В начале своей карьеры большая часть Facebook работала из одного здания в городе Прайнвилл, штат Орегон. Этот центр обработки данных, в котором стояли ряды серверов размером с холодильник, заполненные рядами кремниевых чипов, потреблял огромное количество электроэнергии, превышающее годовое энергопотребление более чем 6000 американских домов.
Однажды летом 2011 года, как сообщает The Register, один из руководителей Facebook получил тревожный звонок: «В центре обработки данных облако».
После сбоя в работе оборудования в здании центра обработки данных Facebook стало так жарко и влажно, что настоящий дождь из тучи на короткое время залил весь центр.
Сейчас
Facebook, а точнее Meta, управляет более чем десятком центров обработки данных, каждый из которых гораздо больше и мощнее, чем тот, что был в Прайнвилле. Центры обработки данных стали основой
Интернета, обеспечивая работу рекламных акций Amazon, видеороликов TikTok, результатов поиска
Google и практически всего остального в сети. Тысячи таких зданий по всему миру потребляют шокирующее количество электроэнергии - сравнимое с энергопотреблением Англии, - которая частично (если не в основном) вырабатывается на ископаемом топливе.
Хотя на долю Интернета приходится лишь малая часть глобальных выбросов (не более 4%), его воздействие неуклонно растёт по мере того, как всё больше людей подключаются к Сети, а сама Сеть становится всё более сложной: потоковое вещание,
социальные сети, целевая
реклама и многое другое.
Всё это было до бума генеративного ИИ. По сравнению со многими другими вещами, которыми человек пользуется в Интернете,
ChatGPT и его собратья уникальны по своему энергопотреблению. ИИ рискует сделать каждый поиск, прокрутку, клик и покупку более энергоёмкими, поскольку Кремниевая долина спешит внедрить эту технологию в поисковые системы, программы для редактирования фотографий, помощники по покупкам, финансам, письму и обслуживанию клиентов и практически во все другие цифровые щели.
В совокупности с почти 5 миллиардами пользователей Интернета ущерб, наносимый климату, может оказаться колоссальным. «В ближайшем будущем, по крайней мере, в ближайшие пять лет, мы увидим значительное увеличение углеродного следа ИИ», - говорит Шаолей Рен, специалист по информатике из Калифорнийского университета в Риверсайде.
Фото: inform.zp.ua
Не все эксперты соглашаются с тем, что ИИ представляет собой серьёзную проблему для планеты, и даже умеренный рост выбросов может оказаться разрушительным. Учитывая, что многие крупнейшие источники выбросов наконец-то замедлили свой рост по мере того, как правительства начали борьбу с добычей ископаемого топлива, Интернет уже двигался в неправильном направлении. Теперь же искусственный интеллект грозит довести выбросы в атмосферу до критической точки.
Пока, насколько можно судить, этого не произошло. Почти нет данных о том, сколько углерода выбрасывают в атмосферу популярные модели, такие как ChatGPT (представитель OpenAI отказался от комментариев). Выбросы от искусственного интеллекта трудно подсчитать, они зависят от вычислительной мощности, используемой в центре обработки данных, количества потребляемой электроэнергии и способа её получения. Некоторые признаки указывают на то, что в период бума ИИ потребление электроэнергии уже растёт.
Потребление воды является приблизительным показателем спроса на электроэнергию, поскольку центры обработки данных используют воду для охлаждения, а потребление воды во всём мире быстро растёт; по словам Рена, в 2022 году потребление воды на объектах компании Google увеличилось примерно на 20%, что отчасти объясняется инвестициями в ИИ, которые только растут.
Генеративный ИИ приводит к выбросам в атмосферу тремя способами.
- Во-первых, углерод сжигается для создания компьютерных чипов и центров обработки данных, на которых работает ИИ.
- Во-вторых, для обучения различных моделей ИИ требуется энергия. Обучение такой системы, как ChatGPT, например, может привести к выбросам углекислого газа, эквивалентным выбросам нескольких десятков, а то и нескольких сотен домов в США за год.
