Τεχνητή νοημοσύνη: Ποιοι παράγοντες περιορίζουν την ανάπτυξή της

Χάρη στην έκρηξη της τεχνητής νοημοσύνης, νέα κέντρα δεδομένων ξεφυτρώνουν σαν τα… μανιτάρια.

Αυτό μεταφράζεται σε τεράστια ζήτηση για ρεύμα για την λειτουργία και ψύξη των διακομιστών. Τώρα αυξάνονται οι ανησυχίες σχετικά με το εάν οι ΗΠΑ μπορούν να παράγουν αρκετή ηλεκτρική ενέργεια για την ευρεία υιοθέτηση της τεχνητής νοημοσύνης και εάν το γηρασμένο δίκτυο θα είναι σε θέση να ανταποκριθεί στο υψηλό φορτίο.

Τεχνητή νοημοσύνη: Η βιομηχανία του μέλλοντος «χτίζεται»… σήμερα – Τιτάν, Metlen, Motor Oil, Helleniq Energy, ΔΕΗ στην εποχή της ΑΙ

«Αν δεν αρχίσουμε να σκεφτόμαστε αυτό το πρόβλημα με διαφορετικό τρόπο τώρα, δεν πρόκειται ποτέ να πραγματοποιήσουμε το όνειρο μας», δήλωσε η Ντίπτι Βατσάνη, επικεφαλής των τσιπ για την αυτοκινητοβιομηχανία στην Arm.

Οι επεξεργαστές χαμηλής κατανάλωσης της εταιρείας τσιπ έχουν γίνει ολοένα και πιο δημοφιλείς ακριβώς επειδή μπορούν να μειώσουν τη χρήση ενέργειας έως και 15% στα κέντρα δεδομένων.

Το τελευταίο τσιπ τεχνητής νοημοσύνης της Nvidia, που ονομάζεται Grace Blackwell, ενσωματώνει επεξεργαστές βασισμένους σε Arm, οι οποίοι μπορούν να εκτελούν μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης με 25 φορές λιγότερη ισχύ από την προηγούμενη γενιά.

Η ενεργειακή κρίση της τεχνητής νοημοσύνης

Αυτή η στρατηγική μείωσης της ενέργειας μέσω βελτίωσης της υπολογιστικής απόδοσης είναι μια απάντηση στην ενεργειακή κρίση της τεχνητής νοημοσύνης. Αλλά ίσως δεν είναι αρκετή.

Ένα ερώτημα στο ChatGPT χρησιμοποιεί σχεδόν 10 φορές περισσότερη ενέργεια από μια τυπική αναζήτηση Google. Η δημιουργία μιας εικόνας τεχνητής νοημοσύνης μπορεί να χρησιμοποιεί ισχύ ίση με τη φόρτιση ενός smartphone.

Αυτό δεν είναι καινούργιο πρόβλημα. Οι εκτιμήσεις το 2019 βρήκαν ότι η εκπαίδευση ενός μοντέλου μεγάλης γλώσσας παρήγαγε τόσο CO2 όσο ολόκληρη η διάρκεια ζωής πέντε αυτοκινήτων που κινούνται με φυσικό αέριο.

Οι εταιρείες που κατασκευάζουν κέντρα δεδομένων βλέπουν επίσης τις εκπομπές να εκτινάσσονται στα ύψη.

Η τελευταία περιβαλλοντική έκθεση της Google έδειξε ότι οι εκπομπές αερίων αυξήθηκαν σχεδόν κατά 50% μεταξύ 2019 και 2023 αν και είπε επίσης ότι τα κέντρα δεδομένων της είναι 1,8 φορές πιο ενεργειακά αποδοτικά από τα τυπικά. Οι εκπομπές της Microsoft αυξήθηκαν σχεδόν κατά 30% από το 2020 έως το 2024.

Κυνηγώντας την ενέργεια

Υπάρχουν περισσότερα από 8.000 κέντρα δεδομένων παγκοσμίως, με τα περισσότερα στις ΗΠΑ και θα υπάρχουν πολύ περισσότερα μέχρι το τέλος της δεκαετίας.

Η Boston Consulting Group εκτιμά ότι η ζήτηση για κέντρα δεδομένων θα αυξάνεται κατά 15%-20% κάθε χρόνο έως το 2030, όταν αναμένεται να αποτελούν το 16% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας στις ΗΠΑ. Αυτό ήταν 2,5% πριν από την κυκλοφορία του ChatGPT το 2022 και είναι ισοδύναμη με την ισχύ που χρησιμοποιούν περίπου τα δύο τρίτα όλων των κατοικιών στις Η.Π.Α.

Το CNBC επισκέφτηκε ένα κέντρο δεδομένων στη Silicon Valley για να μάθει πώς μπορεί να χειριστεί η βιομηχανία αυτή την ταχεία ανάπτυξη και πού θα βρει αρκετή ισχύ για να την καταστήσει δυνατή.

«Υποψιαζόμαστε ότι η ποσότητα της ζήτησης που θα δούμε από εφαρμογές ειδικές για την τεχνητή νοημοσύνη θα είναι τόση ή μεγαλύτερη από ό,τι έχουμε δει ιστορικά από το cloud computing», δήλωσε ο Τζεφ Τενκ, εκτελεστικός αντιπρόεδρος του Vantage Data Center για Βόρεια Αμερική και Ασία-Ειρηνικό.

