In der Jugend von Facebook wurde der größte Teil der Website von einem einzigen Gebäude in Prineville, Oregon aus betrieben. Dieses Rechenzentrum, in dem sich reihenweise kühlschrankgroße Serverschränke mit Reihen von Siliziumchips befanden, verbrauchte enorme Mengen an Strom und übertraf damit den jährlichen Stromverbrauch von mehr als 6.000 amerikanischen Haushalten. Eines Tages im Sommer 2011, wie in berichtet Das Register, ein Facebook-Manager erhielt einen alarmierenden Anruf: „Da ist eine Wolke im Rechenzentrum … drinnen.“ Nach einer Gerätestörung war das Gebäude durch den Strom so heiß und feucht geworden, dass tatsächlicher Regen aus einer buchstäblichen Wolke das digitale Gebäude kurzzeitig durchnässte.
Mittlerweile betreibt Facebook, oder besser Meta, weit mehr als ein Dutzend Rechenzentren, von denen jedes viel größer und leistungsfähiger ist als das frühere in Prineville. Rechenzentren sind zum Rückgrat des Internets geworden und bieten Amazon-Werbeaktionen, TikTok-Videos, Google-Suchergebnisse und so ziemlich alles andere online. Die Tausenden dieser Gebäude auf der ganzen Welt werden mit einer schockierenden Menge Strom betrieben – ähnlich dem Stromverbrauch in England –, der teilweise, wenn nicht sogar größtenteils, aus fossilen Brennstoffen erzeugt wird. Während das Internet nur für einen Bruchteil der weltweiten Emissionen verantwortlich ist, höchstens 4 Prozent, ist sein Fußabdruck stetig gewachsen, da mehr Menschen sich mit dem Internet verbunden haben und das Internet selbst komplexer geworden ist: Streaming, Social-Media-Feeds, gezielte Werbung, und mehr.
Das alles war vor dem Boom der generativen KI. Im Vergleich zu vielen anderen Dingen, die wir online nutzen, sind ChatGPT und seine Brüder einzigartig in ihrem Stromverbrauch. KI riskiert, dass jede Suche, jedes Scrollen, jedes Klicken und jeder Kauf etwas energieintensiver wird, da das Silicon Valley sich beeilt, die Technologie in Suchmaschinen, Fotobearbeitungssoftware, Einkaufs-, Finanz-, Schreib- und Kundendienstassistenten und so ziemlich alles andere zu stopfen digitale Spalte. Zusammengenommen über fast 5 Milliarden Internetnutzer könnte die Belastung für das Klima enorm sein. „In naher Zukunft, zumindest in den nächsten fünf Jahren, werden wir einen starken Anstieg des CO2-Fußabdrucks von KI erleben“, sagte mir Shaolei Ren, Informatiker an der UC Riverside. Nicht alle der 13 Experten, mit denen ich gesprochen habe, waren sich einig, dass KI ein großes Problem für den Planeten darstellt, aber selbst ein moderater Emissionsanstieg könnte zerstörerisch sein. Da so viele der größten Emissionsquellen endlich nachlassen, da die Regierungen hart gegen fossile Brennstoffe vorgehen, bewegte sich das Internet bereits in die falsche Richtung. Jetzt droht die KI, die Emissionen im Internet an einen Wendepunkt zu bringen.
Das ist, soweit man das beurteilen kann, noch nicht ganz geschehen. Es liegen fast keine Daten darüber vor, wie viel Kohlenstoff beliebte Modelle wie ChatGPT ausstoßen (ein Sprecher von OpenAI lehnte eine Stellungnahme zu diesem Artikel ab). Die Emissionen von KI sind schwer zu berechnen, abhängig von der in einem Rechenzentrum verwendeten Rechenleistung, der benötigten Strommenge und der Art und Weise, wie dieser Strom erzeugt wird. Einige Anzeichen deuten darauf hin, dass der Stromverbrauch während des KI-Booms bereits steigt. Der Wasserverbrauch ist ein grober Indikator für den Strombedarf, da Rechenzentren Wasser nutzen, um kühl zu bleiben, und ihr Wasserverbrauch weltweit schnell zunimmt. Der Wasserverbrauch vor Ort bei Google sei im Jahr 2022 um rund 20 Prozent gestiegen, sagte Ren, was zum Teil auf die immer weiter steigenden Investitionen in KI zurückzuführen sei.
Generative KI erzeugt Emissionen auf drei Arten. Zunächst wird Kohlenstoff verbrannt, um die Computerchips und Rechenzentren zu bauen, auf denen die KI läuft. Zweitens erfordert das Training einer großen Sprache oder eines anderen KI-Modells Leistung. Das Training eines Systems wie ChatGPT zum Beispiel kann zu CO2-Emissionen führen, die denen von mehreren, wenn nicht mehreren Dutzend US-Haushalten pro Jahr entsprechen, sagte mir Jesse Dodge, ein Forscher am Allen Institute for AI. Drittens benötigt der Chatbot oder jedes andere Endprodukt bei jeder Nutzung Strom. Ein Sprachmodell von Hugging Face emittierte während einer 18-tägigen Strecke, in der es 558 Anfragen pro Stunde erhielt, etwa 42 Pfund Kohlenstoff pro Tag, was einer Fahrt von etwa 900 Meilen entspricht.
