V dnešnom rýchlo sa rozvíjajúcom technologickom prostredí AI sa objavuje znepokojivá realita: výkon potrebný na jeden dotaz ChatGPT je takmer 10-krát väčší ako pri vyhľadávaní Google.
Tento významný rozdiel nielenže poukazuje na zásadný rozdiel v spotrebe energie medzi technológiami AI a tradičnými internetovými službami, ale signalizuje aj zásadný posun v modeli globálnej spotreby energie.
Nedávno vydala renomovaná poradenská spoločnosť Gartner vo svojej najnovšej správe varovanie, v ktorom predpovedá, že do roku 2027 bude 40 % existujúcich dátových centier AI čeliť prevádzkovým problémom v dôsledku nedostatočného napájania. Táto predpoveď podčiarkuje rastúce napätie medzi vývojom AI a dodávkami energie.
Výskum medzinárodnej investičnej banky Goldman Sachs zároveň poskytuje podobný výhľad: do roku 2030 celosvetový dopyt po elektrickej energii v dátových centrách vzrastie o 160 %. To vyvolalo všeobecné obavy týkajúce sazásobovanie energiourozvoj infraštruktúry a vplyv na životné prostredie.
Graf|Predpoveď spoločnosti Gartner: Každý rok dodatočná spotreba energie z nových serverov AI v dátových centrách AI (Zdroj: Gartner)
Technologickí giganti ako Google, Microsoft, Amazon a Meta nedávno aktívne investovali do jadrových energetických zariadení. Jedným z dôvodov je ich obava, že obrovský dopyt po energii dátových centier AI v budúcnosti nemusí byť splnený.
Historicky dopyt po energii dátových centier vykazoval pozoruhodnú stabilitu. Od roku 2015 do roku 2019, napriek takmer zdvojnásobeniu pracovného zaťaženia dátových centier, zostala ich ročná spotreba elektriny relatívne stabilná na úrovni približne 200 terawatthodín.
Táto stabilita bola z veľkej časti spôsobená neustálym zlepšovaním energetickej účinnosti v dátových centrách. Tento stav však prešiel po roku 2020 zásadným posunom.
Analytik spoločnosti Gartner Bob Johnson poznamenal: "Výstavba hyperškálových dátových centier novej generácie vytvára enormné požiadavky na elektrickú energiu, ktorá prekoná schopnosť poskytovateľov energetických služieb zvýšiť dodávky. Najmä v oblasti spracovania a školenia veľkých modelov sú potrebné výpočtové zdroje a spotreba energie dosiahla bezprecedentnú úroveň.“
V súčasnosti globálne dátové centrá predstavujú 1-2 % celkovej spotreby elektrickej energie, no predpokladá sa, že do roku 2030 tento podiel vzrastie na 3-4 %, pričom tento rast je obzvlášť výrazný vo vyspelých krajinách.
Najmä v Spojených štátoch sa predpokladá, že do roku 2030 sa spotreba elektrickej energie v dátových centrách zvýši zo súčasných 3 % na 8 %, čo povedie k rastu dopytu po elektrine v USA najrýchlejším tempom za takmer 25 rokov.
Graf|Predpovede Goldman SachsEnergiaDopyt po dátových centrách (Zdroj: Goldman Sachs)
Na riešenie tejto výzvy budú musieť americké energetické spoločnosti investovať približne 50 miliárd USD do novej kapacity na výrobu energie špeciálne pre dátové centrá.
Okrem toho do roku 2030 bude mať zvýšený dopyt po elektrine len zo samotných dátových centier za následok denný nárast dopytu po zemnom plyne o približne 3,3 miliardy kubických stôp, čo si vyžiada výstavbu novej infraštruktúry potrubí.
Goldman Sachs poznamenáva, že situácia v Európe je ešte zložitejšia. Ako hlavné centrum pre globálne dátové centrá sa 15 % dátových centier nachádza v Európe. Do roku 2030 bude dopyt po energii týchto dátových centier zodpovedať celkovej spotrebe elektrickej energie v Portugalsku, Grécku a Holandsku spolu.
Vzhľadom na to, že Európa má najstaršie elektrické rozvodné siete na svete, región bude musieť v nasledujúcom desaťročí investovať takmer 800 miliárd EUR do modernizácie svojich prenosových a distribučných sústav, ako aj približne 850 miliárd EUR do rozvoja obnoviteľných zdrojov energie, napr. ako solárna, veterná energia na pevnine a veterná energia na mori na uspokojenie energetických potrieb nových dátových centier.
