22 Szokujące statystyki zużycia energii elektrycznej AI w roku 2024 i później

Sztuczna inteligencja podbija świat i wprowadza innowacje w branżach w sposób, który nigdy wcześniej nie wydawał się możliwy. Ale dzisiaj przejrzałem liczby, aby znaleźć najbardziej szokujące statystyki zużycia energii elektrycznej przez sztuczną inteligencję.

Sama ilość danych i moc obliczeniowa potrzebna do uczenia i opracowywania modeli i algorytmów sztucznej inteligencji, a także duży wzrost codziennych żądań, wymagają ogromnych ilości energii elektrycznej. Czy możemy się dostosować, aby sprostać takiemu zapotrzebowaniu?

Zobaczmy!

Kluczowe statystyki zużycia energii elektrycznej AI

Zużycie energii AI rośnie wykładniczo. Te klucze AI Statystyki dotyczące energii elektrycznej pokazują, gdzie jesteśmy obecnie i z problemami, przed którymi świat może stanąć w przyszłości.

• W 2022 r. sztuczna inteligencja przyczyniła się do 2% światowego zużycia energii – czyli tyle, co mały kraj.
• IEA szacuje, że do 2026 r. sztuczna inteligencja będzie zużywać tyle samo energii elektrycznej, co Japonia.
• Uruchamianie modeli i serwerów AI wymaga od dwóch do trzech razy większej mocy niż konwencjonalne aplikacje.
• Sztuczna inteligencja będzie w dużym stopniu przyczyniać się do przewidywanego 80% wzrostu zapotrzebowania na centra danych w USA do roku 2030.
• Każdego dnia wysyłanych jest 200 milionów żądań ChatGPT, co powoduje zużycie pół miliona kilowatogodzin energii elektrycznej.
• Model GPT-3 zużywa rocznie tyle energii, co 130 domów w USA.
• Elon Musk uważa, że ​​do 2025 r. nie będzie wystarczającej ilości prądu do zasilania wszystkich chipów AI.

Globalne statystyki zużycia energii elektrycznej AI

Te statystyki zużycia energii elektrycznej przez sztuczną inteligencję dają globalny przegląd bieżącego poziomu zużycia energii przez sztuczną inteligencję.

1. W 2022 r. sztuczna inteligencja przyczyniła się do 2% światowego zużycia energii – tyle, ile wynosi mały kraj.

(Źródło: Vox)

Międzynarodowa Agencja Energetyczna (IEA) ostrzegła, że ​​tylko w 2022 r. 2% światowej energii trafiło do zasilania sztucznej inteligencji i zadań związanych z kryptowalutami. Oprócz energii elektrycznej infrastruktura potrzebna do wsparcia tej technologii wymaga ogromnych centrów danych, tworzyw sztucznych, metali, okablowania, wody i pracy, co również stwarza zagrożenie dla środowiska.

2. Uruchamianie modeli AI i serwerów wymaga od dwóch do trzech razy większej mocy niż konwencjonalne aplikacje.

(Źródło: S&P Global)

Systemy AI działają na wydajnych serwerach w centrach danych, które zużywają duże ilości energii elektrycznej do utrzymania chłodzenia i bezpieczeństwa oraz ułatwiają szybkie przetwarzanie.

Tradycyjna szafa w centrum danych zużywa od 30 do 40 kW energii elektrycznej. Gdy sztuczna inteligencja zostanie dodana do procesorów takich jak NVIDIA Grace Hopper H100, zużycie energii wzrasta od dwóch do trzech razy.

3. Procesory graficzne AI zużywają średnio 650 watów energii elektrycznej.

(Źródło: Barron's)

Zadania AI wykorzystują procesory graficzne, które zużywają znacznie większą ilość energii w porównaniu do procesorów CPU. Pomijając firmę NVIDIA, wspólna średnia dla wszystkich procesorów graficznych AI wynosi obecnie 650 watów, co oznacza znacznie większy pobór mocy niż tradycyjne karty graficzne z najwyższej półki, które rzadko przekraczają połowę tej mocy.

