V današnjem hitro napredujočem tehnološkem okolju umetne inteligence se pojavlja zaskrbljujoča resničnost: moč, potrebna za eno samo poizvedbo ChatGPT, je skoraj 10-krat večja od moči iskanja v Googlu.
Ta velika vrzel ne poudarja le temeljne razlike v porabi energije med tehnologijami umetne inteligence in tradicionalnimi internetnimi storitvami, ampak tudi signalizira globok premik v vzorcu globalne porabe energije.
Pred kratkim je priznano svetovalno podjetje Gartner izdalo opozorilo v svojem najnovejšem poročilu, v katerem napoveduje, da se bo do leta 2027 40 % obstoječih podatkovnih centrov z umetno inteligenco soočilo s težavami pri delovanju zaradi nezadostne oskrbe z električno energijo. Ta napoved poudarja naraščajočo napetost med razvojem umetne inteligence in oskrbo z energijo.
Hkrati raziskava mednarodne investicijske banke Goldman Sachs daje podobne obete: do leta 2030 bo svetovno povpraševanje po električni energiji v podatkovnih centrih naraslo za 160 %. To je sprožilo splošno zaskrbljenost gledeoskrba z energijo, razvoj infrastrukture in vpliv na okolje.
Graf|Gartnerjeva napoved: Dodatna poraba energije iz novih strežnikov AI v podatkovnih centrih AI vsako leto (Vir: Gartner)
V zadnjem času so tehnološki velikani, kot so Google, Microsoft, Amazon in Meta, aktivno vlagali v jedrske elektrarne. Eden od razlogov za to je njihova zaskrbljenost, da ogromne potrebe po energiji podatkovnih centrov AI v prihodnosti morda ne bodo izpolnjene.
Zgodovinsko gledano je povpraševanje podatkovnih centrov po energiji pokazalo izjemno stabilnost. Od leta 2015 do 2019 je kljub skoraj podvojitvi delovne obremenitve podatkovnih centrov njihova letna poraba električne energije ostala razmeroma stabilna pri okoli 200 teravatnih urah.
Ta stabilnost je bila v veliki meri posledica nenehnih izboljšav energetske učinkovitosti v podatkovnih centrih. Vendar se je ta situacija po letu 2020 bistveno spremenila.
Gartnerjev analitik Bob Johnson je opozoril: "Gradnja podatkovnih centrov v hiperrazsežnosti naslednje generacije ustvarja ogromne povpraševanja po električni energiji, ki bodo presegle zmožnost ponudnikov javnih služb za povečanje ponudbe. Zlasti na področju obdelave in usposabljanja velikih modelov so potrebni računalniški viri in poraba energije je dosegla raven brez primere."
Globalni podatkovni centri trenutno predstavljajo 1-2 % celotne porabe električne energije, vendar se predvideva, da se bo do leta 2030 ta delež povečal na 3-4 %, pri čemer bo ta rast še posebej izrazita v razvitih državah.
Zlasti v Združenih državah se predvideva, da se bo do leta 2030 poraba električne energije v podatkovnih centrih povečala s trenutnih 3 % na 8 %, zaradi česar bo povpraševanje po električni energiji v ZDA raslo najhitreje v skoraj 25 letih.
Graf|Napovedi Goldman SachsaenergijaPovpraševanje po podatkovnih centrih (Vir: Goldman Sachs)
Za reševanje tega izziva bodo morala ameriška komunalna podjetja vložiti približno 50 milijard dolarjev v nove zmogljivosti za proizvodnjo električne energije posebej za podatkovne centre.
Poleg tega bo do leta 2030 povečano povpraševanje po električni energiji samo iz podatkovnih centrov povzročilo dnevno povečanje za približno 3,3 milijarde kubičnih čevljev povpraševanja po zemeljskem plinu, kar bo zahtevalo izgradnjo nove plinovodne infrastrukture.
Goldman Sachs ugotavlja, da so razmere v Evropi še bolj zapletene. Kot glavno vozlišče za globalne podatkovne centre se 15 % podatkovnih centrov nahaja v Evropi. Do leta 2030 bo potreba po energiji teh podatkovnih centrov enaka skupni porabi električne energije na Portugalskem, v Grčiji in na Nizozemskem skupaj.
