Rozwój sztucznej inteligencji jest niezaprzeczalny, ale o jego efektach środowiskowych mówi się niewiele. O wyzwaniach energetyki w dobie AI i rozwiązaniu dającym nadzieję na energetyczny wyścig z czasem opowiada nam Dipul Patel, były dyrektor ds. technologii Soluny, obecnie w Provocative.
Obecnie największym wyzwaniem branży AI jest pozyskanie olbrzymich zasobów energii oraz zapewnienie jej stabilności po to, żeby wejść z usługami w jak najszybszym czasie. Skala tego wyzwania jest napędzana wraz z rozwojem technologii. Budowa gigantycznych serwerowni czy chipów przetwarzających gigawaty mocy w trakcie milisekund zmienia wiele. Sytuuje to branżę lata świetlne od stanu, w jakim była jeszcze 20 lat temu.
Problemów nie brakuje
Cały świat jest głodny energii, a centra danych stanowią jedynie część tego zapotrzebowania. Kwestie środowiskowe rzadko pojawiają się w dyskusji, która jest skoncentrowana na rentowności inwestycji i wyścigu o największy „kawałek tortu”. I nie chodzi nawet o to, że kwestie środowiskowe są zaniedbywane w negocjacjach – one po prostu nie pojawiają się w rozmowach.
Pakt milczenia wśród największych graczy jest niezbędny. Jak mówi Dipul Patel, nie można mówić o zrównoważonym rozwoju, jednocześnie zasilając swoje centrum danych gigawatami brudnej energii i zacierając niewygodne prawdy kredytami węglowymi. Poza tym problem nie sprowadza się wyłącznie do produkcji energii. Wyzwanie ma trzy równorzędne wymiary: magazynowanie. wytwarzanie i przesył.
Typowe centra danych w chmurze mają moc około 20 MW i są 50 razy większe pod względem zużycia energii od zwykłych serwerowni. Przeciętne centrum na potrzeby AI ma obecnie moc 100 MW. Nowo planowane centra danych, które oferują moc obliczeniową „w chmurze”, są już o mocy od 1 GW wzwyż. Pytanie, jak dokonać tak olbrzymiego wzrostu, nie niszcząc środowiska naturalnego?
Stabilna energia dla centrów danych
Jak się dowiadujemy, największym problemem jest energia, którą trzeba wyprodukować, przetransportować, a na końcu zmagazynować. W rezultacie znaczna część świata nie może wytwarzać zielonej energii. Wynika to z faktu, że nie ma wystarczającego popytu, aby ją zużyć w momencie wytwarzania. Sieci energetyczne są zbyt przeciążone, żeby ją przetransportować. Same akumulatory jeszcze do niedawna nie były projektowane z myślą o sieci energetycznej.
Centra potrzebują stabilnej energii. Jak na ironię, najstabilniejszą jest ta pochodząca z paliw kopalnych.
– 40 proc. energii wytwarzanej przez firmy wiatrowe nie jest wykorzystywane. Farmy wiatrowe są tam, farmy słoneczne tutaj, ale ludzie są tutaj, a ty próbujesz przetransportować całą tę energię wszędzie – wyjaśnia Dipul Patel. – Teraz dodajesz do tego jeszcze sztuczną inteligencję, co powoduje ogromne skoki zapotrzebowania energetycznego.
Na tym problemy się nie kończą, ponieważ z jednej strony są ogromne wahania energii, a z drugiej mnóstwo nowych chipów o bardzo dużym poborze mocy.
Zatrzymanie to problem dla sieci
W układach AI czipy w ciągu jednej milisekundy potrafią zmniejszyć pobór mocy z 98 proc. do zera. Jeśli trenuje się duży model, wszystkie czipy wyłączają się w tym samym czasie, gdy model zapisuje swoje najnowsze odkrycie. W świecie IT nazywa się to „tworzeniem punktów kontrolnych” podczas uczenia się.