Das mag klein erscheinen, aber diese Zahlen könnten sich schnell erhöhen, da weiterhin viele Milliarden Dollar in die generative KI fließen. Diese Programme werden immer umfangreicher und komplexer, wobei die Trainingsdatensätze exponentiell ansteigen und sich die Größe der Modelle alle drei Monate verdoppelt. Ständig kommen neue Modelle auf den Markt, alte werden häufig umgeschult. Selbst wenn eine einzelne Chatbot-Nachricht nur eine winzige Menge Energie verbraucht, „wollen wir mit allem und jedem chatten, und daher summieren sich diese Stückkosten wirklich“, sagt Sasha Luccioni, Forscherin bei Hugging Face, die sich mit KI und Nachhaltigkeit beschäftigt , erzählte mir. Da generative KI beginnt, das Web vollständig zu durchdringen, könnte der Einsatz von Bots drei Fünftel der Emissionen der Technologie ausmachen, wenn nicht sogar noch viel mehr.
Denken Sie an die Google-Suche, die bereits dabei ist, Chatbot-Funktionen zu erhalten. Google erhält durchschnittlich 150 Millionen Suchanfragen pro Stunde, und jedes KI-gestützte Suchergebnis könnte fünf- bis zehnmal so viel Rechenleistung erfordern wie ein herkömmliches, sagte Karin Verspoor, Dekanin der School of Computing Technologies an der RMIT University Australien, hat es mir erzählt. Rechenzentren verzeichnen bereits einen Anstieg ihres Stromverbrauchs aufgrund von KI, und McKinsey prognostiziert, dass der Stromverbrauch von Rechenzentren noch weiter steigen wird doppelt bis 2030. Wie stark dies genau sein würde, ist unklar, aber „unter dem Strich haben wir mehr Menschen, die anspruchsvollere Dinge im Internet erledigen, und das wird zu einem erheblichen Anstieg des Gesamtenergieverbrauchs führen.“ Vijay Gadepally, ein Informatiker am Lincoln Laboratory des MIT, erzählte es mir.
Dass die Chatbots eine Kohlenstoffbombe sein werden, ist keineswegs garantiert. Selbst ohne generative KI hat der weltweite Internetverkehr seit 2010 um das 25-fache zugenommen, der Stromverbrauch ist jedoch aufgrund von Verbesserungen bei der Effizienz von Rechenzentren, Computerchips und Software langsamer gestiegen. Von Rechenzentren wird immer mehr Leistung verlangt, aber „die Effizienz unserer Rechenleistung steigt auch ziemlich schnell“, sagte mir Jonathan Koomey, ein ehemaliger Forscher an der Stanford University und Experte für Umwelt und digitale Technologie. Während Google in den letzten Jahren seine Forschung im Bereich maschinelles Lernen ausgeweitet hat, ist sein Stromverbrauch laut einer Studie von David Patterson, einem emeritierten Professor für Informatik an der UC Berkeley, nicht schneller gestiegen als der Rest des Unternehmens. Einige Effizienzsteigerungen werden einfach wirtschaftlich notwendig sein, um einen Gewinn zu erzielen. Sam Altman, CEO von OpenAI, hat die Rechenkosten von ChatGPT wie folgt beschrieben: „Augenweide.“ Auf ihrem derzeitigen Weg könnte sich die KI selbst ausbrennen, bevor sie den Planeten verbrennt.
Mit anderen Worten: Obwohl generative KI mehr Rechenleistung erfordern wird, wird sie den Strombedarf möglicherweise nicht proportional erhöhen. Mark Dyson, der Geschäftsführer des Programms für kohlenstofffreien Strom beim Think Tank RMI, sagte mir auch, dass ein steigender Stromverbrauch nicht garantiert zu einem Anstieg der Emissionen führe, wenn die Welt auf erneuerbare Energien umsteige. Sprecher von Meta, Google und Microsoft haben mich alle auf die Investitionen hingewiesen, die sie im Rahmen ihrer ehrgeizigen Emissionsreduktionsziele in erneuerbare Energien und einen geringeren Strom- und Wasserverbrauch in ihren Rechenzentren tätigen. Aber diese Verbesserungen könnten Jahre dauern, und der Boom der generativen KI hat bereits begonnen. Die Notwendigkeit, dass Rechenzentren mit KI jederzeit über eine hohe Leistung verfügen müssen, könnte dazu führen, dass sie zumindest bei einigen, wenn nicht sogar erheblichen fossilen Brennstoffquellen bleiben, sagte Luccioni. Sie können bei Bedarf problemlos mehr Kohle oder Erdgas verbrennen, aber Sie können den Wind nicht stärker wehen lassen.
