Берлин, 4 апреля 2024 г. Искусственный интеллект (ИИ) быстро распространяется и в будущем будет использоваться практически во всех сферах жизни и экономики. В то же время ИИ становится еще одним драйвером потребления электроэнергии и ресурсов: использование ИИ только для стандартных поисковых систем может потребовать до 29,2 тераватт-часов электроэнергии, что, по данным научно-экспертного исследования Амстердамского университета, будет соответствовать годовому потреблению Ирландии. Большая задача состоит в том, чтобы использовать потенциал ИИ, сохраняя при этом экологический след в приемлемых пределах.
Лаборатория энергии будущего Дены в сотрудничестве с Институтом Фраунгофера Генриха Герца (HHI) изучила два подхода к повышению энергоэффективности обычных приложений ИИ: во-первых, при обучении ИИ с использованием так называемого метода федеративного обучения и, во-вторых, при выполнении Искусственный интеллект посредством нового типа соединения специальных компьютерных чипов для использования в центрах обработки данных.
Под федеративным обучением понимается метод обучения ИИ, при котором модель ИИ обучается не на центральном сервере, а на различных устройствах. С точки зрения защиты данных это имеет то преимущество, что данные обучения остаются у соответствующих владельцев. На каждом устройстве обучается небольшая модель искусственного интеллекта, которая затем отправляется с устройства на центральный сервер. Здесь модели объединяются в одну большую модель. Отправка моделей на центральный сервер требует потребления электроэнергии. В проекте были исследованы различные методы сжатия моделей, позволяющие уменьшить объем отправляемых данных, на предмет их энергоэффективности. Был выявлен метод сжатия, позволяющий снизить энергопотребление тренировочного процесса на 65 процентов.
Существуют различные компьютерные чипы, которые особенно подходят для работы ИИ. Так называемые программируемые шлюзовые массивы (FPGA) особенно подходят для запуска приложений искусственного интеллекта по обработке изображений. В рамках проекта удалось соединить между собой чипы с использованием новой аппаратной архитектуры таким образом, что для управления и координации чипов требуется меньше вычислительной мощности. Это снизило энергопотребление исследованных приложений искусственного интеллекта на 31 процент.
Результаты обобщены в исследовании «Энергоэффективный искусственный интеллект для экологически чистого будущего», чтобы заинтересованные стороны, разработчики ИИ и операторы центров обработки данных могли их просматривать и применять.
В проекте, финансируемом Федеральным министерством экономики и защиты климата (BMWK), значительный прирост эффективности был достигнут без особых усилий. Это иллюстрирует, насколько велик потенциал повышения энергоэффективности приложений искусственного интеллекта. Поэтому ключевым выводом является создание целевых стимулов для выявления потенциала энергоэффективности и его использования. Это относится, с одной стороны, к компаниям и разработчикам ИИ, а также к академическим исследовательским учреждениям, как в данном случае. Целевое финансирование исследований потенциала энергоэффективности может существенно повлиять на климатическую совместимость ИИ и других технологий будущего. Исследование показывает, что существуют различия в экологичности обучения и запуска приложений ИИ. Таким образом, можно специально заказывать разработки ИИ, разработанные по определенным стандартам. В будущем результаты могут также послужить основой для разработки стандартов энергоэффективности для приложений ИИ, аналогичных стандартам энергоэффективности для электрических устройств.
О Лаборатории энергетики будущего
Немецкое энергетическое агентство (dena) с помощью Лаборатории энергии будущего создало пространство, где цифровая и энергетическая отрасли объединяются от имени Федерального министерства экономики и защиты климата (BMWK). Цель состоит в том, чтобы действовать в качестве пилотной лаборатории и аналитического центра для тестирования новых технологий и подходов к регулированию в секторах электроэнергетики, теплоснабжения и мобильности с целью продвижения энергетического перехода. Лаборатория энергии будущего служит платформой для объединения всех игроков отрасли. Он создает творческое пространство для стартапов для разработки инновационных решений. Дополнительная информация: https://future-energy-lab.de.
