Плюсы и минусы швейцарского суперкомпьютера Alps

Суперкомпьютеры помогают решать ранее нерешаемые задачи, но при этом они пожирают огромное количество энергии. Keystone / Gaetan Bally

Суперкомпьютеры, такие как запущенный недавно в Швейцарии компьютер «Альпы», помогают решать ранее нерешаемые задачи, но при этом они пожирают огромное количество энергии и являются дополнительной нагрузкой для окружающей среды. Каковы плюсы и минусы швейцарского суперкомпьютера Alps?

Недавно в Швейцарии был введен в строй суперкомпьютер Alps, предназначенный для решения передовых инновационных задач исследовательского характера и для поддержки сложных систем на базе искусственного интеллекта (ИИ). Разумеется, как у всякой технологической новинки, такие машины имеют весьма двойственный характер. Их продукция обладает огромным потенциалом противодействия негативным последствиям изменения климата, с другой стороны, сами они как таковые являются дополнительной нагрузкой для окружающей среды. Каков же в итоге баланс плюсов и минусов нового компьютерного чуда из Швейцарии?

Потребуется «энергетическая революция»

Многочисленные научные исследования четко показали, что благодаря ИИ мы можем более адекватно анализировать климатические модели и предсказывать наступление периодов аномально высоких или низких температур. Мы также сможем более эффективно распределять электроэнергию по домохозяйствам и промышленным предприятиям. С другой стороны, разработка и эксплуатация систем на основе ИИ требует огромных ресурсов, в частности, им нужны колоссальные объемы электроэнергииВнешняя ссылка и воды. Насколько велик «экологический след» суперкомпьютеров и системы на основе ИИ?

По оценкам Международного энергетического агентства, к 2026 году технологии на основе так называемого ИИ будут потреблять в десять раз больше электроэнергии, чем сейчас. В глобальном масштабе их потребность в электроэнергииВнешняя ссылка может достичь уровня, сопоставимого с годовым совокупным потреблением электричества таких стран, как Австрия или Финляндия. Зачастую эта энергия все еще вырабатывается за счет сжигания ископаемого топлива. Сэм Альтман, генеральный директор OpenAI — компании, создавшей чат-бот ChatGPT, — заявил на прошлогоднем Всемирном экономическом форуме в Давосе, что для адекватной поддержки новых «генеративных» инструментов на основе ИИ, создающих тексты, изображения или аудиофайлы, потребуется настоящая «энергетическая революция».

Сейчас чат-бот ChatGPT посещают в месяц почти 4 миллиарда человек, так что один только этот инструмент уже потребляет столько же энергии, сколько 33 000 швейцарских домашних хозяйств. Разработанный цюрихской Высшей технической школой (ETH) суперкомпьютер Alps уже вошел в список одного из самых мощных суперкомпьютеров мире. Он призван поддерживать работу больших языковых моделей (LLM), лежащих в основе таких чат-ботов, как ChatGPT. Сверхзадача — создать систему на основе ИИ с открытым исходным кодом для доступных всему обществу фундаментальных научных исследований. Но какова будет цена этого прорыва?

По оценкам Международного энергетического агентства, к 2026 году технологии на основе так называемого ИИ будут потреблять в десять раз больше электроэнергии, чем сейчас. Kai Reusser / SWI swissinfo.ch

В настоящее время суперкомпьютер Alps занимает седьмое место в списке 500 крупнейших мировых суперкомпьютеров.Внешняя ссылка По словам Влада Короама (Vlad Coroama), независимого исследователя и основателя аналитического Roegen Centre for Sustainability в Цюрихе, его негативное воздействие на окружающую среду остается относительно небольшим по сравнению с аналогами в США: имея 10 000 графических процессоров (graphics processing unit, GPU — отдельное устройство персонального компьютера или игровой приставки, выполняющее графический рендеринг) суперкомпьютер Alps потребляет в среднем 7 мегаватт электроэнергии — столько требуется 10 000 домохозяйств (0,09% от общего объема потребления энергии в Швейцарии).

По словам Влада Короама, удовлетворить этот спрос могут всего лишь две ветряные турбины. «Это не такое уж и незначительное воздействие на природу, но оно вполне оправданно, особенно если нашей целью является поддержка фундаментальных научных исследований». Для сравнения: суперкомпьютер экзафлопсного класса El Capitan, размещенный в Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса в Ливерморе, США, и введенный в эксплуатацию в 2024 году, потребляет в четыре с лишним раза больше энергии — 29 мегаватт, в том числе и из невозобновляемых источников. С тем чтобы удовлетворить увеличивающиеся потребности в энергии, крупные частные технологические компании, такие как Amazon, Google и Microsoft, вкладывают сейчас значительные средства в атомную энергетику нового поколения.

