הבעיה ה"לוהטת" של הבינה המלאכותית

לבינה המלאכותית יש בעיה. כלומר, יש לה מספר בעיות, אבל הבעיה הזו לוהטת במיוחד: השרתים והמעבדים האחראים לתשובות לכל השאילתות שאנחנו ממטירים על המודלים, מיצירת תמונות של חתולים בחליפות חלל ועד קטעי קוד חדשים, דורשים המון אנרגיה ומייצרים חום.

זה אומר שתיים או שלוש השלכות עיקריות: צריכה מוגברת של חשמל, עד כדי כך שישנן חברות שקנו כורים גרעיניים(!) כדי להניע את חוות השרתים שלהן; יצירת חום מהמעבדים, שאותו צריך לסלק; והשלכות סביבתיות, כמו העובדה שהשרתים והמתקנים דורשים שטחים עצומים. הייצור המוגבר של החשמל באמצעים מזהמים ופליטת החום – מייצרים נזק לסביבה. 

בואו נאמר זאת כך: ההתלהבות העולמית מבינה מלאכותית ויכולותיה הבאמת מופלאות, לא הולכות יד ביד עם אקולוגיה.

בדאטה סנטר החדש הזה נעשה באופן חדשני ניצול אבל לא שימוש(!) בהזרמה של מי-ים לקירור ישיר של השרתים והמעבדים. זהו אחד ממרכזי הנתונים היחידים בעולם בסדר גודל של גיגה וואט ויותר, המנצל הזרמה של מי-ים לקירור שרתים – אבל לא "שותה" אותם, תוך פגיעה בסביבה או בפלורה הטבעית של האוקיינוס האטלנטי

פנים הדאטה סנטר החדשני בסינאש, פורטוגל. צילום: שניידר אלקטריק

אז איך פותרים את המשוואה הזו?

ראשית, נכיר בעובדה שמעבדי בינה מלאכותית רק יילכו ויעשו רעבים יותר לחשמל. לרעה החולה הזו אחראית למעשה אנבידיה (Nvidia), הסטנדרט דה פקטו של התעשייה, ובעניין הזה ג'נסן הואנג, מנכ"ל ומייסד החברה, הוא לא איש בשורות. להיפך. הואנג מעריך שהמעבדים יצרכו יותר חשמל, לא פחות.

לצורך העניין, אם מעבדים ב-2019 צרכו פחות מ-10 קילוואט לארון שרתים (rack), הפריצה של ה-AI ב-2023 על מעבדי ה-GPU זללני החשמל שלה, הקפיצה את הצריכה ל-120(!) קילוואט לארון ב-2025.

וההערכה היא, כאמור, שהצריכה רק תעלה – ההערכות של אנבידיה מדברות על זה שנגיע אפילו לצריכה של 600 קילוואט לארון בעתיד. מישהו, או משהו, צריך לייצר ולספק את כל החשמל הזה, לצד מערכות תומכות, כמו קירור, אל-פסק, ייצוב מתח וכולי.

והבעיה השנייה היא, כמובן, סילוק של החום המיוצר על ידי הפעילות של המעבדים השרירניים של הבינה המלאכותית.

צורכים נוזלים

כמובן, הישועה לא תבוא ממתקני ייצור חשמל מסורתיים כמו פחם או מזוט, המזהמים את הסביבה. לכן חברות גדולות כמו גוגל, מיקרוסופט ואמזון פנו לפתרונות שונים של כורי ביקוע גרעיני (גוגל ואמזון מתעניינות בטכנולוגיות של זעיר כורים, מיקרוסופט רכשה כור גרעיני ישן ותחזיר אותו לפעילות). ומקור האנרגיה הירוק האחר הוא אנרגיה מתחדשת, כמו ייצור חשמל מלוחות סולאריים או טורבינות רוח.

המפתח הוא בגדול, להפחית את צריכת החשמל למערכות IT ולמטב אותה ככל האפשר, והיחידה שהפכה לרווחת בתעשייה לעניין הזה, היא PUE (ר"ת Power Usage Effectiveness, או 'יעילות שימוש בחשמל'), והיא מוגדרת על ידי הנוסחה: צריכת האנרגיה הכוללת של המתקן, חלקי צריכת האנרגיה של ציוד ה-IT (כמו שרתים, אחסון והתקני רשת). האידיאל התיאורטי של היחידה הוא 1.0, כלומר שכל האנרגיה הנצרכת מנוצלת על ידי התקני עיבוד המידע, ללא כל צריכה נוספת של קירור, אנרגיה או תשתיות. 1.0 הוא יעד שלמעשה הינו בלתי אפשרי להשגה, אבל רוב חוות השרתים המודרניות היעילות פועלות על נתון של בין 1.1 ל-1.4 PUE, כאשר נמוך יותר = טוב יותר.

