Революция ИИ и ее влияние на энергетику

Появление генеративных моделей ИИ, таких как ChatGPT, открыло новую эру возможностей. Эти модели, основанные на глубоком обучении и обученные на огромных наборах данных, способны выполнять сложные задачи за считанные секунды — от написания курсовых работ до создания уникальных произведений искусства. Однако за большой мощностью следует большое энергопотребление, и растущие энергетические потребности ИИ вызывают обеспокоенность по поводу их воздействия на окружающую среду.

Стремительный рост спроса на вычислительные мощности ИИ

Джон Хеннесси из Alphabet оценивает, что создание контента с помощью ИИ, например, изображений, может требовать в десять раз больше вычислительных мощностей, чем обычный поиск изображений в интернете. По мере роста популярности и доступности ИИ совокупный спрос на энергию со стороны 5,3 миллиарда пользователей интернета, использующих возможности ИИ, становится предметом острых дебатов. Прогнозы и мнения относительно экологического воздействия ИИ сильно различаются: одни опасаются, что это может привести к климатической катастрофе, другие видят в этом более плавный переход к чистой энергии.

Дата-центры: сердце революции ИИ

Дата-центры играют ключевую роль в энергопотреблении ИИ. Эти огромные объекты, часто называемые «гипермасштабируемыми» дата-центрами, служат основой интернета, обрабатывая и храня огромные объемы цифровой информации. Чтобы понять последствия растущего спроса на вычисления для потребления электроэнергии, необходимо ближе познакомиться с дата-центрами, через которые проходит почти весь мировой интернет-трафик.

Текущее энергопотребление дата-центров

По оценкам Международного энергетического агентства (МЭА), в 2021 году дата-центры потребляли от 220 до 330 тераватт-часов (ТВт·ч) электроэнергии. Для сравнения: годовое потребление электроэнергии всем штатом Калифорния составляет около 278 ТВт·ч. Эти цифры вызывают вопросы о том, как дальнейшее расширение приложений ИИ может повлиять на спрос дата-центров на электроэнергию.

Оценки и прогнозы сильно различаются

Оценки будущего потребления электроэнергии, обусловленного ИИ, значительно варьируются. Некоторые прогнозируют, что ИИ может потреблять всю мировую энергетическую мощность, в то время как другие ожидают, что спрос на электроэнергию со стороны дата-центров в США может более чем удвоиться к 2030 году. Такие прогнозы вызывают тревогу на фоне более широких проблем декарбонизации. Однако исторические данные свидетельствуют о том, что предыдущие прогнозы могли переоценивать использование электроэнергии дата-центрами.

Ключевым фактором понимания эффективности дата-центров является показатель «эффективности использования энергии» (PUE). Этот метрика измеряет, насколько эффективно дата-центры преобразуют электроэнергию в вычислительную мощность. Удивительно, но глобальное энергопотребление дата-центров выросло всего на 6% в период с 2006 по 2018 год, несмотря на шестикратное увеличение вычислительной мощности и двадцатипятикратный рост емкости хранения. Это впечатляющее улучшение эффективности было достигнуто благодаря прогрессу в показателе PUE.

Рост эффективности PUE и недавний застой

Рост эффективности PUE до 2019 года был впечатляющим, но в последние годы эти улучшения замедлились. Если прирост эффективности останется на месте, а спрос на вычисления резко возрастет, может возникнуть серьезная проблема с потреблением энергии. Эта потенциальная проблема подчеркивает важность баланса между ростом дата-центров, энергоэффективностью и устойчивостью.

Несмотря на опасения, существует оптимистичная точка зрения, согласно которой дата-центры могут способствовать решению климатических проблем. Барри Фишер, «рассказчик данных» Google, подчеркивает потенциал дата-центров по закупке возобновляемой энергии, удовлетворению своих потребностей в электроэнергии и обеспечению гибкости для энергосети. Кроме того, приложения ИИ, поддерживаемые дата-центрами, могут оптимизировать и ускорить переход к чистой энергии.

Напряженность между декарбонизацией и ростом дата-центров

Уже сейчас возникают противоречия между целями декарбонизации и растущим спросом дата-центров на электроэнергию. Примеры включают новые дата-центры в Вирджинии, вызывающие неожиданный рост спроса на электроэнергию, потенциальные задержки с выводом из эксплуатации угольных электростанций в Висконсине для размещения дата-центров и заявки на освобождение резервных дизельных генераторов от экологических нормативов в Мэриленде. Эти ситуации демонстрируют вызовы, которые рост дата-центров представляет для усилий по развитию чистой энергии.

Необходимость данных об энергопотреблении дата-центров

Усилия по решению проблемы энергопотребления дата-центров затруднены отсутствием надежной информации об их энергопотреблении. Сбор точных данных о дата-центрах необходим для прогнозирования, планирования, мониторинга и управления их воздействием на окружающую среду. В настоящее время данные об энергопотреблении дата-центров остаются фрагментированными и неполными.

В то время как дебаты о влиянии ИИ и дата-центров на окружающую среду продолжаются, необходимые политические инструменты для решения этих проблем уже существуют. Сбор точных и комплексных данных об энергопотреблении дата-центров является важным первым шагом. Европа взяла на себя лидирующую роль, установив подробные требования к отчетности об энергоэффективности и устойчивости дата-центров, которые вступят в силу в следующем году. Аналогичное законодательство рассматривается в Соединенных Штатах.

Быстрый рост ИИ и дата-центров несет как обещания, так и угрозы. По мере расширения доступности ИИ его энергопотребление становится насущной проблемой. Чтобы обеспечить ответственное развитие, политикам, отраслевым заинтересованным сторонам и исследователям необходимо сотрудничать в сборе точных данных, повышении энергоэффективности и балансе между потенциалом ИИ и экологической ответственностью. В этой меняющейся среде дата-центры могут сыграть ключевую роль в формировании устойчивого и эффективного будущего.