Ας εξετάσουμε το τρανζίστορ, τη βασική μονάδα των επεξεργαστών υπολογιστών. Τα τρανζίστορ μπορεί να είναι εξαιρετικά μικρά, ακόμη και με μέγεθος λίγων νανομέτρων. Δισεκατομμύρια από αυτά μπορούν να χωρέσουν σε ένα μόνο τσιπ. 

Αν και δεν έχουν κινούμενα μέρη, καταναλώνουν ηλεκτρική ενέργεια καθώς αποθηκεύουν και μεταβάλλουν δυαδικές πληροφορίες. «Οι άσοι και τα μηδενικά (σύστημα 0-1) κωδικοποιούνται ως υψηλές και χαμηλές τάσεις» δήλωσε ο Timothy Sherwood, καθηγητής επιστήμης υπολογιστών στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στη Σάντα Μπάρμπαρα. «Όταν γίνεται οποιοσδήποτε υπολογισμός, αυτό που συμβαίνει μέσα στον μικροεπεξεργαστή είναι ότι ένα “1” μετατρέπεται σε “0” ή ένα “0” μετατρέπεται σε “1”. Κάθε φορά που συμβαίνει αυτό καταναλώνεται ένα μικρό ποσό ενέργειας». 

Όταν αθροίσουμε αυτή την κατανάλωση — στα δισεκατομμύρια τρανζίστορ ανά τσιπ και έπειτα στα δισεκατομμύρια τσιπ σε υπολογιστές και κέντρα δεδομένων — σχηματίζουν ένα σημαντικό και διαρκώς αυξανόμενο μερίδιο της ενεργειακής κατανάλωσης της ανθρωπότητας. 

Σύμφωνα με τον Διεθνή Οργανισμό Ενέργειας (IEA), η υπολογιστική επεξεργασία και η αποθήκευση δεδομένων αντιπροσωπεύουν αυτή τη στιγμή περίπου το 1 έως 1,5 τοις εκατό της παγκόσμιας ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας. 

Με την άνοδο της τεχνητής νοημοσύνης και των κρυπτονομισμάτων που βασίζονται σε βιομηχανικής κλίμακας κέντρα δεδομένων, το ποσοστό αυτό αναμένεται να αυξηθεί. Για παράδειγμα, μια τυπική αναζήτηση Google χρησιμοποιεί περίπου 0,3 watt-ώρες, ενώ ένα ερώτημα στο ChatGPT καταναλώνει 2,9 watt-ώρες. Το 2024 η χωρητικότητα κέντρων δεδομένων υπό κατασκευή στις ΗΠΑ αυξήθηκε κατά 70% σε σχέση με το 2023. Ορισμένες από τις εταιρείες τεχνολογίας που επενδύουν δυναμικά στην ΤΝ έχουν δει τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου τους να εκτοξεύονται και δυσκολεύονται να πετύχουν τους ίδιους τους περιβαλλοντικούς τους στόχους. 

Πόση περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια θα χρειαστεί αυτή η υπολογιστική ισχύς τα επόμενα χρόνια και θα θέσει τελικά εκτός στόχων τη μάχη κατά της κλιματικής αλλαγής; 

Ο IEA (International Energy Agency) εκτιμά ότι η ενεργειακή ζήτηση από τα κέντρα δεδομένων θα διπλασιαστεί μέχρι το 2030. Η McKinsey προβλέπει τριπλασιασμό ή ακόμη και πενταπλασιασμό. Ως αποτέλεσμα οι μεγάλες τεχνολογικές εταιρείες προσπαθούν απεγνωσμένα να διασφαλίσουν την παροχή ενέργειας. Τον τελευταίο χρόνο υπήρξαν μερικοί από τους μεγαλύτερους αγοραστές ενεργειακών πηγών με χαμηλές εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Η Amazon είναι ο μεγαλύτερος εταιρικός αγοραστής ανανεώσιμης ενέργειας παγκοσμίως. Εταιρείες όπως η Microsoft επαναλειτουργούν παλιά πυρηνικά εργοστάσια και επενδύουν στη νέα γενιά πυρηνικής τεχνολογίας. 

Kάποιες από αυτές τις εταιρείες δεν είναι τόσο επιλεκτικές για την προέλευση της ενέργειας. «Αυτό που χρειαζόμαστε από εσάς» δήλωσε ο πρώην CEO της Google, Eric Schmidt, ενώπιον της Επιτροπής Ενέργειας και Εμπορίου της Βουλής νωρίτερα αυτόν τον μήνα «είναι ενέργεια σε κάθε μορφή — ανανεώσιμη, μη ανανεώσιμη, ό,τι κι αν είναι. Πρέπει να είναι διαθέσιμη και να είναι διαθέσιμη γρήγορα». 