כאן נכנס הסיפור האקולוגי: בשעה שמערכות קירור אוויר היו טובות לעידן הקודם של שרתים שצרכו פחות מ-10 קילוואט, על אף פיתוחים מתקדמים בתחום – הן פשוט לא מסוגלות להתמודד ביעילות עם ארונות שזוללים מעל מאה קילוואט האחד, וזה מייצר המון חום. כמובן, מאווררים בעצמם צורכים עוד חשמל, מה שמעיק על ה-PUE.

הפיתרון ליעילות אנרגטית ואקולוגית בדאטה סנטרים של הבינה המלאכותית ובכלל, הוא מעבר מפתרונות קירור מבוססי אוויר לפתרונות קירור מבוססי מים. אבל זה מציב בעיה חדשה: צריכת המים לקירור המעבדים והשרתים היא לא אקולוגית בפני עצמה.

רק כדי לסבר את העין, מרכזי נתונים בארצות הברית צורכים למעלה מ-75 מיליארד(!) ליטרים של מים מדי שנה, כאשר נתון אחר, של WUE ('יעילות שימוש במים') הוא גבוה (גבוה זה רע, כזכור) של 500 ליטרים מים לקירור של מגה וואט אחד (1,000 קילוואט).

נשאלת השאלה, האם אפשר להשיג קירור יעיל ולהוריד את ה-PUE, לצד WUE נמוך גם הוא, ולהקל על כדור הארץ המסכן שלנו?

האם היא יכולה לפתור את הבעיה שלה עצמה? בינה מלאכותית. צילום: ShutterStock

בינה מלאכותית לטובת אנרגיה לבינה מלאכותית

התשובה היא "כן". לפני כשבועיים, סיירתי בדאטה סנטר חדש שנבנה בסינש שבפורטוגל (כ-150 קילומטרים מליסבון) על ידי חברה בשם סטארט קמפוס (Start Campus) ושניידר אלקטריק (Schneider Electric) – שהיו המארחים שלי שם, גילוי נאות. בדאטה סנטר החדש הזה נעשה באופן חדשני ניצול אבל לא שימוש(!) בהזרמה של מי-ים לקירור ישיר של השרתים והמעבדים. זהו אחד ממרכזי הנתונים היחידים בעולם בסדר גודל של גיגה וואט ויותר, המנצל הזרמה של מי-ים לקירור שרתים – אבל לא "שותה" אותם, תוך פגיעה בסביבה או בפלורה הטבעית של האוקיינוס האטלנטי.

באמצעות סדרה של לוחות העברת חום וטכנולוגיה מתקדמת, מי הים זורמים בצנרת כפולה, המשתמשת בעיקרון הפיזיקלי המוכר של מפל טמפרטורות, כדי לספוח את החום מהשרתים, והמים, שנעים בתוך מערכת סגורה של צינורות – וחוזרים לאוקיינוס ללא פגע.

הדאטה סנטר החדש, שהחל לפעול שם בסוף 2024, גם פועל כולו על אנרגיה מתחדשת. כיום הוא מרכז נתונים של 26 מגה וואט, אבל הוא מתוכנן בשנים הקרובות להגיע לגודל של גיגה וואט ויותר.

"הפיתרון הוא להפריד בין צריכת אנרגיה לצריכת נתונים", אמר לי ג'ורדי גרסיה, סגן נשיא לאבטחת אנרגיה ומרכזי נתונים בשניידר אלקטריק. "הדרישה לנתונים לא תיפסק. בגלל החיים המודרניים, בגלל הכיוונים שאליהם החלטנו להתפתח כחברה, וזה לא בר קיימא", הסביר. "אנחנו צריכים להפוך את זה לבר קיימא, והפיתרון הוא בהפרדה… כדי לעשות את זה יעיל יש לך רכיבים כמו קירור ויעילות בהולכת החשמל".

אבל הנה החלק היפה: חלק נוסף בפאזל הוא שכדי לייעל את צריכת החשמל לצורכי שרתים של בינה מלאכותית, החברה עושה שימוש ב… בינה מלאכותית. גרסיה קורא לזה "אנרגיה לטובת AI ו-AI לטובת אנרגיה" – כאשר החברה עושה שימוש באלגוריתמים חכמים, על מנת למטב בזמן אמת את צריכת הזרם במרכזי הנתונים לפי עומסים ודרישה.

האירוניה בסיפור, ואולי השורה התחתונה בו, היא שבסופו של דבר, הבינה המלאכותית מתקנת את הנזק הסביבתי שהיא עצמה יצרה.