Glede na to, da ima Evropa najstarejše elektroenergetsko omrežje na svetu, bo morala regija v naslednjem desetletju vložiti skoraj 800 milijard evrov za nadgradnjo prenosnih in distribucijskih sistemov ter približno 850 milijard evrov v razvoj obnovljivih virov energije, kot je kot sončna energija, vetrna energija na kopnem in vetrna energija na morju za izpolnjevanje energetskih potreb novih podatkovnih centrov.
Graf|Povprečna starost električnih omrežij v različnih regijah in na Kitajskem (Vir: Goldman Sachs)
Še bolj zaskrbljujoče je, da bo ta porast povpraševanja po električni energiji neposredno vplival na cene električne energije. Raziskave kažejo, da se operaterji velikih podatkovnih centrov pogajajo z velikimi proizvajalci električne energije, da bi zagotovili dolgoročno stabilno oskrbo z električno energijo, neodvisno od drugih potreb omrežja.
Ta konkurenca bo neizogibno dvignila cene električne energije, ti stroški pa bodo na koncu preneseni na uporabnike izdelkov in storitev umetne inteligence.
Zato strokovnjaki priporočajo, da se organizacije vnaprej pripravijo na naraščajoče stroške električne energije in si prizadevajo za podpisovanje dolgoročnih pogodb o storitvah podatkovnih centrov po razumnih cenah.
Skrb vzbujajoč je tudi vpliv na okolje. Pričakuje se, da se bodo do leta 2030 emisije ogljika iz podatkovnih centrov več kot podvojile v primerjavi z letom 2022, kar bo predstavljalo nov izziv za globalne cilje zmanjšanja emisij.
Po podatkih Goldman Sachsa bodo »družbeni stroški« povečanja emisij ogljika samo iz podatkovnih centrov znašali od 125 do 140 milijard dolarjev (sedanja vrednost).
Gartner ocenjuje, da bo do leta 2027 povpraševanje po električni energiji za delovanje strežnikov, optimiziranih za AI, doseglo 500 teravatnih ur na leto, kar je 2,6-krat več kot leta 2023.
Kratkoročno bodo morale nekatere elektrarne na fosilna goriva, ki so bile prvotno predvidene za razgradnjo, podaljšati življenjsko dobo, da bi zadostile naraščajočemu povpraševanju po električni energiji, kar bo še povečalo pritiske na okolje.
Podatkovni centri potrebujejo 24-urno neprekinjeno napajanje in trenutno se morajo za zagotavljanje tako stabilne oskrbe z električno energijo zanašati na hidroelektrarne, elektrarne na fosilna goriva ali jedrske elektrarne.
Medtem ko so obnovljivi viri energije, kot sta veter in sonce, okolju prijazni, se je brez podpore sistemov za shranjevanje energije težko zanesti, da bodo izpolnili stalne potrebe podatkovnih centrov po energiji.
Graf|Spremembe v obremenitvi podatkovnega centra in porabi energije v zadnjih devetih letih (Vir: Goldman Sachs)
Za reševanje teh izzivov industrija raziskuje različne rešitve. Nekatera podjetja povečujejo naložbe v obnovljive vire energije in dejavno spodbujajo komercializacijo novih tehnologij jedrske energije.
Tudi tehnološka podjetja raziskujejo inovativne metode za izboljšanje energetske učinkovitosti. Dolgoročno lahko razvoj novih tehnologij za shranjevanje baterij ali tehnologij čiste energije (kot so majhni jedrski reaktorji) zagotovi nove rešitve.
Omeniti velja, da bi sama tehnologija AI lahko prispevala k rešitvam s pospeševanjem inovacij na področjih, kot so zdravstvo, kmetijstvo in izobraževanje, ter izboljšanjem energetske učinkovitosti.
Nazadnje, raziskovalna poročila obeh podjetij kažejo, da bi morala podjetja pri oblikovanju razvojnih strategij umetne inteligence v celoti upoštevati morebitna tveganja pomanjkanja električne energije, oceniti vpliv naraščajočih stroškov električne energije v prihodnosti in aktivno iskati alternativne rešitve.
Obetavne rešitve vključujejo uporabo tehnologij robnega računalništva, sprejemanje manjših velikih modelov in dajanje prednosti računalniški učinkovitosti pri razvoju generativnih aplikacij AI.
Jasno je, da razvoj tehnologije umetne inteligence preoblikuje svetovno energetsko krajino. Ravnovesje med tehnološkimi inovacijami, energetsko varnostjo in varstvom okolja bo pomemben izziv, s katerim se bosta svetovni tehnološki in energetski sektor v prihodnosti soočili skupaj. (Članek ponovno objavljen iz DeepTech)
