S tím, jak datová centra rostou, aby mohla provozovat větší modely umělé inteligence (AI) a živit tak závratné tempo jejího zavádění, prudce roste spotřeba elektřiny potřebné k napájení obrovského množství serverů naplněných grafickými procesory.
Využíváte už ve firmě autonomní agenty postavené na bázi umělé inteligence?
Podle studie Epoch AI, výzkumného institutu zkoumajícího klíčové trendy v oblasti umělé inteligence, se výpočetní kapacita potřebná k napájení velkých jazykových modelů (LLM) od roku 2010 zvyšuje čtyřikrát až pětkrát ročně, a to včetně největších modelů vydaných společnostmi OpenAI, Meta a Google DeepMind.
Poskytovatelé služeb v oblasti umělé inteligence, jako jsou Amazon Web Services, Microsoft a Google, hledají dodavatele elektrické energie, aby uspokojili rostoucí nároky svých datových center na elektrickou energii, a to je přivedlo přímo před jaderné elektrárny. Bílý dům nedávno oznámil plány na podporu rozvoje nových jaderných elektráren v rámci své iniciativy na zvýšení podílu bezuhlíkové elektřiny nebo ekologických zdrojů energie.
Umělá inteligence jako požírač energie
Podle Světového ekonomického fóra (WEF) se výpočetní výkon potřebný pro udržení vzestupu umělé inteligence zdvojnásobuje zhruba každých 100 dní. Při tomto tempu je podle organizace naléhavě nutné, aby byl pokrok v oblasti AI vyvážen „s požadavky udržitelnosti“.
„Ekologická stopa tohoto pokroku zůstává často přehlížena," uvedl think tank nevládní organizace se sídlem v Ženevě. Například k dosažení desetinásobného zlepšení efektivity modelů umělé inteligence by mohla potřeba výpočetního výkonu stoupnout až 10 000krát. Energie potřebná k provádění úloh umělé inteligence se již nyní zrychluje s ročním nárůstem mezi 26 % a 36 %.
Video ke kávě
Máte čas na rychlé a informativní video?
„To znamená, že do roku 2028 by AI mohla spotřebovávat více energie, než spotřeboval Island v roce 2021," uvedl WEF.
Jednoduše řečeno, „AI není příliš ekologická,“ řekl Jack Gold, hlavní analytik společnosti J. Gold Associates, která se zabývá výzkumem technologického průmyslu.
Velké jazykové modely (LLM), algoritmický základ umělé inteligence, se trénují na obrovském množství dat vyčtených z internetu a dalších zdrojů. Převážnou většinu výpočetního a elektrického výkonu vyžaduje právě proces trénování modelů AI (tj. LLM), nikoliv samotný akt, kdy chatboti a další nástroje AI nabízejí uživatelům odpovědi na základě těchto dat – tzv. inference.
A přestože se LLM nebudou trénovat 100 % času, datová centra, v nichž jsou umístěny, vyžadují, aby byl vždy k dispozici špičkový výkon. „Když zapnete všechna světla v domě, nechcete, aby se ztlumila. To je skutečný problém,“ řekl Gold.
„Pointa je v tom, že tyto věci odebírají spoustu energie. Pokaždé, když připojíte modul Nvidia H100 nebo jakýkoli jiný grafický procesor, je to kilowatt energie, který se spotřebovává. Přemýšlejte o 10 000 takových zařízení nebo 100 000 takových zařízení, jaká chce nasadit Elon Musk,“ řekl Gold.
Honba za výkonem se rozhořívá
Na rozdíl od přidávání nové zelené energie k uspokojení energetických nároků umělé inteligence hledají technologické společnosti energii ze stávajících zdrojů elektřiny. To by podle deníku The Wall Street Journal a dalších zdrojů mohlo zvýšit ceny pro ostatní zákazníky a zbrzdit cíle snižování emisí.
Podle zdrojů citovaných WSJ jednají majitelé přibližně třetiny amerických jaderných elektráren s technologickými společnostmi o dodávkách elektřiny pro nová datová centra potřebná k uspokojení požadavků boomu umělé inteligence.
Očekává se například, že společnost Amazon Web Services uzavře dohodu se společností Constellation Energy, která bude cloudovému gigantu přímo dodávat elektřinu z jaderných elektráren. Dceřiná společnost Amazonu také utratila 650 milionů dolarů za nákup datového centra s jadernou energií od společnosti Talen Energy v Pensylvánii a podle pennsylvánského The Citizen's Voice plánuje ve svém areálu vybudovat 15 nových datových center, která se budou napájet z této energie.
