Ovatko tekoälyä hyödyntävät datakeskukset haitallisia ympäristölle?

Tekoälyn datakeskukset voivat aiheuttaa todellista ympäristökuormitusta, mutta on liian yksinkertaista väittää, että jokainen tekoälyn datakeskus olisi automaattisesti haitallinen ympäristölle. Samalla työkuormalla voi olla hyvin erilaisia vaikutuksia riippuen sähköverkosta, jäähdytysjärjestelmästä, paikallisista vesiolosuhteista ja laitteiston tehokkuudesta.

Tietokeskus, joka saa sähköenergiansa pääosin vähähiilisistä lähteistä, hyödyntää tehokasta jäähdytystä ja noudattaa läpinäkyvää raportointia, jättää erilaisen ympäristöjalanjäljen kuin sellainen, joka on riippuvainen fossiilisia polttoaineita runsaasti käyttävästä sähköverkosta, kuluttaa paikallisia vesivaroja tai kuormittaa entisestään jo nyt kuormitettua sähköjärjestelmää.

Olennaista ei ole se, ovatko tekoälyn datakeskukset abstraktilla tasolla hyviä vai huonoja. Olennaista on se, mitä ne kuluttavat, missä ne sijaitsevat, mitä ne korvaavat tai mahdollistavat, ja pystyvätkö paikalliset yhteisöt näkemään selkeästi niihin liittyvät hyödyt ja haitat.

Tekoälyn datakeskukset on tarkoitettu laskennan suorittamiseen. Suuret tekoälyjärjestelmät perustuvat tiheästi pakattuihin GPU-telineisiin, suurikapasiteettisiin verkkoihin, tallennuslaitteisiin, muistiin ja virransyöttölaitteisiin. Kun nämä järjestelmät kouluttavat malleja tai käsittelevät päättelypyyntöjä, ne kuluttavat sähköä jatkuvasti.

Tämän sähkön ympäristövaikutukset riippuvat suuresti sähköverkosta. Vähähiilisestä sähköverkosta peräisin olevalla megawattitunnilla on erilaiset ilmastovaikutukset kuin pääasiassa kivihiilellä tai kaasulla tuotetulla megawattitunnilla. Siksi sijainti on yhtä tärkeää kuin rakennuksen sisällä oleva laitteisto.

Katso tarkempi selitys siitä, miksi tekoäly kuluttaa niin paljon energiaa, osoitteesta Miksi tekoäly kuluttaa niin paljon sähköä?.

Tekoälypiirit tuottavat lämpöä. Tietokeskusten on poistettava tämä lämpö, jotta palvelimet toimivat luotettavasti ja tehokkaasti. Joissakin laitoksissa käytetään ilmanjäähdytystä, toisissa jäähdytetyn veden kierrätysjärjestelmiä, toisissa haihdutusjäähdytystä ja monissa hybridiratkaisuja, jotka mukautuvat ulkoilman olosuhteiden mukaan.

Vesipohjainen jäähdytys voi tietyissä olosuhteissa vähentää sähkönkulutusta, mutta se voi myös lisätä paikallista vedenkulutusta. Tämä kompromissi ei ole automaattisesti hyvä tai huono asia. Se riippuu paikallisesta ilmastosta, vesipulasta, energiayhdistelmästä sekä siitä, onko vesi juomakelpoista, kierrätettyä vai muulla tavalla hallinnoitua.

Lisätietoja jäähdytyksestä ja vedenkulutuksesta löytyy kohdasta Miksi tekoälyn datakeskukset kuluttavat niin paljon vettä?.

Suurin osa tekoälyn datakeskusten hiilidioksidipäästöistä on epäsuoria. Palvelimet eivät yleensä tuota hiilidioksidipäästöjä itse laitoksessa, mutta niiden käyttämiseen tarvittava sähkö voi olla peräisin fossiilisista polttoaineista jossain sähköverkossa.

