De AI-trein raast door… op kolen

De capaciteiten van generatieve AI, zoals ChatGPT, zijn ronduit indrukwekkend, maar doen ook vragen rijzen, onder meer rond het energieverbruik. GMF neemt de proef op de som en vergelijkt met twee andere populaire technologieën: Bitcoin en video streaming.

Studenten gebruiken het als leerondersteuning, bedrijven om hun productieprocessen te optimaliseren, en sommige grafici om beelden te maken. Chatbots en andere vormen van generatieve AI beloven ons het leven gemakkelijker te maken, maar dit digitaal vernuft is niet gratis: elk AI-antwoord is het resultaat van erg complexe berekeningen die veel elektriciteit en dataopslag vergen. Een enkele vraag aan ChatGPT zou volgens schattingen 3 tot 6Wh elektriciteit verbruiken. Ter vergelijking, met 6Wh elektriciteit kan je een ledlamp van 6W één uur lang laten branden, of een gemiddelde smartphone tot 50% opladen. Bovendien wordt er ook heel wat vers water verbruikt bij de koeling van de computers die deze berekeningen maken: ongeveer een halve liter per 25 vragen.

Toch even nadenken wanneer je voor het plezier aan de haal gaat met onze artificiële vriend? Sta dan twee keer stil als je lollige prenten gaat maken, want een recente studie toont aan dat het maken van een figuur 12Wh kan kosten, het dubbele van het maken van tekst. In veel gevallen is er bovendien een wisselwerking tussen gebruiker en het AI-programma waarbij men stapsgewijs op zoek gaat naar de geschikte figuur. Als u hierbij 20 keer zou proberen, en u een elektriciteitsverbruik heeft dat in lijn ligt met de gemiddelde Gentenaar, dan zal uw verbruik voor die dag al met 10% gestegen zijn.

Dure AI-trein
Het zijn cijfers die de wenkbrauwen doen fronsen, niet in het minst als men rekening houdt met het feit dat enkel ChatGPT alleen al dagelijks tot 100 miljoen vragen krijgt. Daarbij komen nog eens de zogenaamde vaste energiekosten. De ontwikkeling van ChatGPT was titanenwerk – supercomputers klokten in totaal meer dan een miljoen uur aan rekenwerk – en dit heeft zich gemanifesteerd in een totaalverbruik dat geschat wordt op 1300MWh. Daar kan men 1 jaar lang 600 Gentse huishoudens van elektriciteit mee voorzien. De vernieuwde versie van het programma, GPT-4, zou naar verluidt 20 tot 50 keer meer elektriciteit gekost hebben. Ondertussen komen er ook meer en meer andere Big Tech bedrijven, zoals Alphabet (Google) en Meta (Facebook), op de proppen met hun eigen nog krachtigere versie van generatieve AI, allen bereid om een torenhoge elektriciteitsrekening te betalen in de hoop de grote AI-trein niet te missen.

Die trein raast maar door en het ziet er niet naar uit dat die binnenkort zal vertragen. Cruciaal is bovendien dat die trein voor een groot deel door vuile energie wordt aangedreven: veel van de datacenters die de AI-ontwikkelaars gebruiken zijn gelegen in de VS, waar elektriciteit nog voor 60% uit fossiele brandstof wordt opgewekt. Dit is een pak meer dan in Europa. De koolstofuitstoot van de gehele industrie wordt daarenboven verder aangezwengeld doordat de bouw van extra datacenters de vraag naar koolstofintensieve grondstoffen – zoals staal en zeldzame metalen – doet toenemen. Het hoeft dan ook niet te verbazen dat heel wat grote ontwikkelaars, waaronder Google en Microsoft, schoorvoetend moeten toegeven dat zij hun koolstofdoelstellingen niet zullen behalen. De CO2-uitstoot van Google in het bijzonder daalde zelfs niet, maar steeg in vergelijking met vorige jaren.

