Yapay zekanın enerji açlığı dünyayı ısıtıyor

Dünya genelinde elektrik üretimi ve tüketimi, özellikle fosil yakıtlara dayalı enerji üretimi, gezegenimiz üzerinde ciddi bir yük oluşturuyor. Karbon emisyonları, iklim değişikliğinin başlıca itici gücü olarak, doğal afetlerin sıklığını ve şiddetini artırırken, ekosistemleri de geri dönülmez bir şekilde değiştiriyor.

Yaşanan bu durum, şirketleri ve ülkeleri 2030 ve 2050 yılları arasındaki karbon sıfır geçişini neredeyse imkansız kılıyor. Üstüne üstlük, yapay zekanın (AI) yükselişi, enerji tüketiminde yeni bir paradigma ortaya çıkarıyor.

Elektrik Enerjisi Araştırma Enstitüsü (EPRI) tarafından yayınlanan yeni bir teknik inceleme, yapay zekanın güç gereksinimlerindeki katlanarak büyüme potansiyelini gözler önüne seriyor. “Powering Intelligence: Analyzing Artificial Intelligence and Data Center Energy Consumption” başlıklı 35 sayfalık rapor, ABD veri merkezleri tarafından tüketilen toplam enerjinin 2030 yılına kadar iki kattan fazla artarak %166’ya çıkabileceğini öngörüyor.

Yapay zeka enerji açlığı iklim değişikliğini tetikliyor

EPRI’a göre enerji talebi büyük ölçüde üretken yapay zeka tarafından yönlendiriliyor. Üretken yapay zeka, geleneksel aramaya göre sorgu başına katlanarak daha fazla güç gerektirebiliyor. Ayrıca, bunlar sadece normal aramalar için geçerli, görseller ve diğer oluşturulan (ses, video gibi) içerikleri içermiyor. Araştırma içerisinde bulunan bir bölüm:

“ChatGPT, istek başına 2,9 watt-saat (Wh) ile yapay zeka sorgularının, her biri yaklaşık 0,3 watt-saat kullanan geleneksel Google sorgularından 10 kat daha fazla elektrik gerektirdiği tahmin ediliyor; ve görüntü, ses ve video oluşturma gibi yeni, hesaplama yoğun yeteneklerin emsali yok.”

Durumu bu şekilde özetliyor. Raporda, Google arama, ChatGPT, BLOOM ve yapay zeka destekli Google arama olmak üzere beş farklı kullanım durumu inceleniyor. Bunlar arasında, ChatGPT, yapay zeka tabanlı sorgular arasında en az enerji yoğun olanı. Bununla birlikte, araştırmacılar, Google’ın yapay zeka yeteneklerinin Google Arama’ya entegrasyonunun, ChatGPT’den 3 kat daha fazla enerji tüketebileceğini öngörüyor: “Eğer Google benzer yapay zekayı aramalarına entegre ederse, arama başına elektrik 6,9 ile 8,9 Wh arasına yükselebilir.“

Uluslararası Enerji Ajansı’na (IEA) göre veri merkezleri halihazırda küresel elektriğin yaklaşık %1’ini tüketiyor ve bu oranın yapay zeka teknolojilerinin yaygınlaşmasıyla birlikte hızla artması bekleniyor. 2019 yılıyla ivmelenen yapay zeka 5 yıllık bir süreçte tüm dünyanın enerji ihtiyaçlarının %1’ine denk gelmesi açıkça söylemek gerekirse korkutucu.

Eğer yapay zeka enerji tüketimi kontrol altına alınmazsa, bu durum küresel ısınmayı hızlandırarak iklim değişikliğinin etkilerini daha da şiddetlendirebilir. Bilim insanları, küresel ısınmanın 1,5°C’yi aşmasının, geri dönülmez iklim değişikliği etkilerine yol açabileceği konusunda uyarıyorlar. Yapay zeka teknolojilerinin enerji tüketiminin bu sınırı aşmaya katkıda bulunmaması için, enerji verimliliği ve yenilenebilir enerji kaynaklarına geçiş gibi konularda acil adımlar atılması gerekiyor.