- В-третьих, чат-бот требует электроэнергии при каждом использовании.
Казалось бы, это немного, но эти цифры могут быстро увеличиться, поскольку в генеративный ИИ продолжают вливаться миллиарды долларов. Эти программы становятся всё более масштабными и сложными, наборы обучающих данных растут в геометрической прогрессии, а размер моделей удваивается не реже, чем раз в три месяца. Постоянно появляются новые модели, а старые часто переобучаются.
Даже если одно сообщение чатбота потребляет ничтожное количество энергии, «
люди хотят общаться с чем угодно и как угодно, и поэтому эти удельные затраты очень быстро растут», - говорит
Саша Лучиони, научный сотрудник компании Hugging Face, изучающий вопросы ИИ и устойчивого развития. По мере того, как
генеративный ИИ начнёт полностью заполнять Интернет, на внедрение ботов может приходиться три пятых выбросов этой технологии, если не больше.
К примеру, поисковая система Google, которая уже использует функциональность чатбота. Google получает в среднем 150 млн. поисковых запросов в час, и каждый результат поиска с использованием искусственного интеллекта может потребовать в 5-10 раз больше вычислительной мощности, чем традиционный, по словам Карин Верспур, декана Школы вычислительных технологий Университета RMIT (Австралия).
В центрах обработки данных уже наблюдается рост энергопотребления в связи с внедрением ИИ, по прогнозам к 2030 году потребление электроэнергии центрами обработки данных увеличится более чем в два раза.
Насколько сильно это повлияет на выбросы, пока неясно, но «суть в том, что у нас больше людей, которые выполняют более сложные задачи в Интернете, и это приведёт к значительному росту общего потребления энергии», - говорит Виджай Гадепалли, специалист по информатике из Лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института.
Фото: if.informator.ua
То, что чат-боты станут углеродной бомбой, далеко не гарантировано. Даже без генеративного ИИ глобальный интернет-трафик с 2010 года увеличился в 25 раз, но потребление электроэнергии росло медленнее благодаря повышению эффективности центров обработки данных, компьютерных чипов и программного обеспечения.
От центров обработки данных требуется всё больше и больше, но «эффективность того, как мы производим вычисления, тоже растёт довольно быстро», - говорит Джонатан Куми, бывший научный сотрудник Стэнфорда, эксперт по вопросам окружающей среды и цифровых технологий.
По данным исследования Дэвида Паттерсона, заслуженного профессора информатики Калифорнийского университета в Беркли, несмотря на то, что в последние годы компания Google расширила свои исследования в области машинного обучения, потребление ею электроэнергии не опережает потребление электроэнергии остальными компаниями. Некоторые меры по повышению эффективности будут просто экономически необходимы для получения прибыли.
Генеральный директор OpenAI Сэм Альтман назвал вычислительные затраты на ChatGPT «головокружительными», и при нынешнем развитии ИИ может сгореть сам до того, как сожжёт планету. Другими словами, хотя генеративный ИИ потребует больше вычислений, он может не пропорционально увеличить потребление электроэнергии.
По словам Марка Дайсона, управляющего директора программы «Безуглеродная электроэнергия» аналитического центра RMI, рост потребления электроэнергии также не гарантирует увеличения выбросов, поскольку мир переходит на возобновляемые источники энергии.
Представители компаний Meta, Google и Microsoft указали на инвестиции в возобновляемые источники энергии и снижение потребления электроэнергии и воды в своих центрах обработки данных в рамках амбициозных целей по сокращению выбросов. Однако эти меры могут занять годы, а бум генеративного ИИ уже начался.
По словам Лучиони, потребность центров обработки данных, в которых работает искусственный интеллект, в постоянном энергоснабжении может привести к тому, что они будут использовать как минимум частично, а то и значительно источники электроэнергии, использующие ископаемое топлива. При необходимости можно легко сжечь больше угля или природного газа, но нельзя заставить ветер дуть сильнее.