Bitcoin en video streaming
Het energieverbruik van AI lijkt relatief gezien nog klein bier wanneer men die andere jonge, reeds succesvolle technologie onder het vergrootglas houdt. Cryptocurrency, waaronder Bitcoin de bekendste is, zijn munten die uitsluitend digitaal bestaan – er is geen contant geld – en die niet beheerd worden door een centrale instantie zoals een bank. Daarom kan de waarde erg volatiel zijn, maar voorstanders pleiten voor de hogere transactiesnelheid en voor een zogezegde bescherming tegen inflatie. Een technische discussie waaraan GMF zich niet zal wagen. Maar het staat als een paal boven water dat de hoge energiekost het niet realistisch maakt om Bitcoin als alledaagse munt te adopteren. Iedere transactie vergt zo veel computergestuurde berekeningen dat het met de benodigde energie gemakkelijk een Gents huishouden voor 100 dagen van elektriciteit kan voorzien (700kWh). Voor één transactie. Oh ja, en dan kan je met het vers water dat verspild is tijdens de koeling van die computers ook nog eens een tuinzwembad (11 000L) vullen. Op globaal niveau was het verbruik van alle Bitcoin transacties in 2023 samen gelijk aan ongeveer 120 000GWh, dat is anderhalf keer het jaarlijks elektriciteitsverbruik van België.

Tot slot willen we de voorgaande cijfers in perspectief plaatsen met de schijnbaar onschuldige activiteit van video streaming. Schijnbaar onschuldig, horen we je denken, dus we kunnen ons nu ook al niet meer zorgeloos achter de beeldbuis neerploffen? Zeker wel, want veel hangt af van de manier waarop men dit doet. Dat een smartphone minder verbruikt tijdens het streamen dan een flatscreen of laptop lijkt nogal wiedes, maar ook de energie die nodig is om de beelden over het internet naar jouw toestel te krijgen – het streamen zelf – verschilt, afhankelijk van apparaat, type internetconnectie en beeldkwaliteit. Gemiddeld verbruikt het streamen van een Netflix serie op een laptop (HD) 45Wh per uur, waarvan de helft te wijten is aan het verbruik van je laptop zelf en de andere helft aan het verbruik van het internet en datacenters. Voor een grote flatscreen ligt dat verbruik wel 3 tot 4 keer hoger, voor een smartphone op mobiel netwerk daarentegen ligt dat 3 tot 4 keer lager. Bovendien is het goed om te weten, en best verbazend, dat het verbruik in mindere mate afhangt van de gebruikte videokwaliteit; u bent veel beter af om een zuiniger apparaat te gebruiken – bijvoorbeeld zuinige laptop in plaats van TV – dan de videokwaliteit te verminderen. Of nog beter, ga gewoon lekker naar de cinema!

De afrekening
Alles kost energie, en dat geldt niet in het minst voor onze digitale fantasieën. Bitcoin is veruit de meest energieverslindende van de drie bovengenoemde technologieën, maar duurzame(re) alternatieven zoals Ethereum zijn in opmars. Generatieve AI kan enigszins gerelativeerd worden, aangezien men voor een uur lang Netflix kijken (incl. verbruik laptop) al zeven vragen aan ChatGPT kan stellen, en bovendien een liter water aan de kook kan brengen. Maar dan vergeet men al de kosten die voor de ontwikkeling en de hardware nodig zijn en het feit dat er alsmaar meer en nog krachtigere AI op de markt zal komen. De vraag die zich dus vooral opdringt is waarvoor we deze technologie willen gaan gebruiken. Beter niet voor het plezier, en ook niet om onze banale zoekopdracht in Google te vervangen – dat zou 25 keer meer energie verbruiken. Niettemin heeft specifiek ontworpen AI al gezorgd voor waardevolle wetenschappelijke, en ook klimatologische, bevindingen. Bovendien zetten tal van bedrijven het in om productieprocessen te optimaliseren en te verduurzamen. AI biedt met andere woorden veel perspectieven, en die kunnen best mooi zijn zolang we er doordacht en verantwoord mee aan de slag gaan.

[Verder lezen op: https://arxiv.org/pdf/2211.02001; https://arxiv.org/pdf/2311.16863; https://www.iea.org/; https://digiconomist.net/bitcoin-energy-consumption]

Dit artikel werd geschreven door Natan T’Joens voor Frontaal (editie herfst 2024), het magazine van Gents MilieuFront. Wil je ook 4x per jaar inspirerende en kritische Frontaal-artikels lezen op papier of digitaal? Word nu lid van GMF en geniet van Frontaal en tal van andere fijne voordelen!

Pix Pexels Rahul Pandit, Joanthan Borba, Google Deep mind free