Ήδη η αυξανόμενη ενεργειακή ζήτηση από τα κέντρα δεδομένων δίνει παράταση ζωής σε παλιά εργοστάσια λιγνίτη και δημιουργεί αγορά για νέα εργοστάσια φυσικού αερίου. Ο IEA εκτιμά ότι τα επόμενα πέντε χρόνια, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας θα καλύψουν το ήμισυ της πρόσθετης ζήτησης από τα κέντρα δεδομένων, ενώ το υπόλοιπο θα καλυφθεί από το φυσικό αέριο, τον άνθρακα και την πυρηνική ενέργεια. 

Πολλές από αυτές τις προβλέψεις όμως είναι απλές εκτιμήσεις βασισμένες στις τρέχουσες τάσεις και πολλά αλλάζουν με πολύ γρήγορο ρυθμό. «Το πρώτο που θα πω είναι ότι υπάρχει μεγάλη αβεβαιότητα για το πως θα εξελιχθεί η ενεργειακή ζήτηση από τα κέντρα δεδομένων» υποστηρίζει η Jessika Trancik, καθηγήτρια στο MIT που μελετά τον τομέα της τεχνολογίας και της ενέργειας. 

Καλό είναι γνωρίζουμε ότι τα κέντρα δεδομένων καταναλώνουν σήμερα λιγότερο από το 2% της συνολικής ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας και ακόμη και αν διπλασιαστεί, τριπλασιαστεί ή πενταπλασιαστεί αυτή η κατανάλωση το μερίδιό τους θα παραμείνει σε μονοψήφια ποσοστά. Ένα μεγαλύτερο μέρος της παγκόσμιας αύξησης της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας αναμένεται να προέλθει από τις αναπτυσσόμενες χώρες που εκβιομηχανίζονται και ανεβαίνουν στο εισοδηματικό φάσμα. Η χρήση ενέργειας συνδέεται επίσης με την οικονομία Σε περιόδους ύφεσης, για παράδειγμα, η ζήτηση ενέργειας συνήθως μειώνεται. 

Η κλιματική αλλαγή μπορεί επίσης να παίξει ρόλο. Ένας από τους βασικούς παράγοντες αύξησης της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας πέρυσι ήταν απλώς ότι έκανε πολλή ζέστη, με αποτέλεσμα περισσότεροι άνθρωποι να ενεργοποιούν τα κλιματιστικά. Έτσι, ενώ η ΤΝ είναι ένας σημαντικός και αυξανόμενος “καταναλωτής” ενέργειας δεν είναι ο μόνος παράγοντας που αλλάζει το μέλλον της ενεργειακής ζήτησης. 

Βρισκόμαστε επίσης στην «κάμβρια έκρηξη» των εταιρειών κρυπτονομισμάτων και ΤΝ που σημαίνει ότι πολλές διαφορετικές επιχειρήσεις δοκιμάζουν διάφορες προσεγγίσεις. Αυτή η περίοδος πειραματισμού εκτοξεύει την ενεργειακή κατανάλωση βραχυπρόθεσμα, αλλά δεν θα επικρατήσουν όλες αυτές οι τεχνολογίες. Καθώς αυτοί οι τομείς ωριμάζουν και οι παίκτες τους ενοποιούνται, αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει και σε μείωση της κατανάλωσης ενέργειας. 

Τα καλά νέα είναι ότι οι υπολογιστές γίνονται πιο αποδοτικοί. Η ΤΝ και τα κρυπτονομίσματα βασίζονται σε μονάδες γραφικών επεξεργασίας (GPU), δηλαδή σε τσιπ βελτιστοποιημένα για τον τύπο υπολογισμών που απαιτούν αυτές οι τεχνολογίες. Οι GPU έχουν σημειώσει τεράστια άλματα απόδοσης, ειδικά στην ικανότητα της ΤΝ να λαμβάνει νέα δεδομένα και να βγάζει συμπεράσματα. 