Также Лучиони утверждает, что даже если все эти меры по повышению эффективности будут продолжены в аппаратном и программном обеспечении, а также в электросетях, они не смогут полностью компенсировать растущую вычислительную интенсивность ИИ, что иногда называют эффектом отскока. Когда технологии становятся более эффективными, дополнительные ресурсы стимулируют рост спроса.
Более эффективное сжигание угля в XIX веке только ускорило индустриализацию, в результате чего появилось больше заводов, работающих на угле; более широкие автомагистрали не уменьшают пробок, но заставляют больше людей ездить на машинах и могут создать ещё больше пробок.
Центры обработки данных, потребляющие меньше электроэнергии, могут просто позволить технологическим компаниям внедрить генеративный ИИ в большее количество веб-сайтов и программного обеспечения.
Ведь бизнес-модель Кремниевой долины основана на том, чтобы люди проводили как можно больше времени на сайтах и в приложениях. Чатбот, выбрасывающий меньше углерода на одно сообщение, при экспоненциальном увеличении количества сообщений всё равно будет увеличивать выбросы.
При этом Углеродный след генеративного ИИ не обязательно должен расти экспоненциально, чтобы угрожать планете. Для достижения амбициозных климатических целей потребуется сокращение выбросов во всех отраслях, а с помощью ИИ гораздо сложнее стабилизировать, а тем более сократить долю Интернета.
Фото: latifundist.com
Даже если тонны углерода, которые Интернет выбрасывает в атмосферу, не изменятся в течение десятилетий - невероятно оптимистичный сценарий, - а всё остальное в мире сократит свои выбросы настолько, чтобы остановить глобальное потепление на уровне 1,5 градуса Цельсия, что является целью Парижского соглашения, этого всё равно будет достаточно для достижения цели, как говорится в одной из статей в журнале Patterns, опубликованной в 2020 году.
По мере того как искусственный интеллект и другие цифровые инструменты помогают другим отраслям становиться более экологичными - повышать эффективность электросетей, совершенствовать проектирование возобновляемых источников энергии, оптимизировать маршруты полётов, - выбросы Интернета могут продолжать расти.
«Если мы используем ИИ, а ИИ продаётся как экологический инструмент, то мы будем расширять использование ИИ во всех секторах», - говорит Габриэль Сэмюэль, преподаватель экологической справедливости и здравоохранения в Королевском колледже Лондона.
Возможно, наиболее тревожным аспектом углеродного следа ИИ является то, что, поскольку выбросы Интернета всегда были относительно небольшими, почти никто не готов с ними бороться. В «Законе о снижении инфляции», историческом законе о климате, принятом Конгрессом в прошлом году, не упоминается Интернет; активисты не приковывают себя к центрам обработки данных; никто не учит детей ограничивать свои поисковые запросы или разговоры с чатботами ради будущих поколений. При столь малом количестве исследований и внимания, уделяемого этой проблеме, не ясно, должен ли кто-то это делать.
В идеале ИИ, подобно угольным электростанциям и автомобилям с двигателями внутреннего сгорания, должен столкнуться с экономическим и нормативным давлением, чтобы стать свободным от выбросов. По словам Лучиони, подобно тому, как Агентство по охране окружающей среды устанавливает требования к выбросам для новых автомобилей, правительство могло бы создать рейтинги или ввести стандарты эффективности моделей ИИ и использования отраслью возобновляемых источников энергии.
По мнению Девеша Тивари, инженера Северо-Восточного университета, если пользователь просит Google определить, кто изображён на фотографии - кошка или собака, то достаточно будет использовать менее энергоёмкую модель, точность которой составит 96%, а не 98%.
Фото: knowhow.pp.ua
Интернет может казаться не связанным с физическим миром: цифровым и виртуальным, двухмерным, находящимся в кибернетическом пространстве, а не в материальном. Чатбот не виден в дымовой трубе, из которой вырываются серые клубы дыма, он не выделяет едкий запах из выхлопной трубы. Но потребляемая электроэнергия и углеродные выбросы центров обработки данных, благодаря которым он работает - это наш мир и наша проблема.