AI en duurzaamheid: is er een probleem?

AI kan steeds meer. Bedenk een willekeurig onderwerp en een AI-tool kan probleemloos een afbeelding of tekst genereren. Toch wordt de impact van bijvoorbeeld het genereren van een afbeelding door AI op het milieu vaak vergeten. Het genereren van één afbeelding door AI kost bijvoorbeeld ongeveer evenveel stroom als het opladen van je mobieltje. Een relevant gegeven als je je bedenkt dat steeds meer organisaties op AI inzetten.

Om AI-modellen te trainen zijn immers enorme hoeveelheden data nodig en om al deze data op te slaan zijn datacenters nodig. Er zijn zelfs schattingen dat AI-servers (in een gemiddeld scenario) tegen 2027 jaarlijks 85 tot 134 terawattuur (Twh) aan stroom kunnen verbruiken. Dit staat gelijk aan de totale hoeveelheid elektriciteit die in Nederland wordt verbruikt in een jaar. De boodschap is duidelijk: AI verbruikt veel energie en zal dan ook een duidelijke impact hebben op het milieu.

Heeft AI een duurzaamheidsprobleem?

Om een nuttig AI-model te maken, zijn een aantal zaken nodig. Hierbij kan je denken aan de trainingsdata, een stabiele internetverbinding, voldoende opslagruimte en GPU’s. Elk onderdeel verbruikt energie tot op een bepaalde hoogte, maar de benodigde computing power door GPU’s verbruikt het meeste. Volgens onderzoekers van OpenAI verdubbelt de hoeveelheid gebruikte computing power sinds 2012 elke 3,4 maanden. Dit is een enorme stijging die zich de komende tijd waarschijnlijk zal voortzetten, gelet op de populariteit van de diverse AI-toepassingen. Deze toename in computing power heeft een steeds groter effect op het milieu. Ter illustratie, uit een onderzoek van de Universiteit van Massachusetts blijkt dat het trainen van populaire AI-modellen tot de uitstoot van 284.000 kilo CO2 kan leiden – evenveel als een gemiddelde auto die 31 keer de wereld rond rijdt. 

Organisaties die een AI-model willen maken, zouden daarom een goede afweging moeten maken tussen de toegevoegde waarde van het AI-model en de impact van het AI-model op het milieu. Hiernaast moeten ook de onderliggende infrastructuur en de GPU’s zelf (energie)-efficiënter worden.

De impact van AI op het milieu verkleinen

Voor het maken van een AI-model zijn een aantal industrieën belangrijk: de datacenter industrie, de energiesector, de halfgeleiderindustrie, telecom operators en de storage-industrie. Om de impact van AI op het milieu te verkleinen, moeten er in elk van deze sectoren stappen gezet worden om de duurzaamheid te verbeteren.

De storage industrie en de rol van flash storage

In de storage industrie kunnen concrete stappen worden gezet om de impact van AI op het milieu te verkleinen. Een voorbeeld van zo’n concrete stap zijn all-flash storage oplossingen die aanzienlijk energiezuiniger zijn dan de traditionele disk-gebaseerde storage (HDD). In sommige gevallen kunnen all-flash oplossingen een reductie van 85% van het energieverbruik opleveren, vergeleken met HDD. Sommige leveranciers gaan zelfs verder dan de standaard SSD’s en ontwikkelen hun eigen flash modules. Hierdoor kunnen all-flash arrays direct communiceren met flash storage. De prestaties van flash worden zo gemaximaliseerd, wat inhoudt dat datacenters minder stroom verbruiken en minder ruimte en koeling nodig hebben.

Bijkomend voordeel van all-flash oplossingen is dat ze ook beter geschikt zijn om AI projecten te draaien vergeleken met HDD-oplossingen. Voor het linken van AI-modellen met data is namelijk een storage-oplossing nodig die te allen tijde betrouwbare en eenvoudige toegang tot data over silo’s en applicaties heen biedt – dit is vaak niet mogelijk met een HDD-storage oplossing.

Datacenters en energiesector

Datacenters kunnen ook een duurzaamheidsslag maken met betere, efficiëntere koelingstechnieken, maar ook bijvoorbeeld backup-generatoren kunnen duurzamer. Een mooi voorbeeld hiervan zijn de noodstroomvoorzieningen van het NorthC datacenter in Groningen. Dit is het eerste datacenter in Europa dat in plaats van traditionele dieselgeneratoren brandstofcellen op basis van groene waterstof gebruikt als noodstroomvoorziening. Deze waterstof moet natuurlijk wel ‘groen’ opgewekt worden, hier ligt een grote rol voor de energiesector. Ook deze sector is grote sprongen aan het maken, zo werd in 2023 in Nederland de helft van de energie opgewekt uit hernieuwbare bronnen.   

Halfgeleiderindustrie

Meer energie uit hernieuwbare bronnen is nodig want de producenten van halfgeleiders – vooral van de GPU’s die de basis vormen van veel AI-systemen – maken hun chips steeds krachtiger, waardoor ze meer stroom vereisen. Zo bevatte een GPU 25 jaar geleden nog één miljoen transistors, waren ze rond de 100 mm² groot en gebruikte ze niet zo veel energie. Inmiddels tellen GPU’s 14 miljard transistors, zijn ze rond de 500mm² groot en verbruiken ze 200W aan energie. Krachtigere GPU’s dus, maar ze verbruiken wel meer energie. De halfgeleiderindustrie moet dus veel inzetten op energie-efficiëntie – iets wat overigens al gebeurt. Zo wordt bijvoorbeeld de energie-efficiëntie van het productieproces continu verbeterd en wordt er veel geëxperimenteerd met nieuwe materialen. Hierbij worden ze ook geholpen door de EU die met zijn Chips Act inzet op rekenkracht, energie-efficiëntie, milieuvoordelen en AI.

Telecom operators

Telecom operators zijn essentieel voor snelle en betrouwbare data-uitwisseling. Dit is relevant omdat de effectiviteit van AI voor een belangrijk deel afhankelijk is van data die ergens wordt gegenereerd en vervolgens moet worden getransporteerd naar het datacenter waar de AI draait. Denk bijvoorbeeld aan een AI-toepassing die input nodig heeft van de sensoren in een fabriek. Telecom operators kunnen op verschillende manieren verduurzamen, bijvoorbeeld door in te zetten op innovatie of door de uitstoot in de supply chain te verminderen.

Conclusie

AI zal een impact hebben op het milieu, maar met initiatieven zoals overstappen op flash storage of het verbeteren van de duurzaamheid van datacenters kan deze impact worden beperkt. Elke sector kan concrete stappen zetten voor een duurzamere koers. Dit wordt al op grote schaal gedaan, maar het kan altijd sneller. Het is belangrijk dat we blijven investeren om klimaatverandering tegen te gaan.

Dit is een ingezonden bijdrage van Pure Storage. Via deze link vind je meer informatie over de mogelijkheden van het bedrijf.