4. Każdego dnia wysyłanych jest 200 milionów żądań ChatGPT, co odpowiada pół milionowi kilowatogodzin energii elektrycznej.

(Źródło: The New Yorker)

ChatGPT to tylko jeden system AI, ale jako najpopularniejszy zużywa zawrotną ilość prądu. Średnio 200 milionów generatywna sztuczna inteligencja żądań dziennie, odpowiada to ponad pół milionowi kilowatogodzin energii elektrycznej dziennie. Dla porównania, przeciętny dom w USA zużywa zaledwie dwadzieścia dziewięć kilowatogodzin dziennie.

5. Model GPT-3 zużywa rocznie tyle energii, co 130 domów w USA.

(Źródła: The Verge, Statista)

Jeszcze zanim uwzględnimy najnowsze modele, trening modelu GPT-3 pochłonął już tyle prądu, ile rocznie zużywa 130 domów w USA (1,300 MWh) i 200 w Niemczech. Uczenie dużego modelu językowego wymaga więcej mocy niż jakiekolwiek tradycyjne zadanie centrum danych, a zużycie to wzrasta tylko w miarę pojawiania się, ewolucji i wymagania nowych modeli nowych modeli i wymagających większej ilości danych.

6. GPT-3 zużywa więcej zasobów niż 20 najpotężniejszych superkomputerów na świecie.

(Źródło: Forbes)

Biorąc pod uwagę moc obliczeniową i energię elektryczną, GPT-3 wymaga 800 petaflopów, czyli tej samej mocy obliczeniowej, co obecnie 20 najpotężniejszych superkomputerów na świecie razem wziętych.

7. 15% energii zużywanej przez centrum danych Google jest zużywane przez uczenie maszynowe.

(Źródło: Yale)

Google jest jednym z niewielu pionierów sztucznej inteligencji, którzy otwarcie informują o zużyciu energii elektrycznej. Od 2024 r. gigant wyszukiwania przyznaje, że 15% zużycia energii w jego centrum danych pochodzi obecnie z uczenia maszynowego.

Statystyki rynku energii AI

Warto wziąć pod uwagę nie tylko zużycie energii elektrycznej i innej energii przez sztuczną inteligencję. Sztuczna inteligencja jest również wdrażana na tych rynkach.

8. Sztuczną inteligencję w energetyce wyceniono na 4 miliardy dolarów.

(Źródło: badania rynku Allied)

Sztuczną inteligencję na rynku energii wyceniono na całym świecie w 4.0 r. na 2021 miliardy dolarów, a według prognoz osiągnie ona 19.8 miliarda dolarów do 2031 roku. Wśród autorów znalazły się inteligentne sieci, uczenie maszynowe oraz skutki zmiany klimatu i redukcji emisji.

9. Ameryka Północna ma 37.08% udziału w światowym rynku energii AI.

(Źródło: Statista)

Najnowsze dostępne dane z 2019 roku pokazują, że Ameryka Północna jest światowym liderem na rynku energii opartym na sztucznej inteligencji, posiadając 37.08% udziału. Oczekuje się, że do końca 2024 r. wartość ta wyniesie 7.78 miliarda dolarów.

10. Sztuczna inteligencja ma ponad 50 różnych zastosowań w branży energetycznej.

(Źródło: Latitude Media)

Niedawne szacunki wykazały, że około 100 dostawców energii oferuje rozwiązania AI z ponad 50 możliwymi zastosowaniami, w tym do konserwacji sieci i prognozowania obciążenia. 

11. Sztuczną inteligencję na rynku energii odnawialnej wycenia się na ponad 16 miliardów dolarów.

(Źródło: Badania nad precedensami)

Sztuczna inteligencja to nie tylko pożeracz energii elektrycznej, ale ma coraz większe zastosowanie w energetyce odnawialnej. Rynek światowy wycenia się obecnie na 16.19 miliarda dolarów, a do 114 roku ma osiągnąć ponad 2032 miliardów dolarów. Prym wiodą region Azji i Pacyfiku, którego udział w rynku wynosi 4.4 miliarda dolarów, a według przewidywań do 44.4 roku osiągnie 2032 miliarda dolarów.