Podle Golda je jedním ze závažných problémů při uvádění nové energie do provozu skutečnost, že výstavba jaderných elektráren může trvat deset let i déle.
„Energetické společnosti mají nyní skutečný problém uspokojit poptávku,“ řekl Gold. „Abyste mohli postavit nové elektrárny, musíte projít nejrůznějšími překážkami. Proto je nyní v zemi nedostatek elektráren. Když je v této zemi opravdu horký den, dochází k výpadkům proudu.“
Dostupnou energii by mohl získat ten, kdo nabídne nejvíc. Paradoxně však účet za tuto energii ponesou uživatelé AI, nikoli její tvůrci a poskytovatelé. „Ano, [AWS] platí ročně miliardu dolarů na účtech za elektřinu, ale jejich zákazníci jim platí dvě miliardy dolarů ročně. Tak funguje obchod,“ řekl Gold.
„Zajímavé je, že Bill Gates investoval do malé jaderné elektrárenské společnosti, která chce stavět elektrárny nové generace. Chtějí stavět nové elektrárny, takže je to něco jako mini-Westinghouse,“ řekl Gold. „Možná na tom něco bude, protože pokud budeme dál budovat všechna ta datová centra s umělou inteligencí, budeme tuto energii potřebovat.“
„To, co opravdu potřebujeme, je najít zelenou AI, a to bude těžké,“ dodal Gold.
Amazon uvedl, že do budoucna pevně vsadil na obnovitelné zdroje energie a stanovil si cíl dosáhnout nulových čistých emisí uhlíku do roku 2040, tedy o deset let dříve než v rámci Pařížské dohody. Společnost, která je největším odběratelem obnovitelné energie na světě, doufá, že do roku 2025 bude veškerá elektřina spotřebovaná jejími provozy odpovídat 100 % obnovitelné energie. Podle mluvčího již dosáhla 90 %.
„Zkoumáme také nové inovace a technologie a investujeme do dalších zdrojů čisté energie bez emisí uhlíku. Naše dohoda se společností Talen Energy o bezuhlíkové energii je jedním z projektů v tomto úsilí," uvedl mluvčí společnosti Amazon v e-mailové odpovědi pro Computerworld.
„Víme, že nové technologie, jako je generativní umělá inteligence, budou vyžadovat velký výpočetní výkon a energetickou kapacitu jak pro nás, tak pro naše zákazníky – takže i když budeme nadále investovat do obnovitelných zdrojů energie, budeme také zkoumat a investovat do dalších bezuhlíkových zdrojů energie, abychom to vyvážili, včetně jaderné energie. Pokud jde o přechod na bezuhlíkovou energii, neexistuje univerzální řešení a my jsme přesvědčeni, že je třeba zvážit všechny životaschopné a škálovatelné možnosti,“ uvedl mluvčí.
Umělá inteligence jako plánovač infrastruktury
Americké ministerstvo energetiky (DOE) zkoumá potenciální problémy, které mohou vyplynout z rostoucí energetické náročnosti datových center, a to, jak mohou ohrozit bezpečnost a odolnost elektrické sítě. Agentura rovněž využívá umělou inteligenci k analýze a pomoci udržet stabilitu energetické sítě.
Nedávno vydaná zpráva DOE o AI pro energetiku uznala, že „samotná AI může vést k výraznému nárůstu zatížení, které zvyšuje zátěž sítě“. Mluvčí DOE zároveň uvedl, že „AI má potenciál snížit náklady na návrh, licencování, nasazení, provoz a údržbu energetické infrastruktury o stovky miliard dolarů“.
Nástroje poháněné umělou inteligencí mohou podstatně zkrátit čas potřebný ke konsolidaci a uspořádání různorodých informačních zdrojů DOE a optimalizaci struktury jejich dat pro použití s modely umělé inteligence.
Laboratoř DOE v Argonne zahájila tříletý pilotní projekt, jehož cílem je posoudit využití modelů nadace a dalších UI ke zlepšení procesů umisťování, povolování a posuzování vlivů na životní prostředí a pomoci zlepšit konzistenci přezkumů napříč agenturami.
„Používáme AI, abychom pomohli podpořit efektivní plánování výroby a rozvodných sítí, a používáme AI, abychom pomohli pochopit úzká místa při vydávání povolení pro energetickou infrastrukturu,“ uvedl mluvčí.