Yapay zeka enerji açlığı küresel bir sorun haline geliyor

EPRI, 2023 ve 2030 yılları arasında ABD veri merkezlerinde potansiyel elektrik kullanımına ilişkin dört farklı tahmin geliştirdi. Bu tahminler, düşük (%3,7), orta (%5), yüksek (%10) ve daha yüksek (%15) yıllık büyüme senaryolarına dayanıyor. Daha yüksek büyüme senaryosunda, veri merkezi elektrik kullanımı 2030 yılına kadar 403,9 TWh/yıl’a yükselebilir. Bu, 2023 seviyelerinden %166’lık bir artış anlamına geliyor. Düşük büyüme senaryosu bile, 196,3 TWh/yıl’a %29’luk bir artış öngörüyor.

Büyümenin eşit olmayan coğrafi dağılımı, yerel zorluklar yaratıyor. 2023’te, on beş eyalet ulusal veri merkezi yükünün %80’ini oluşturuyordu. Virginia tek başına %25’lik bir paya sahip. Sensörler ile alınan verilere göre Virginia’nın veri merkezlerinin toplam elektrik tüketiminden aldığı payın, daha yüksek büyüme senaryosunda 2030’a kadar %46’ya ulaşabileceğini gösteriyor. Oregon, Iowa, Nebraska, Kuzey Dakota ve Nevada gibi diğer eyaletlerde de veri merkezlerinin toplam elektrik talebinin %20’sini veya daha fazlasını oluşturması bekleniyor.

Farklı veri merkezi türleri bu büyümeye katkıda bulunuyor. Kurumsal veri merkezleri, toplam yükün %20-30’unu oluşturuyor. İşletmelerin paylaşımlı alan ve altyapı kiraladığı yer paylaşımı merkezleri ve Amazon, Google ve Microsoft gibi bulut devleri tarafından inşa edilen hiper ölçekli merkezler, birlikte yükün %60-70’ini oluşturuyor. Özellikle hiper ölçekli merkezler, muazzam ölçekleri göz önüne alındığında, enerji yeniliklerinin ön saflarında yer alıyor. Yeni merkezler, 100 ila 1000 megawatt kapasitelerle inşa ediliyor. Bu, 80.000 ila 800.000 evin yüküne eşdeğer.

Araştırma sadece ABD’de yapılsa da bunun küresel bir boyutu olduğunu göz ardı etmemek gerekiyor. Microsoft, Nvidia, Google gibi teknoloji devleri, sadece ABD’de değil, dünya genelinde veri merkezleri ve üretim tesisleri kuruyorlar. Özellikle son dönemde yapay zeka teknolojilerine olan yatırımların artmasıyla birlikte, çip üretimi ve bakır madenine olan talep de büyük bir hızla yükseliyor. Bu durum, sadece enerji tüketimini artırmakla kalmıyor, aynı zamanda küresel çip krizi gibi tedarik zinciri sorunlarını da beraberinde getiriyor. Dolayısıyla, yapay zekanın enerji açlığı, sadece ABD’nin değil, tüm dünyanın hatta gezegenimizle karşı karşıya olduğu bir sorun haline geliyor.

Yapay zeka veri merkezi oluşumunda krizler yaşanmaya başlayacak

Yapay zeka destekli uygulamalara olan talep arttıkça, işletmeler Nvidia gibi satıcılardan en son GPU donanımlı sunucuları almak için yarışıyor. Ancak bu son teknoloji makineleri ele geçirmek savaşın sadece yarısı. Bu enerjiye aç makinelerin güç gereksinimleri de giderek artan bir endişe kaynağı haline geliyor. Bu, yapay zekayı benimseme yarışının sadece doğru donanımı, veriyi ve modelleri elde etmekle ilgili olmadığı, aynı zamanda veri merkezi kapasitesine sahip olmakla da ilgili olduğu anlamına geliyor. Tıpkı 1999’daki “dotcom” patlaması gibi.

Gelişen ortamda, işletmelerin hiper ölçekli rakipleri gibi düşünmeye başlaması gerekiyor. Amazon, Google ve Microsoft gibi şirketler, iddialı büyüme planlarını desteklemek için uzun vadeli veri merkezi kapasitesini güvence altına almanın önemini uzun zamandır anlamış durumda. Genellikle, ihtiyaç duydukları kaynakları ölçeklendirmek için enerji sağlayıcıları, tesis operatörleri ve sözleşmeli üreticilerle çok yıllı sözleşmeler müzakere ediyorlar.