Prognozy zużycia energii elektrycznej AI

Zrozumienie dzisiejszego zużycia energii przez sztuczną inteligencję to jedno, ale statystyki dotyczące zużycia energii elektrycznej przez sztuczną inteligencję badają rozwój, który jest tuż za rogiem.

12. IEA szacuje, że do 2026 r. sztuczna inteligencja będzie zużywać tyle samo energii elektrycznej, co Japonia.

(Źródła: Vox, Data Commons)

Japonia ma dużą populację, liczącą ponad 125 milionów ludzi. Znajduje się także w pierwszej dziesiątce krajów zużywających najwięcej energii elektrycznej. MAE przewiduje, że zużycie energii elektrycznej przez sztuczną inteligencję będzie takie samo jak w całej Japonii już w 10 r.

13. Centra danych AI mogłyby do 323 r. dostarczyć w USA 2030 terawatogodzin energii elektrycznej.

(Źródła: CNBC, Wells Fargo)

W miarę jak sztuczna inteligencja staje się coraz szerzej stosowana, a jej zastosowania stają się coraz bardziej złożone, zużycie energii musi rosnąć, aby sprostać rosnącym wymaganiom.

Wells Fargo przewiduje, że zapotrzebowanie na energię elektryczną z centrów danych AI może do 323 r. zwiększyć w USA 2030 terawatogodziny. To aż siedem razy więcej niż obecne zużycie energii elektrycznej w Nowym Jorku.

14. Do 1.5 roku NVIDIA będzie dostarczać 2027 miliona serwerów AI rocznie.

(Źródło: Scientific American)

W firmie NVIDIA nie chodzi tylko o granie. Ten producent kart i chipów przoduje w dziedzinie serwerów AI i oczekuje się, że do 1.5 r. roczna liczba dostaw tych wyspecjalizowanych systemów osiągnie 2027 miliona. Odpowiadałoby to 85.4 terawatogodzinom energii elektrycznej rocznie, czyli więcej niż zużywa wiele małych krajów .

15. AMD może wkrótce konkurować z firmą NVIDIA na rynku procesorów graficznych AI.

(Źródło: Investors.com)

NVIDIA obecnie dominuje na rynku procesorów graficznych AI dzięki kompleksowemu rozwiązaniu A100 do obliczeń AI. Analitycy uważają jednak, że AMD może potencjalnie osiągnąć 20% udziału w rynku, niezbyt daleko od ogólnego udziału w rynku procesorów graficznych.

Wkład AI zapewnia konkurencyjną wydajność, ale po bardziej przystępnej cenie.

16. Większość procesorów graficznych wykorzystywanych w sztucznej inteligencji będzie zużywać 1,000 watów energii elektrycznej do 2026 r.

(Źródło: Barron's)

W miarę rozwoju procesorów graficznych AI do 1,000 r. każdy z nich będzie wymagał średnio 2026 watów energii elektrycznej, co stanowi znaczny wzrost w porównaniu ze średnim zużyciem wynoszącym 650 watów obecnie.

17. Sztuczna inteligencja będzie w dużym stopniu przyczyniać się do przewidywanego 80% wzrostu popytu na centra danych w USA do 2030 r.

(Źródło: S&P Global)

Navitas Semiconductor przewiduje wzrost zapotrzebowania na centra danych w USA o 80% w latach 2023–2030, przy czym większość tego wzrostu przypisuje się mocy potrzebnej do uczenia modeli sztucznej inteligencji, która, jak zauważono, jest od dwóch do trzech razy większa niż w przypadku zwykłych aplikacji.

18. Wyszukiwarka Google podwoiłaby zużycie energii, przechodząc na serwery wykorzystujące wyłącznie sztuczną inteligencję.