Stosuje się je, żeby zapisać pozyskane informacje na wypadek awarii zasilania. Wszystko po to, żeby nie utracić całości zgromadzonych danych. W praktyce co pół godziny lub 15 minut całe centrum danych się zatrzymuje, stwarzając ogromne problemy dla sieci energetycznej. Gigawaty mocy włączają i wyłączają się w ciągu milisekund, powodując awarie sprzętu w różnych miejscach.
– Obecnie znajdujemy się w bardzo niepokojącym momencie, ponieważ centra danych stają się ogromne, a nikt nie dba o zrównoważony rozwój – komentuje Patel.
Wskaźnik PUE określa, jaka część energii dostarczanej do centrum danych trafia do układu, a jaką pochłania system chłodzący, oświetlenie czy infrastrukturę.
– Przykładowo: typowe centra danych miały kiedyś wskaźnik 1,3 lub 1,4. Znaczy to, że gdy do systemu wpływa 140 W, 40 W zużywa się na chłodzenie oraz na infrastrukturę IT i biura. Pozostałe 100 W trafia do komputerów. Jeśli jednak spowoduję odparowanie wody, umieszczając przed serwerami mokry karton i kierując na niego wiatrak, moje zużycie energii znacznie spada. – wyjaśnia Patel. – W ten sposób mój wskaźnik PUE sztucznie spada do 1,05, 1,04.
„Proces sam się naprawi”
Dziś technologia magazynowania energii robi postępy, lecz nie jest jeszcze gotowa. Nasza sieć wymaga modernizacji, co jest czasochłonne i skomplikowane prawnie. Gotowe są natomiast komputery. Wymagają jednak modyfikacji, dzięki której – według naszego rozmówcy, proces sam się naprawi.
O co dokładnie chodzi? W interakcji online liczy się responsywność, czyli tak zwany „ping”. To szybkość odpowiadająca uzyskaniu natychmiastowej odpowiedzi od kogoś, do kogo akurat mówimy. Reakcja zwrotna przychodzi w tej samej chwili. W świecie gier jest to zazwyczaj 5-10 milisekund w czasie rzeczywistym.
Co stanie się, gdy opóźnimy „ping” o jedną milisekundę? Patel uważa, że pozwala nam to przenieść centrum danych o 300 km, co jest kluczem do rozwiązania problemu.
Obecnie komputery projektuje się tak, aby sprostać naszym potrzebom w czasie rzeczywistym i dostarczać jak najszybciej i jak najbardziej sprecyzowanej informacji. Centra danych są więc zaprojektowane, aby szybko dostarczać dane pod natychmiastowe potrzeby klienta.
Niczym Formuła 1
– W rezultacie wszystko musi być wyspecjalizowane, podobnie jak w samochodzie F1. Ale my potrzebujemy raczej ciężarówki roboczej – centrum danych, które zasadniczo potrafi wydajnie przetwarzać duże ilości danych. Nie pojechałabyś przecież na zakupy super autem, prawda? Musimy zbudować ciężarówkę. I właśnie to robi Soluna – wyjaśnia nasz rozmówca.
Rozwiązaniem Soluny jest podłączenie centrów danych bezpośrednio przy farmach wiatrowych. Każdy z bloków o wielkości 16×4 m będzie w stanie pomieścić 1 MW w jednej skrzynce serwerowej. Ideą przewodnią jest pełne uniezależnienie od sieci i umożliwienie jak najszybszej budowy serwerowni na terenach odległych. Takie rozwiązanie umożliwiłoby korzystanie z czystej energii.
Obecnie obserwujemy globalną fascynację potencjałem oraz korzyściami ekonomicznymi wynikającymi z zastosowań sztucznej inteligencji. Możliwości technologii są ogromne i niewątpliwie w niektórych dziedzinach prognozujące olbrzymie korzyści. Pojawiają się nawet głosy, że technologia AI ma potencjał bycia katalizatorem, który ochroni naszą planetę. Na obecnym etapie jednak żadna technologia AI nie jest „czysta”. Co możemy zrobić, jako użytkownicy? Wymagać, żeby rozwój tej branży służył konkretnym celom, a nie był jedynie bańką mody na big-tech.
–
Zdjęcie tytułowe: Akela999/Pixabay