Budoucnost umělé inteligence je menší ne větší
I když LLM provozované v obrovských a stále se rozšiřujících datových centrech provozovaných společnostmi jako Amazon, IBM, Google a dalšími vyžadují více energie, dochází ke změně, která bude pravděpodobně hrát klíčovou roli při snižování budoucích potřeb energie.
Menší algoritmické modely, které jsou více zaměřené na odvětví nebo podnikání, mohou často poskytovat lepší výsledky přizpůsobené potřebám podniku.
Podle průzkumu IDC mezi více než 2 000 IT a liniovými pracovníky s rozhodovacími pravomocemi plánují organizace v příštím roce a půl investovat do iniciativ v oblasti umělé inteligence o 10 až 15 % více než v kalendářním roce 2022. Šedesát šest procent podniků po celém světě podle průzkumu IDC uvedlo, že budou v příštích 18 měsících investovat do genAI.
Mezi organizacemi, které uvedly, že v roce 2024 dojde ke zvýšení výdajů na genAI v oblasti IT, bude interní infrastruktura představovat 46 % celkových výdajů. Problém: klíčový prvek hardwaru potřebný k vybudování této infrastruktury AI – procesory – je nedostatkový.
LLM se stovkami miliard nebo dokonce bilionem parametrů pohlcují výpočetní cykly rychleji, než lze vyrábět nebo upscalovat potřebné čipy; to může zatížit kapacitu serverů a vést k nereálně dlouhé době trénování modelů pro konkrétní obchodní využití.
Chcete dostávat do mailu týdenní přehled článků z Computerworldu? Objednejte si náš mailový servis a žádná důležitá informace vám neuteče. Objednat si lze také newsletter To hlavní, páteční souhrn nejdůležitějších článků ze všech našich serverů. Newslettery si můžete objednat na této stránce.
Společnost Nvidia, přední výrobce grafických procesorů, dodává lví podíl procesorů pro odvětví umělé inteligence. Konkurenti společnosti Nvidia, jako jsou Intel a AMD, oznámili plány na výrobu nových procesorů, které by splňovaly požadavky na AI.
„Dříve nebo později se škálování čipů GPU nepodaří udržet krok s nárůstem velikosti modelů,“ uvedl Avivah Litan, viceprezident, významný analytik společnosti Gartner Research. „Pokračovat ve výrobě stále větších a větších modelů tedy není schůdné.“
Navíc čím více amorfních dat LLM přijímají, tím větší je možnost špatných a nepřesných výstupů. Nástroje GenAI jsou v podstatě prediktory dalšího slova, což znamená, že chybné informace, které jsou do nich vkládány, mohou přinést chybné výsledky. (LLM se již dopustily několika významných chyb a mohou produkovat „halucinace“, kdy se nástroje pro generování dalších slov vymknou kontrole a produkují bizarní odpovědi).
Řešením bude pravděpodobně to, že se LLM zmenší a budou využívat proprietární informace organizací, které chtějí využít schopnosti AI automatizovat úkoly a analyzovat velké soubory dat k získání cenných poznatků.
David Crane, náměstek ministra pro infrastrukturu v Úřadu pro čistou energii amerického ministerstva energetiky, podle agentury Bloomberg uvedl, že je „velmi optimistický“ ohledně vznikajících návrhů takzvaných malých modulárních reaktorů.
„V budoucnu bude mnohem více umělé inteligence tak jako tak běžet na okrajových zařízeních, protože všechna budou založena na inferenci, a tak do dvou až tří let to bude 80 až 85 % pracovních úloh,“ řekl Gold. „Takže se z toho stane lépe zvládnutelný problém.“
Computerworld si můžete objednat i jako klasický časopis. Je jediným odborným měsíčníkem na českém a slovenském trhu zaměreným na profesionály v oblasti informačních a komunikačních technologií (ICT). Díky silnému zázemí přináší aktuální zpravodajství, analýzy, komentáře a přehledy nejnovejších technologií dříve a na vyšší odborné úrovni, než ostatní periodika na tuzemském trhu.
Obsah Computerworldu je určen odborníkům a manažerům z firem a institucí, kteří se podílejí na rozhodovacím procesu při nákupu ICT technologií. Jednotlivá čísla si můžete objednat i v digitální podobě.
PŘEDPLATNÉ
ČLÁNKY DO MAILU