AI скоро може да консумира повече електроенергия от добива на биткойн и дори от цели държави

Световната индустрия за изкуствен интелект тихо преминава прага на енергетиката, който може да промени енергийните мрежи и климатичните ангажименти. Нови данни разкриват, че електроенергията, необходима за работата на усъвършенстваните системи с изкуствен интелект, може да надхвърли енергийния апетит на добива на биткойни до края на годината, като последиците от това са далеч отвъд заседателните зали на технологичните компании.

Бързото развитие на генеративния AI предизвика бум в изграждането на центрове за данни и производството на хардуер. Тъй като приложенията с изкуствен интелект стават все по-сложни и се възприемат все по-широко, специализираният хардуер, който ги захранва – (ускорители на компании като Nvidia и AMD) се разраства с безпрецедентни темпове.

Този скок доведе до драматично нарастване на потреблението на енергия, като се очаква до следващата година AI да отговаря за почти половината от цялото потребление на електроенергия в центровете за данни, в сравнение с около 20% днес.

Тази трансформация е щателно анализирана от Алекс де Вриес-Гао, докторант в Института за екологични изследвания към Университета Vrije в Амстердам. Неговото изследване, публикувано в списание Joule, се основава на публични спецификации на устройствата, прогнози на анализатори и корпоративни разкрития, за да оцени обема на производството и потреблението на енергия на хардуера с изкуствен интелект.

Тъй като големите технологични компании рядко оповестяват потреблението на електроенергия за своите операции с изкуствен интелект, де Вриес-Гао използва метод на триангулация, като проучва веригата за доставки на усъвършенствани чипове и производствения капацитет на ключови играчи като TSMC.

Числата говорят за сериозно положение. Всеки AI ускорител Nvidia H100, който е основен елемент в съвременните центрове за данни, консумира 700 вата непрекъснато, когато работи със сложни модели. Умножете това по милиони единици и кумулативното потребление на енергия става зашеметяващо.

Де Вриес-Гао изчислява, че хардуерът, произведен само през 2023-2024 година, може да изисква между 5,3 и 9,4 гигавата, което е достатъчно, за да задмине цялото национално потребление на електроенергия в Ирландия.

Но истинският скок предстои. Технологията за опаковане CoWoS на TSMC позволява мощни процесори и високоскоростна памет да бъдат интегрирани в едно цяло, които са в основата на съвременните системи с изкуствен интелект. Де Вриес-Гао установи, че TSMC е увеличила повече от два пъти производствения си капацитет за CoWoS между 2023 и 2024 година, но търсенето от страна на производителите на чипове за AI като Nvidia и AMD все още надвишава предлагането.

TSMC планира да удвои капацитета на CoWoS отново през тази година. Ако настоящите тенденции се запазят, де Вриес-Гао прогнозира, че общите нужди от енергия на системите за изкуствен интелект могат да достигнат 23 гигавата до края на годината – приблизително колкото средното национално потребление на енергия в Обединеното кралство.

Така AI ще има по-голям енергиен отпечатък от световния добив на биткойни. Международната агенция по енергетика предупреждава, че този ръст може сам по себе си да удвои потреблението на електроенергия в центровете за данни в рамките на две години.

Въпреки че подобренията в енергийната ефективност и увеличеното използване на възобновяема енергия помогнаха донякъде, тези постижения бързо се изпреварват от мащаба на разгръщане на нов хардуер и центрове за данни. Начинът на мислене на индустрията „по-голямото е по-добро“, при който се търсят все по-големи AI модели, за да се повиши производителността създаде обратна връзка с нарастващо използване на ресурсите. Дори когато отделните центрове за данни стават по-ефективни, общото потребление на енергия продължава да нараства.

Зад кулисите надпреварата в производството усложнява всяко повишаване на ефективността. Всяко ново поколение чипове с изкуствен интелект изисква все по-сложни опаковки. Най-новата технология CoWoS-L на TSMC, която е от съществено значение за следващото поколение процесори, се бори с нисък производствен добив.

В същото време компании като Google съобщават за „кризи на енергийния капацитет“, тъй като се борят да изградят достатъчно бързо центрове за данни. Някои проекти сега използват отново инфраструктурата на изкопаемите горива, като един от тях осигурява 4,5 гигавата капацитет от природен газ специално за натоварвания с изкуствен интелект.

Въздействието на изкуствения интелект върху околната среда зависи до голяма степен от това къде работят тези енергоемки системи. В региони, където електроенергията се произвежда предимно от изкопаеми горива, свързаните с нея въглеродни емисии могат да бъдат значително по-високи, отколкото в райони, захранвани от възобновяеми енергийни източници. Например, сървърна ферма в Западна Вирджиния, която е зависима от въглищата, генерира почти два пъти повече въглеродни емисии от тази в богатата на възобновяеми източници Калифорния.

Въпреки това технологичните гиганти рядко разкриват къде и как работи техният изкуствен интелект – пропуск в прозрачността, който заплашва да подкопае целите за климата. Тази непрозрачност затруднява политиците, изследователите и обществеността да оценят напълно екологичните последици от бума на изкуствения интелект.