Τεράστια ισχύς

Πολλές μεγάλες εταιρείες τεχνολογίας συμβάλλονται με εταιρείες όπως η Vantage για να στεγάσουν τους διακομιστές τους. Ο Τενκ είπε ότι τα κέντρα δεδομένων της Vantage έχουν συνήθως την ικανότητα να χρησιμοποιούν πάνω από 64 μεγαβάτ ενέργειας ή τόση ισχύ όσο δεκάδες χιλιάδες σπίτια.

Ο Tenκ είπε ότι υπάρχει «επιβράδυνση» στη Βόρεια Καλιφόρνια λόγω «έλλειψης διαθεσιμότητας ρεύματος από τις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας στην περιοχή». Η Vantage χτίζει νέες εγκαταστάσεις στο Οχάιο, το Τέξας και τη Τζόρτζια.

Η βιομηχανία αναζητά μέρη όπου υπάρχει είτε κοντινή πρόσβαση σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είτε από πυρηνικές εγκαταστάσεις, είπε ο Τενκ.

Ορισμένες εταιρείες τεχνητής νοημοσύνης και κέντρα δεδομένων πειραματίζονται με τρόπους παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας επιτόπου.

Η OpenAI επένδυσε πρόσφατα σε ηλιακή start up που κατασκευάζει μονάδες μεγέθους κοντέινερ που διαθέτουν πάνελ και αποθήκευση ενέργειας και έχει επίσης επενδύσει στην startup πυρηνικής σχάσης Oklo που στοχεύει να κατασκευάσει μίνι πυρηνικούς αντιδραστήρες, και στην startup πυρηνικής σύντηξης Helion.

Η Microsoft υπέγραψε συμφωνία με την Helion για να αρχίσει να αγοράζει την ηλεκτρική της ενέργεια σύντηξης το 2028. Η Google συνεργάστηκε με startup γεωθερμικής. Η Vantage κατασκεύασε μονάδα φυσικού αερίου 100 μεγαβάτ που τροφοδοτεί ένα από τα κέντρα δεδομένων της στη Βιρτζίνια, κρατώντας την εντελώς εκτός δικτύου.

Θωρακίζοντας το δίκτυο

Το γερασμένο δίκτυο είναι συχνά ανεπαρκές για τέτοια φορτία ακόμα και όταν μπορεί να παραχθεί αρκετή ισχύς. Το σημείο συμφόρησης εμφανίζεται στη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας.

Μια λύση είναι η προσθήκη γραμμών μεταφοράς, πράγμα πολύ δαπανηρό και χρονοβόρο, με κόστος που μετακυλίεται σε οικιακούς χρήστες.

Μια άλλη λύση είναι η χρήση λογισμικού για τη μείωση των αστοχιών σε ένα από τα πιο αδύναμα σημεία του δικτύου: τους μετασχηματιστές.

Ο μέσος μετασχηματιστής είναι 38 ετών, αποτελώντας αιτία για διακοπές ρεύματος.

Η αντικατάστασή τους είναι ακριβή και αργή. Η VIE φτιάχνει έναν μικρό αισθητήρα που συνδέεται με μετασχηματιστές για να προβλέψει τις αστοχίες και να καθορίσει ποιοι μπορούν να χειριστούν περισσότερο φορτίο, ώστε να μπορεί να απομακρυνθεί από αυτούς που κινδυνεύουν να αστοχήσουν.

Ψύξη διακομιστών

Τα κέντρα δεδομένων παραγωγής τεχνητής νοημοσύνης θα απαιτούν επίσης 4,2 δισεκατομμύρια έως 6,6 δισεκατομμύρια κυβικά μέτρα νερού έως το 2027 για ψύξη.

Αυτό είναι περισσότερο από τη μισή συνολική ετήσια κατανάλωση νερού της Βρετανίας.

Το θέμα της ενέργειας είναι επιλύσιμο θεωρεί ο Τομ Φέργκιουσον, διευθύνων συνεργάτης της Burnt Island Ventures, τονίζοντας ότι το νερό είναι ο θεμελιώδης περιοριστικός παράγοντας για το μέλλον της τεχνητής νοημοσύνης.

Χαρακτηριστικά, 10-50 ειδοποιήσεις ChatGPT μπορούν να καταναλώσουν μισό λίτρο νερό.

Μια άλλη λύση είναι η χρήση υγρού για ψύξη απευθείας στο τσιπ, αλλά αυτό μπορεί να απαιτεί τεράστιες μετασκευές.

Το περισσότερο νερό χρησιμοποιείται για ψύξη με εξάτμιση, αλλά το κέντρο δεδομένων Santa Clara της Vantage διαθέτει μεγάλες μονάδες κλιματισμού που ψύχουν το κτίριο χωρίς καμία απώλεια νερού.

Μια άλλη λύση είναι η χρήση υγρού για ψύξη απευθείας στο τσιπ, αλλά αυτό μπορεί να απαιτεί τεράστιες μετασκευές.

Εταιρείες όπως η Apple, η Samsung και η Qualcomm έχουν διαφημίσει τα πλεονεκτήματα της τεχνητής νοημοσύνης σε συσκευές, κρατώντας τα ερωτήματα που απαιτούν ενέργεια μακριά από το σύννεφο και τα κέντρα δεδομένων με περιορισμένη ενέργεια.