1 632

Великий провал Інтернету: Як пов’язані клімат і Штучний Інтелект

Впровадження ШІ спонукає до розвитку галузей, що споживають енергію. Вчені сперечаються, чи це вплине на вуглецевий слід, чи все не так погано

Ілюстрація: Landezine

За часів юності Facebook більша частина сайту обслуговувалась у будівлі в місті Прайнвілл, штат Орегон. Цей центр обробки даних, у якому розташовувалися ряди серверів розміром із холодильник, заповнені кремнієвими чипами, споживав величезну кількість електроенергії, що перевищує річне енергоспоживання більш ніж 6000 будинків.

Одного літа 2011 року, як повідомляє The Register, один із керівників соціальної мережі отримав тривожний сигнал: “У центрі обробки даних хмара… всередині”. Після збою в роботі обладнання в будівлі стало так жарко і волого, що хмарне сховище було залите дощем із цієї хмари.

Зараз Meta керує більш ніж дюжиною центрів обробки даних, кожен з яких набагато більший і потужніший, ніж той, що був у Прайнвіллі. Центри обробки даних стали основою інтернету, забезпечуючи роботу рекламних акцій Amazon, відеороликів TikTok, результатів пошуку Google та всього іншого. Тисячі таких будівель у всьому світі споживають приголомшливу кількість електроенергії (порівняну з енергоспоживанням усієї Англії). І ця енергія в основному виробляється з викопного палива.

Хоча на частку глобальної павутини припадає лише мала частина викидів (трохи більш як 4%), його вплив неухильно зростає. Дедалі більше людей користуються інтернетом, а сама мережа стає складнішою.

Ситуація змінюється над краще з появою генеративних систем ШІ. Якщо порівняти з багатьма іншими аспектами мережі, ChatGPT та його побратими відрізняються від усього, що було раніше за рівнем енергоспоживання. ШІ ризикує зробити кожен пошук, прокручування, клац та купівлю більш енергомісткими.

Фахівці Кремнієвої долини стрімко впроваджують цю технологію в пошукові системи, програми для редагування фотографій, покупок і фінансів, написання текстів та обслуговування клієнтів і практично усі інші цифрові продукти. Разом з майже 5 мільярдами користувачів інтернету, збитки для клімату можуть виявитися колосальними.

“У найближчому майбутньому, принаймні найближчими п’ятьма роками, ми побачимо значне зростання вуглецевого сліду ШІ”, — зазначив фахівець із інформатики з Каліфорнійського університету в Ріверсайді Шаолей Рен. Не всі експерти згодні з тим, що ШІ є серйозною проблемою для планети, але навіть помірне зростання викидів може виявитися руйнівним.

Поки що, наскільки можна судити, цього не сталося. Багато даних про те, скільки вуглецевих викидів залишає робота популярних моделей ШІ, таких як ChatGPT. Цифри складно підрахувати, вони залежать від обчислювальної потужності, що використовується в центрі обробки даних, кількості споживаної електроенергії та способу її отримання. Деякі ознаки вказують на те, що за період буму ШІ споживання електроенергії вже побільшало.

Споживання води є відносним показником попиту електроенергії, оскільки центри обробки даних використовують воду для охолодження. За словами Рена, у 2022 році споживання води на об’єктах компанії Google зросло приблизно на 20%, що частково пояснюється інвестиціями в ШІ, які лише зростають.

Робота генеративного ШІ пов’язана з викидами вуглецю з трьох причин:

• По-перше, це створення комп’ютерних чипів і центрів обробки даних, на яких працює ШІ.

• По-друге, для навчання мовних чи інших моделей ШІ потрібна електроенергія. За словами наукового співробітника Інституту штучного інтелекту Аллена Джессі Доджа, навчання такої системи, як ChatGPT, призводить до викидів вуглекислого газу, еквівалентних викидів кількох десятків будинків за рік.