Tämä tarkoittaa, että samalla tekoälymallilla voi olla erilaiset hiilijalanjäljet riippuen siitä, milloin ja missä se on käytössä. Alueellinen verkkointensiteetti, uusiutuvan energian hankinta, varavoimatuotanto ja tunneittain tapahtuva sähkön sovittaminen voivat kaikki vaikuttaa todelliseen hiilijalanjälkeen.

Koska tekoälyyn liittyvää energianhankintaa koskevia yksityiskohtaisia tietoja julkaistaan harvoin, hiilidioksidipäästöarvioita tulisi pitää suuntaa-antavina. Avoimet oletukset ovat uskottavampia kuin se, että teeskennellään, että tarkat maailmanlaajuiset kokonaismäärät olisivat tiedossa.

Tietokeskukset ovat fyysisiä teollisuuslaitoksia. Ne tarvitsevat tonttia, verkkoliitäntöjä, sähköasemia, kuituverkkoa, varajärjestelmiä, rakennusmateriaaleja ja jäähdytysinfrastruktuuria. Vaikka maailmanlaajuiset päästöt ovatkin pääasiallinen keskustelunaihe, paikalliset vaikutukset voivat ratkaista, hyväksytäänkö hanke vai ei.

Yhteisöt saattavat olla huolissaan vedenkulutuksesta, sähkölaskuista, verkoston ylikuormituksesta, melusta, verokannustimista, maankäytöstä, rakentamisen aiheuttamista häiriöistä tai siitä, vastaavatko luvattuja työpaikkoja kansalaisten antaman tuen laajuutta. Nämä huolenaiheet eivät ole kaikkialla samat.

Siksi vakavassa ympäristövaikutusten arvioinnissa ei pitäisi tyytyä tarkastelemaan vain tekoälyn kokonaiskysyntää. Siinä tulisi pohtia, millaisia vaikutuksia tietyllä datakeskuksella on tiettyyn sähköverkkoon, vesistöalueeseen ja yhteisöön.

Tekoälyinfrastruktuuria koskeva julkinen raportointi on parantumassa, mutta se on edelleen puutteellista. Monet yritykset julkistavat energian- tai vedenkulutustietojaan, mutta eivät aina niitä yksityiskohtia, joita tarvitaan tekoälytyökuormien, yksittäisten laitosten tai tiettyjen mallien palvelujärjestelmien erittelemiseksi.

Ilman selkeää tietojen julkistamista ulkopuolisten arvioiden on perustuttava julkisiin raportteihin, infrastruktuuria koskeviin oletuksiin, laitteistovaatimuksiin ja tutkimuksiin. Tällä tavoin voidaan saada hyödyllisiä suuruusluokkia, mutta niitä ei pidä sekoittaa tilintarkastettuihin laitostason mittaustuloksiin.

Parempi läpinäkyvyys tekisi keskustelusta käytännönläheisemmän: kuinka paljon sähköä tarvitaan, mitä verkkovarojen resursseja käytetään, miten jäähdytys toimii, mistä vesilähteestä vesi otetaan ja miten vaikutukset muuttuvat ajan myötä.

Tekoälyn datakeskusten ympäristövaikutuksia voidaan pienentää käyttämällä tehokkaampia siruja, parantamalla mallien käyttöä, kehittämällä pienempiä erikoistuneita malleja, hyödyntämällä lämpöä uudelleen, tehostamalla jäähdytystä, valitsemalla paremmat sijoituspaikat, käyttämällä vähähiilisempää sähköä sekä tiukentamalla raportointivaatimuksia.

Pelkkä tehokkuus ei takaa kokonaisvaikutusten pienenemistä. Jos tekoälyn käyttö kasvaa nopeammin kuin tehokkuus paranee, sähkön kokonaiskulutus, jäähdytystarpeet ja infrastruktuurin laajentaminen voivat silti kasvaa.

Realistinen johtopäätös on monisyinen: tekoälyn datakeskukset eivät ole sinänsä huono asia, mutta ne eivät myöskään ole vaikutuksettomia. Niiden ympäristövaikutukset riippuvat teknisistä valinnoista, paikallisista resurssirajoitteista, julkisesta vastuullisuudesta sekä siitä kysynnän laajuudesta, jota varten ne on rakennettu palvelemaan.