«Τα τελευταία 10 χρόνια, η πλατφόρμα μας έχει γίνει 100.000 φορές πιο ενεργειακά αποδοτική για το ίδιο ακριβώς υπολογιστικό φορτίο» δήλωσε ο Joshua Parker, υπεύθυνος για τη βιωσιμότητα στην Nvidia, έναν από τους μεγαλύτερους παραγωγούς GPU στον κόσμο. «Τα τελευταία δύο χρόνια — δηλαδή μέσα σε μία γενιά προϊόντων — γίναμε 25 φορές πιο ενεργειακά αποδοτικοί». Η Nvidia έχει πλέον εδραιώσει ηγετική θέση στον αγώνα για την ΤΝ, καθιστώντας την μία από τις πιο πολύτιμες εταιρείες στην ιστορία. Οι επεξεργαστές γίνονται συνεχώς πιο αποδοτικοί, κοστίζουν λιγότερο στη λειτουργία, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση της χρήσης τους και να αντισταθμίσει μέρος της εξοικονόμησης ενέργειας. 

«Είναι πιο εύκολο πλέον να κάνεις οικονομική ανάλυση και να αποφασίσεις να εφαρμόσεις ΤΝ, κάτι που σημαίνει ότι το αποτύπωμα μεγαλώνει — είναι ένα πραγματικό παράδοξο» είπε ο Parker. «Τελικά, αυτού του είδους η εκθετική ανάπτυξη συνεχίζεται μόνο αν φτάσεις σε μηδενικό οριακό κόστος. Αλλά πάντα υπάρχει κόστος — τόσο στην ενέργεια όσο και στους υπολογισμούς. Όσο κι αν στοχεύουμε στην αποδοτικότητα, στο τέλος θα υπάρξει μια ισορροπία, γιατί τίποτα δεν είναι δωρεάν». 

Ένας ακόμη παράγοντας που πρέπει να λάβουμε υπόψη είναι ότι τα εργαλεία Τεχνητής Νοημοσύνης (ΤΝ) μπορούν να έχουν και περιβαλλοντικά οφέλη. Η χρήση ΤΝ για προσομοιώσεις μπορεί να μειώσει την ανάγκη για ακριβές, αργές και ενεργοβόρες δοκιμές στον πραγματικό κόσμο — όπως για παράδειγμα στον σχεδιασμό αεροσκαφών. Οι διαχειριστές των ηλεκτρικών δικτύων χρησιμοποιούν την ΤΝ για να βελτιστοποιήσουν τη διανομή της ηλεκτρικής ενέργειας, ώστε να ενσωματωθούν οι ανανεώσιμες πηγές, να αυξηθεί η αξιοπιστία και να μειωθούν οι απώλειες. Η ΤΝ έχει ήδη βοηθήσει στον σχεδιασμό καλύτερων μπαταριών και αποδοτικότερων φωτοβολταϊκών κυττάρων. 

Μέσα σε όλη αυτή την αβεβαιότητα για το μέλλον, υπάρχουν ακόμα δρόμοι που μπορούν να εξασφαλίσουν ότι η εξάπλωση της ΤΝ θα ευθυγραμμιστεί με τις προσπάθειες για περιορισμό της κλιματικής αλλαγής. Οι τεχνολογικές εταιρείες πρέπει να συνεχίσουν να δίνουν έμφαση στην αποδοτικότητα. Αυτοί οι τομείς έχουν επίσης μεγάλες ευκαιρίες να μειώσουν τις εκπομπές άνθρακα τόσο στις εφοδιαστικές αλυσίδες των συσκευών τους όσο και στις υποδομές των κέντρων δεδομένων. Η μαζική ανάπτυξη καθαρής ενέργειας είναι επίσης απαραίτητη. 

Έχουμε ήδη δει πολλές χώρες να αναπτύσσουν τις οικονομίες τους, ενώ μειώνουν τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Αν και η ΤΝ επιβραδύνει προσωρινά αυτή την πρόοδο, δεν είναι απαραίτητο να επιδεινώσει την κλιματική αλλαγή μακροπρόθεσμα — αντιθέτως μπορεί να επιταχύνει τις προσπάθειες για τον περιορισμό της. Αλλά αυτό δεν θα συμβεί από μόνο του. Απαιτείται συνειδητή δράση για να μπούμε στη σωστή πορεία. 

«Είναι εύκολο να γράψεις τον τίτλο που λέει ότι η ΤΝ θα καταρρεύσει το δίκτυο ή θα προκαλέσει περισσότερες εκπομπές» υποστηρίζει ο Parker. «Εγώ είμαι προσωπικά πολύ αισιόδοξος — και νομίζω πως είναι τεκμηριωμένη αυτή η αισιοδοξία — ότι η ΤΝ με τον καιρό θα αποδειχθεί το καλύτερο εργαλείο βιωσιμότητας που έχει δει ποτέ ο κόσμος». 

*Με στοιχεία από το Vox.

 

➪ Ακολουθήστε το OLAFAQ στο Facebook, Bluesky και Instagram.