(Źródło: komórka)

Z niedawnego badania akademickiego wynika, że ​​Google w coraz większym stopniu wykorzystuje serwery AI w funkcjach wyszukiwania. Gdyby gigant przestawił całą swoją działalność związaną z wyszukiwaniem na sztuczną inteligencję, podwoiłby swoje zużycie energii elektrycznej, co odpowiadałoby mniej więcej tej samej ilości energii elektrycznej zużywanej przez Irlandię.

19. Przedsiębiorstwa gazownicze spodziewają się, że popyt na energię elektryczną AI spowoduje boom biznesowy.

(Źródło: CNBC)

Niektóre szacunki sugerują, że zapotrzebowanie na energię elektryczną wzrośnie o 20% do 2030 r. dzięki sztucznej inteligencji, a producenci gazu ziemnego uważają, że mogą wypełnić lukę tam, gdzie zawiodą odnawialne źródła energii. Sztuczna inteligencja może doprowadzić do wzrostu zużycia gazu ziemnego nawet o 10 miliardów stóp sześciennych dziennie.

20. Elon Musk uważa, że ​​do 2025 r. nie będzie wystarczającej ilości prądu do zasilania wszystkich chipów AI.

(Źródło: Barron's)

Nawet w przypadku gazu ziemnego i innych źródeł pozostaje pytanie: czy świat w ogóle ma zdolność energetyczną, aby nadążyć za wzrostem zużycia energii elektrycznej przez sztuczną inteligencję? Szef SpaceX i Tesli, Elon Musk, uważa, że ​​nawet w przyszłym roku nie będzie wystarczającej ilości prądu do zasilania chipów zasilających sztuczną inteligencję.

21. Odpowiedzią może być energia odnawialna.

(Źródło: Barron's)

Globalna firma energetyczna AES z siedzibą w Wirginii stoi na czele przejścia na czystą energię. Przewiduje, że do 7.5 r. centra danych osiągną 2030% całkowitego zużycia energii elektrycznej w USA, ale możliwość wykorzystania energii odnawialnej na potrzeby sztucznej inteligencji jest najbezpieczniejszą opcją pozwalającą na czyste pokrycie zapotrzebowania.

22. Inteligentne domy obsługiwane przez sztuczną inteligencję mogą zmniejszyć emisję CO2 gospodarstw domowych o 40%.

(Źródła: Zespół BI, GESI)

Kolejną oznaką tego, że rozwój sztucznej inteligencji nie jest wcale zły dla planety, jest jej zdolność do zwiększania wydajności inteligentnych domów. Badania sugerują, że inteligentne systemy grzewcze zmniejszą zużycie gazu o około 5%, podczas gdy automatyzacja domowych systemów energetycznych może zmniejszyć emisję CO2 w przeciętnym domu nawet o 40%.

Podsumowanie

Nie ma wątpliwości, że AI zostaje tutaj. Jeśli jednak tempo wdrażania sztucznej inteligencji przewyższy wzrost produkcji energii elektrycznej, dostępność energii elektrycznej może mieć trudności z nadążeniem za zapotrzebowaniem na energię, co może prowadzić do niedoborów energii lub zwiększonych kosztów energii.

Jak pokazują statystyki dotyczące zużycia energii elektrycznej przez sztuczną inteligencję, podejmowane są wysiłki w celu poprawy efektywności energetycznej systemów sztucznej inteligencji, a niektóre z jej zastosowań mogą faktycznie przynieść korzyści planecie w postaci większego skupienia się na odnawialnych źródłach energii i efektywności energetycznej w domach.

Jednak w miarę ciągłego rozwoju i rozszerzania się sztucznej inteligencji zapotrzebowanie na energię elektryczną prawdopodobnie nadal pozostanie wysokie.

Źródła:

1. Vox

2. S&P Global

3. Barrona

4. New Yorker

5. Poboczy

6. Statista

7. Forbes

8. Yale

9. Badania rynku sojuszniczego

10. Statista

11. średnia szerokość geograficzna

12. Badania nad pierwszeństwem

13. Wspólne dane

14. CNBC/Wells Fargo

15. Scientific American

16. Inwestorzy

17. Komórka

18. Zespół BI

19. GESI