Но, как подчеркивает Мария Грация Джуффреда (Maria Grazia Giuffreda), заместитель директора расположенного недалеко от Лугано (кантон Тичино) Швейцарского центра научных вычислений (Centro svizzero di calcolo scientifico / CSCSВнешняя ссылка), нельзя и дальше строить повсюду вычислительные центры, питающиеся от АЭС. Под эгидой CSCS работают как суперкомпьютер Alps, так и другие швейцарские вычислительные системы. «Мы должны сосредоточиться на альтернативных источниках энергии», — добавляет Мария Грация Джуффреда, подчеркивая, что научный Центр CSCS, финансируемая из общественных источников, то есть за счет налогов граждан, структура, придерживается именно такого подхода. Суперкомпьютер Alps получает необходимую ему энергию исключительно за счет ГЭС, его прямые выбросы CO2 минимальны.

Успех швейцарского суперкомпьютера будет измеряться прежде всего пользой для всего общества. Kai Reusser / SWI swissinfo.ch

И если американские центры обработки данных (ЦОД) часто используют в качестве запасных источников дизельные электрогенераторы, то в CSCS на случай форс-мажора припасены резервные батареи и запас воды для охлаждения, что позволяет критически важным общественным сервисам, таким как Meteo Schweiz, работать в автономном режиме в течение примерно 20 минут. Кроме того, Центр CSCS повторно использует отработанную нагретую серверами воду для отопления домов в городе Лугано. По оценкам Влада Короама, на долю суперкомпьютера «Альпы» приходится всего 0,013% всех годовых выбросов CO2 Швейцарии, а это ничтожно мало.

Лучше меньше…

В суперкомпьютеры с искусственным интеллектом, такие как Stargate («Звездные врата»), технологические гиганты вроде Microsoft инвестируют сейчас миллиарды долларов: только в 2025 году «мелкомягкий» концерн выделил на эти цели 80 млрдВнешняя ссылка. По разным оценкам, мощность этой машины достигает 5 гигаватт (эквивалентно пяти ядерным реакторам). Влад Короама, однако, считает, что будущее принадлежит небольшим специализированным моделям на базе ИИ. Именно на этом швейцарские ученые и намерены сосредоточиться при поддержке компьютера Alps.

Однако воздействие систем на основе ИИ на окружающую среду выходит далеко за рамки энергетической проблематики. «Центры обработки данных ИИ уже имеют значительные последствия для здоровья населения», — говорит Шаолей Рен (Shaolei Ren), доцент Инженерного факультета Калифорнийского университета в Риверсайде (англ. University of California, Riverside, один из десяти кампусов системы Калифорнийского университета). В недавнем научном исследованииВнешняя ссылка, не прошедшем, впрочем, ещё научного рецензирования, Шаолей Рен и его коллеги подсчитали, что в США к 2030 году затраты на здравоохранение, связанные с вызванным ИИ загрязнением воздуха, могут достичь 20 млрд, что равно затратам на противодействие последствиям работы двигателей всех автомобилей, зарегистрированных в штате Калифорния. А ведь загрязнение воздуха мелкодисперсными взвесями способствует распространению таких заболеваний, как астма и рак легких.

Польза обществу в целом

Центр CSCS в Швейцарии, поэтому, отказался от использования дизельных генераторов. Тем не менее Ш. Рен утверждает, что воздействие суперкомпьютеров на окружающую среду велико даже при использовании экологически чистой энергии. Сравнивая развитие ИИ с историей автомобильной промышленности (она сначала тоже сильно загрязняла окружающую среду, но затем стала более эффективной) он предлагает размещать ЦОД в регионах с большим количеством возобновляемой энергии, доступной по низким ценам, и там, где охлаждение серверного хозяйства можно организовать с наименьшими издержками, то есть там, где есть холодные озера, запасы снега и подходящие геологические условия для развития систем охлаждения на основе геотермальных технологий.

Центр обработки данных Amazon Web Services (AWS) в городе Ашберн, штат Вирджиния (США). Находящийся в этой особой зоне кластер дата-центров является едва ли не самым крупным в мире. Keystone

В этом смысле идеальной локацией является Скандинавия, именно туда можно многие функции передавать на аутсорсинг. Мария Грация Джуффреда, правда, предлагает подумать о том, насколько разумно и безопасно переносить стратегическую инфраструктуру из сферы национального контроля за рубеж. По мнению Влада Короама, в итоге успех швейцарского суперкомпьютера будет измеряться прежде всего пользой для всего общества.

«Для крупных научных симуляций суперкомпьютер просто необходим, при этом такие инструменты, как ChatGPT или Google Gemini, потребляют гораздо больше ресурсов, чем Alps, а приносят куда менее ощутимую пользу. Стоит ли использовать эти модели просто для написания электронных писем? Компьютер Alps может предложить ведь куда больше. Передовая наука стоит больших денег, и эти инвестиции оправданны только тогда, когда они приносят реальную пользу всему обществу в целом», — резюмирует Влад Короама.

Русскоязычная оригинальная версия материала создана, адаптирована и отредактирована русскоязычной редакцией SWI / ип / нк / ап.

Читайте также: