τεχνολογίας καθαρής ενέργειας και μπαταριών να δώσει ώθηση στην ανάπτυξη της τεχνητής νοημοσύνης, δηλώνοντας ότι θα χρειαστούν ανακαλύψεις για να εξεταστούν ως επιλογή.
Οι ΗΠΑ μπορούν να αναβαθμίσουν την υποδομή του δικτύου τους για να συμβαδίσουν με τις εξελίξεις. Η κατασκευή νέων γραμμών μεταφοράς έχει μειωθεί από 4.000 μίλια το 2013 σε περίπου 1.000 μίλια ετησίως σήμερα, ενώ οι βιομηχανίες και τα νοικοκυριά της χώρας χρειάζονται περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια για να λειτουργήσουν.
Η πρόσθετη ικανότητα παραγωγής ενέργειας σημαίνει πολύ λίγα όταν οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας δεν μπορούν να αυξήσουν την παροχή ενέργειας.
Η τεχνητή νοημοσύνη είναι το μέλλον της ανθρωπότητας και της οικονομίας. Εάν οι Ηνωμένες Πολιτείες δεν είναι σε θέση να ανταποκριθούν στην ανάπτυξή της, αναπόφευκτα θα μείνουν πίσω από τους ανταγωνιστές τους, όπως η Κίνα.
Καθώς η τεχνολογία αυτή αποτελεί μια νέα πρόκληση για την ικανότητα της χώρας να παράγει και να μεταφέρει ενέργεια, η πυρηνική ενέργεια, το φυσικό αέριο και οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας έχουν ρόλο στην ανάπτυξη των υποδομών της χώρας.
Για να γίνει αυτό, οι υπεύθυνοι χάραξης πολιτικής και κορυφαίοι επιχειρηματίες πρέπει να μην εστιάζουν σε βραχυπρόθεσμες λύσεις και να μειώσουν τα εμπόδια στη χρήση όλων των ενεργειακών πόρων που διαθέτει η χώρα.
Forbes-Ariel Cohen