• По-третє, чат-бот чи будь-який інший кінцевий продукт потребує електроенергії при кожному використанні. Наприклад, мовна модель Hugging Face, яка обробляє 558 запитів на годину, протягом 18 днів викидала в атмосферу 19 кг вуглецю. Це еквівалентно проїзду автомобілем близько 1500 км.

Здавалося б, це небагато, але показники швидко зростають, оскільки до генеративного ШІ продовжують вливатися мільярди доларів. Ці програми стають дедалі масштабнішими та складнішими, набори навчальних даних зростають у геометричній прогресії, а потужність моделей подвоюється не рідше ніж раз на три місяці. Постійно з’являються нові моделі, а старі часто перенавчаються.

Навіть якщо одне повідомлення чат-бота споживає незначну кількість енергії, наше прагнення постійного спілкування та розвитку швидко “виправить” це, — пояснює науковий співробітник компанії Hugging Face Саша Лучіоні, який вивчає питання ШІ та сталого розвитку. Коли генеративний ШІ почне повністю заповнювати мережу, на використання роботів може припадати три п’яті викиди цієї технології, якщо не більше.

Візьмемо, наприклад, Google Search. Фахівці вже працюють над тим, щоб додати до пошукової системи функціонал чат-бота. Google обробляє в середньому 150 млн пошукових запитів на годину, і кожен результат пошуку з використанням ШІ може вимагати в 5-10 разів більше обчислювальної потужності, ніж традиційний, за словами декана Школи обчислювальних технологій Університету RMIT в Австралії Карін Верспур.

У центрах обробки даних вже спостерігається зростання енергоспоживання у зв’язку з впровадженням ШІ, а за прогнозами McKinsey, до 2030 року споживання електроенергії центрами обробки даних зросте більш ніж удвічі. Наскільки сильно це вплине на викиди, поки що неясно. “Суть у тому, що стане більше людей, які виконують складніші дії в інтернеті, і це призведе до значного зростання загального споживання енергії”, — вважає фахівець з інформатики з Лабораторії Лінкольна Массачусетського технологічного інституту Віджай Гадепаллі.

З іншого боку, чат-боти необов’язково стануть екологічно небезпечною бомбою. Навіть без генеративного ШІ глобальний інтернет-трафік з 2010 року зріс у 25 разів, але споживання електроенергії зростало повільніше завдяки підвищенню ефективності центрів обробки даних, комп’ютерних чипів та програмного забезпечення. “Ефективність обчислення зростає досить швидко”, — пояснює колишній науковий співробітник Стенфорда, експерт з питань навколишнього середовища та цифрових технологій Джонатан Кумі.

Згідно з даними дослідження професора інформатики Каліфорнійського університету в Берклі Девіда Паттерсона, всупереч тому, що в останні роки компанія Google розширила свої дослідження в галузі машинного навчання, споживання електроенергії не випереджає показники інших компаній. Деякі заходи підвищення ефективності будуть просто економічно необхідні отримання прибутку.

Генеральний директор OpenAI Сем Альтман назвав обчислювальні витрати на ChatGPT “запаморочливими”. Є ймовірність, що під час збереження темпів розвитку ШІ компанії можуть прогоріти самі, перш ніж спалять всю планету.

Іншими словами, хоча генеративний ШІ вимагатиме більшого обсягу обчислень, він може не нарощувати пропорційно попит на електроенергію. За словами Марка Дайсона, директора програми з безвуглецевої електроенергії аналітичного центру RMI, зростання споживання електроенергії також не гарантує зростання викидів, оскільки світ переходить на відновлювані джерела енергії.

Представники компаній Meta, Google та Microsoft знарощують інвестиції у відновлювані джерела енергії та скорочення споживання електроенергії та води у своїх центрах обробки даних у межах амбітних цілей щодо скорочення викидів. Однак на ці заходи можуть піти роки, а бум генеративного ШІ вже розпочався.

За словами Лучіоні, потреба центрів обробки даних, у яких працює штучний інтелект, у постійному енергопостачанні може призвести до того, що вони дотримуватимуться як мінімум деяких, а то й багатьох джерел викопного палива. За потреби можна легко спалити більше вугілля або природного газу, але не можна змусити вітер дути сильніше.

