Training neurale netwerken heeft grote impact op het milieu

Het trainen van een neuraal netwerk stoot 17 keer meer koolstofdioxide uit dan een gemiddelde persoon in een jaar. Ook is de uitstoot 5 keer meer dan de levensduuremissies van een gemiddelde auto.

Dit blijkt uit een studie naar de energie-impact van deep learning van de Universiteit van Massachusetts, Amherst. Het onderzoek benadrukt de aanzienlijke rekenkracht die wordt gegenereerd door AI-technologieën en het aanzienlijke energieverbruik dat daar onlosmakelijk mee verbonden is.

Energieslurpers

De energie-efficiëntie van een gemiddeld datacenter bleek dit jaar, na meer dan een decennium aan metingen, voor het eerst te zijn verslechterd. Iets wat duidelijk maakt in welke mate een toename van het gebruik van AI gevolgen heeft voor het milieu, aldus Marketwatch. 

Het is vooral het trainen van neurale netwerken voor deep learning dat ontzettend veel rekenkracht vraagt en volgens het onderzoek dus een negatieve invloed kan hebben op het milieu. Er worden voortdurend gigantische hoeveelheden data verwerkt door energieslurpende servers in datacenters, die op hun beurt weer een aanzienlijke hoeveelheid energie gebruiken om die servers van stroom te voorzien en te koelen.

Acceleratoren

Anders dan veel voorkomende modellen die getraind of ontwikkeld kunnen worden op een server of laptop, vereisen neurale netwerken op maat gemaakte hardware voor training. Gpu’s en tpu’s zijn veel voorkomende accelerators. Zij leveren een verbetering op in de hoeveelheid tijd die nodig is om een ​​neuraal netwerk te trainen om een ​​gewenste taak te voltooien.

Hoewel de nieuwste processoren in een korter tijdbestek vergelijkbare resultaten kunnen bereiken, doen ze dit wel door meer stroom te verbruiken dan oudere hardware. Onderzoekers van Google hebben benadrukt dat klassieke cpu’s meer ‘energie-proportioneel’ zijn dan gpu’s en tpu’s, omdat  ze minder wattage gebruiken om dezelfde hoeveelheid werk te doen.

Weinig energiebewustzijn

Overigens zijn de emissiepercentages zoals berekend door de onderzoekers gebaseerd op workloads die worden uitgevoerd in datacenters on-premises. De meeste AI-ontwikkelaars maken evenwel gebruik van cloud-datacenters, die eigendom zijn van enkele van de grootste technologiebedrijven.

“Gemiddelde ondernemingen die datacenters bouwen, stapelen de servers op. Ze bekijken het vanuit het perspectief van de algoritmen die ze gaan uitvoeren. Ze geven niet echt om de gebruikte hardware”, constateert Chris Gardner, Forrester-analist. Volgens hem geven bedrijven dan ook veelal de voorkeur aan technologische ontwikkeling boven energiebewustzijn. Net zoals de meeste consumenten niet denken aan de mogelijke impact voor het milieu als ze met hun favoriete app bezig zijn.

Hernieuwbare energie

Toch beloven veel bedrijven verbetering. Zo beweert Microsoft dat het clouddiensten levert die 93 procent energiezuiniger en 98 procent koolstofefficiënter zijn dan traditionele datacenters. Dat zou komen door de inzet van hernieuwbare energie. Apple zou voor al zijn datacenters zelfs 100 procent gebruik maken van hernieuwbare energie en ook Facebook ondersteunt al zijn nieuwe datacenters met 100 procent hernieuwbare bronnen. 

Voor Amazon geldt dat het bedrijf momenteel 50 procent van de energiebehoeften voor zijn wereldwijde infrastructuur uit hernieuwbare bronnen haalt. Wel heeft Amazon zichzelf een ‘langetermijnverbintenis’ van 100 procent opgelegd. 

PUE

Volgens IDC zijn er wereldwijd meer dan 7.000 megadatacenters, waarvan de energie-efficiëntie wordt bepaald door hoe effectief ze stroom gebruiken. Dat gebeurt via een meetwaarde die ook wel stroomverbruikeffectiviteit of PUE wordt genoemd. IDC beschouwt een PUE-score van 1,2 als ‘zeer efficiënt’, maar uit een onderzoek van Uptime Institute blijkt dat het gemiddelde datacenter een PUE-score heeft van 1,67.

Grote techgiganten lijken dus een stimulans te hebben gevonden om te werken aan CO2-neutraliteit, maar kleinere ondernemingen lopen achter. Zij maken zich meer zorgen over het versnellen van de ontwikkelingscyclus van projecten, ongeacht de milieukosten. Tegen 2020 is de CO2-voetafdruk van de IT-sector naar verwachting 2,3 procent van de wereldwijde uitstoot, aldus het in Brussel gevestigde Global e-Sustainability Initiative.

Groei public cloud

Ook groeit volgens Gartner de markt voor public cloudservices dit jaar naar zo’n 214,3 miljard dollar. In 2018 was dat nog 182,4 miljard dollar. Een ontwikkeling die meer kansen biedt voor kleinere ondernemingen om ook de cloud te benutten. Iets dat waarschijnlijk de behoefte aan energieslurpende, kleine datacenters zal doen afnemen.

Gerelateerd: Orange opent modern en ecologisch datacenter in Antwerpen