İşletmeler için bu, veri merkezi tedarikine yaklaşımlarında köklü bir değişiklik gerektirebilir. Tarihsel olarak, birçok şirket “üç teklif ve bir satın alma” modeline güvendi, RFP’ler (Teklif talebi) yayınladı ve her proje için en düşük maliyetli sağlayıcıyı seçti. Ancak veri merkezi kapasitesinin giderek kısıtlandığı ve altyapı ekipmanının revaçta olduğu bir dünyada bu yaklaşım artık uygulanabilir olmayabilir. Bunun yerine, işletmelerin veri merkezi ve ekipman sağlayıcılarıyla daha uzun vadeli ortaklıklar kurmaya başlaması, garantili tedarik karşılığında belirli bir kapasite seviyesine uzun bir süre boyunca bağlı kalması gerekebilir. Bu tür bir tedarik zinciri anlaşması, sektörde zaten daha yaygın hale geliyor ve bazı veri merkezi tedarikçilerinin geleneksel RFP sürecinden tamamen uzaklaştığı bildiriliyor.

Bir sektör yöneticisi, anonim olarak yaptığı açıklamalarda:

“Veri merkezi ekipmanı tedarikçilerinin çoğu, artık RFP’lere bile cevap vermiyor. Her ay veya çeyrekte belirli bir kapasite sağladıkları ve şirketin bu tedariği sözleşme altına aldığı bir modele doğru ilerliyorlar. On yıl önce gelirimizin %100’ü üç teklif ve bir satın almaydı. Bugün bu oran %25.”

Birçok kurumsal BT lideri için kapasite sözleşmesine doğru bu geçiş, yeni bir stratejik düşünme ve uzun vadeli planlama düzeyi gerektirebilir. Veri merkezi planlamasına yönelik bu tür proaktif, ileriye dönük bir yaklaşım kolay olmayacak. BT, tesisler ve finans ekipleri arasında yakın işbirliği ve yıllar sonra karşılığını vermeyebilecek altyapıya önemli miktarda ön yatırım yapma isteği gerektirecek. Ancak yapay zeka odaklı bir gelecekte rekabet konusunda ciddi olan işletmeler için, rekabette öne geçmek için ihtiyaç duydukları kaynaklara sahip olmalarını sağlamanın tek yolu bu olabilir.

Enerji tüketimi araştırmalarında yapay zeka gözardı edildi

Yapay zekanın enerji açlığı, sadece veri merkezleriyle sınırlı kalmıyor. Yapay zeka teknolojilerine olan yatırımların artmasıyla birlikte, çip üretimi ve bakır madenine olan talep de büyük bir hızla yükseliyor. Bu durum, enerji tüketimini daha da artırarak küresel ısınmayı hızlandırıyor ve iklim değişikliğinin etkilerini daha da şiddetlendiriyor.

Geçmişte yapılan küresel ısınma araştırmalarının çoğunda yapay zekanın enerji tüketimi hesaba katılmadı. Ancak yapay zekanın yükselişiyle birlikte, bu alanda yeni araştırmalar yapılmaya başlandı. Bu araştırmalar, yapay zekanın enerji tüketiminin en üst seviyede olduğu senaryolarda, küresel ısınmanın daha da hızlanabileceğini ve iklim değişikliği etkilerinin daha da şiddetleneceğini gösteriyor.exclamation

Örneğin, Massachusetts Amherst Üniversitesi’nden araştırmacılar tarafından yapılan bir çalışmada, doğal dil işleme (NLP) modellerinin eğitiminin karbon ayak izinin, bir arabanın ömrü boyunca ürettiği karbon emisyonundan daha fazla olabileceği ortaya kondu. Bu durum, yapay zekanın enerji tüketiminin kontrol altına alınmasının ne kadar önemli olduğunu bir kez daha gözler önüne seriyor.

Öne çıkan kaynak görseli: Markus Spiske / Unsplash