За словами Лучіоні, навіть якщо всі ці заходи щодо підвищення ефективності будуть розвиватися в апаратному та програмному забезпеченні, а також у мережі, вони не зможуть повністю компенсувати наростальну обчислювальну інтенсивність ШІ, що іноді називають ефектом відскоку. Коли технології стають ефективнішими, додаткові ресурси стимулюють зростання попиту.

Ефективне спалювання вугілля у ХІХ ст. лише прискорило індустріалізацію, внсалідок цього з’явилося більше заводів, що працюють на вугіллі. Широкі автомагістралі не зменшують затори, а заохочують більше людей їздити на машинах. Центри обробки даних та програми ШІ, що споживають менше електроенергії, можуть просто дозволити технологічним компаніям впровадити генеративний ШІ у більшу кількість вебсайтів і програмного забезпечення. Адже бізнес-модель Кремнієвої долини заснована на тому, щоб люди проводили якнайбільше часу на сайтах і додатках. Чат-бот, що витрачає менше вуглецю на одне повідомлення, при експоненційному зростанні кількості запитів все одно збільшуватиме викиди.

Вуглецевий слід генеративного ШІ не обов’язково має зростати експоненційно, щоб загрожувати планеті. Для досягнення амбітних кліматичних цілей знадобиться скорочення викидів у всіх галузях, а за допомогою ШІ набагато складніше стабілізувати, а тим більше скоротити частку інтернету. Навіть якщо тонни вуглецю, які викидаються в атмосферу через роботу інтернету, не зміняться протягом десятиліть (неймовірно оптимістичний сценарій), а весь світ скоротить викиди настільки, щоб зупинити потепління на рівні 1,5 градуса за Цельсієм, як це передбачено Паризькою угодою, цього все одно буде недостатньо для досягнення мети.

З тим, як штучний інтелект та інші цифрові інструменти допомагають іншим галузям стати більш екологічними — підвищити ефективність електромереж, покращити проєктування відновлюваних джерел енергії, оптимізувати маршрути польотів — викиди через роботу інтернету зростають. “Якщо ми використовуємо Ші, а ці програми продаються як екологічний інструмент, то ми будемо розширювати використання ШІ у всіх секторах”, — пояснює викладач екологічної юстиції та охорони здоров’я у Королівському коледжі Лондона.

Можливо, найтривожніший аспект “вуглецевого сліду” ШІ полягає в тому, що оскільки викиди інтернету завжди були відносно невеликими, майже ніхто не готовий до того, щоб працювати над їх скороченням. Активісти не приковують себе до центрів обробки даних, ми не вчимо дітей обмежувати пошукові запити чи розмови з чат-ботами заради майбутніх поколінь. За такою малою кількістю досліджень і уваги, що приділяється цій проблемі, неясно, чи хтось повинен це робити.

В ідеалі ШІ, подібно до вугільних електростанцій та автомобілів з двигунами внутрішнього згоряння, повинен зіткнутися з економічним та правовим тиском, щоб скоротити викиди. За словами Лучіоні, подібно до того, як агенції з охорони навколишнього середовища встановлюють вимоги до викидів для нових автомобілів, уряди могли б створити рейтинги або запровадити стандарти ефективності моделей ШІ та використання галуззю відновлюваних джерел енергії.

Якщо користувач просить Google визначити, хто зображений на фотографії — кішка чи собака, то, як вважає інженер із Північно-Східного університету Девеш Тіварі, достатньо використати менш енергомістку модель із точністю 96%, а не 98%. Чи дійсно світові потрібна, наприклад, броварня під керівництвом ШІ?

Джерела: The Atlantic, The Register, Los Angeles Times, доклад “The climate impact of ICT: A review of estimates, trends and regulations” та інші відкриті джерела

Більше новин та актуальних матеріалів Investory News у нашому каналі в Telegram

Контекст

Ми у соцмережах

Слідкуйте за нами у Facebook або ж читайте усе найцікавіше у нашому каналі в Telegram