Graf|Priemerný vek energetických sietí v rôznych regiónoch a Číne (Zdroj: Goldman Sachs)
Ešte znepokojujúcejšie je, že tento prudký nárast dopytu po elektrine priamo ovplyvní ceny elektriny. Výskum naznačuje, že veľkí prevádzkovatelia dátových centier rokujú s hlavnými výrobcami elektriny, aby zabezpečili dlhodobé a stabilné dodávky elektriny nezávisle od iných požiadaviek siete.
Táto konkurencia nevyhnutne zvýši ceny elektriny a tieto náklady sa v konečnom dôsledku prenesú na používateľov produktov a služieb umelej inteligencie.
V dôsledku toho odborníci odporúčajú organizáciám, aby sa vopred pripravili na rastúce náklady na elektrinu a snažili sa podpísať dlhodobé zmluvy o poskytovaní služieb dátových centier za rozumné ceny.
Znepokojujúci je aj vplyv na životné prostredie. Očakáva sa, že do roku 2030 sa emisie uhlíka z dátových centier môžu viac ako zdvojnásobiť v porovnaní s rokom 2022, čo predstavuje novú výzvu pre globálne ciele znižovania emisií.
Podľa Goldman Sachs budú „spoločenské náklady“ na zvýšenie emisií uhlíka len z dátových centier predstavovať 125 až 140 miliárd USD (súčasná hodnota).
Gartner odhaduje, že do roku 2027 dosiahne dopyt po elektrine na prevádzku serverov optimalizovaných pre AI 500 terawatthodín ročne, čo je 2,6-násobok úrovne v roku 2023.
V krátkodobom horizonte, aby sa uspokojil rastúci dopyt po elektrickej energii, niektoré elektrárne na fosílne palivá, ktoré boli pôvodne naplánované na vyradenie z prevádzky, možno budú musieť predĺžiť svoju prevádzkovú životnosť, čím sa ešte viac zhorší tlak na životné prostredie.
Dátové centrá vyžadujú 24-hodinové nepretržité napájanie a v súčasnosti sa musia spoliehať na vodné elektrárne, elektrárne na fosílne palivá alebo jadrové elektrárne, ktoré im zabezpečia stabilnú dodávku elektriny.
Zatiaľ čo obnoviteľné zdroje energie, ako je veterná a solárna energia, sú šetrné k životnému prostrediu, bez podpory systémov na skladovanie energie je ťažké sa na ne spoľahnúť, aby splnili požiadavky dátových centier na nepretržitú energiu.
Graf|Zmeny v zaťažení dátového centra a spotrebe energie za posledných deväť rokov (Zdroj: Goldman Sachs)
Na riešenie týchto výziev priemysel skúma rôzne riešenia. Niektoré spoločnosti zvyšujú investície do obnoviteľnej energie a aktívne podporujú komercializáciu nových technológií jadrovej energie.
Technologické spoločnosti tiež skúmajú inovatívne metódy na zlepšenie energetickej účinnosti. Z dlhodobého hľadiska môže vývoj nových technológií ukladania batérií alebo technológií čistej energie (ako sú malé jadrové reaktory) poskytnúť nové riešenia.
Stojí za zmienku, že samotná technológia AI by mohla prispieť k riešeniam urýchlením inovácií v oblastiach ako zdravotníctvo, poľnohospodárstvo a vzdelávanie, ako aj zlepšením energetickej účinnosti.
Napokon, výskumné správy oboch spoločností naznačujú, že podniky by mali pri formulovaní stratégií rozvoja AI plne zvážiť potenciálne riziká nedostatku energie, posúdiť vplyv rastúcich nákladov na energiu v budúcnosti a aktívne hľadať alternatívne riešenia.
Sľubné riešenia zahŕňajú používanie špičkových výpočtových technológií, prijímanie menších veľkých modelov a uprednostňovanie výpočtovej efektivity pri vývoji generatívnych aplikácií AI.
Je zrejmé, že vývoj technológie AI pretvára globálne energetické prostredie. Vyváženie technologických inovácií, energetickej bezpečnosti a ochrany životného prostredia bude významnou výzvou, ktorej budú v budúcnosti spoločne čeliť globálny technologický a energetický priemysel. (Článok znovu publikovaný z DeepTech)