Selbst wenn alle diese Effizienzverbesserungen anhalten – bei Hardware, Software und dem Netz –, können sie die wachsende Rechenintensität der KI möglicherweise nicht vollständig aufheben, sagte Luccioni, ein Phänomen, das manchmal als Rebound-Effekt bezeichnet wird. Wenn die Technologie effizienter wird, steigern die zusätzlichen Ressourcen die Nachfrage. Eine effizientere Kohleverbrennung im 19. Jahrhundert beschleunigte nur die Industrialisierung, was dazu führte, dass mehr Fabriken mit Kohle betrieben wurden; Breitere Autobahnen verringern nicht die Staus, führen aber dazu, dass mehr Menschen fahren, und können zu noch mehr Verkehr führen. Rechenzentren und KI-Programme, die weniger Strom verbrauchen, könnten es Technologieunternehmen möglicherweise ermöglichen, generative KI in mehr Websites und Software zu integrieren. Das Geschäftsmodell des Silicon Valley basiert schließlich darauf, die Menschen dazu zu bringen, möglichst viel Zeit auf Websites und Apps zu verbringen. Ein Chatbot, der weniger Kohlenstoff pro Nachricht ausstößt, multipliziert mit exponentiell mehr Nachrichten, würde die Emissionen immer noch erhöhen.
Der CO2-Fußabdruck generativer KI muss nicht exponentiell wachsen, um den Planeten zu bedrohen. Um unsere ehrgeizigen Klimaziele zu erreichen, müssen die Emissionen in allen Sektoren gesenkt werden, und KI macht es viel schwieriger, den Anteil des Internets zu stabilisieren, geschweige denn zu schrumpfen. Selbst wenn die Menge an Kohlenstoff, die das Internet in die Atmosphäre pumpt, jahrzehntelang unverändert blieb – ein unwahrscheinlich optimistisches Szenario – und alles andere auf der Welt seine Emissionen so weit reduzierte, dass die Erwärmung bei 1,5 Grad Celsius gestoppt wurde, wie es das Ziel des Pariser Abkommens ist , das wäre immer noch „bei weitem nicht genug“, um das Ziel zu erreichen, wie es in einem Meinungspapier aus dem Jahr 2020 in der Zeitschrift heißt Muster Leg es. Während KI und andere digitale Tools anderen Sektoren helfen, umweltfreundlicher zu werden – indem sie die Effizienz des Netzes verbessern, das Design erneuerbarer Energien verbessern und Flugrouten optimieren – könnten die Emissionen des Internets weiter zunehmen. „Wenn wir KI einsetzen und KI als umweltfreundlich verkauft wird, werden wir den Einsatz von KI in allen Sektoren verstärken“, sagte mir Gabrielle Samuel, Dozentin für Umweltgerechtigkeit und Gesundheit am King’s College London .
Der vielleicht besorgniserregendste Aspekt des CO2-Fußabdrucks von KI ist, dass fast niemand bereit ist, sich mit ihnen auseinanderzusetzen, da die Emissionen des Internets schon immer relativ gering waren. Der Inflation Reduction Act, das historische Klimagesetz, das der Kongress letztes Jahr verabschiedet hat, erwähnt das Internet nicht; Aktivisten ketten sich nicht an Rechenzentren; Wir bringen Kindern nicht bei, ihre Suchanfragen oder Chatbot-Gespräche im Interesse künftiger Generationen einzuschränken. Da dem Thema so wenig Forschung oder Aufmerksamkeit geschenkt wird, ist es nicht klar, dass irgendjemand sollen. Im Idealfall würde KI, wie Kohlekraftwerke und Autos mit Verbrennungsmotor, dem wirtschaftlichen und regulatorischen Druck ausgesetzt sein, emissionsfrei zu werden. Ähnlich wie die EPA Emissionsanforderungen für Neufahrzeuge festlegt, könnte die Regierung Bewertungen erstellen oder Standards für die Effizienz von KI-Modellen und die Nutzung erneuerbarer Energiequellen durch die Industrie einführen, sagte Luccioni. Wenn ein Nutzer Google auffordert, zu entscheiden, ob ein Foto eine Katze oder einen Hund zeigt, könnte ein weniger energieintensives Modell mit einer Genauigkeit von 96 Prozent statt 98 Prozent ausreichen, wie Devesh Tiwari, ein Ingenieur an der Northeastern University, gezeigt hat. Und braucht die Welt wirklich KI-gestütztes Bierbrauen?
Das Internet kann unabhängig von der physischen Welt erscheinen: digital und virtuell, zweidimensional, im Cyberspace statt im materiellen Raum. Ein Chatbot steckt nicht sichtbar in einem Schornstein, der graue Rauchwolken ausstößt, und stößt nicht den beißenden Benzingeruch aus einem Auspuffrohr aus. Aber die Rechenzentren und Computerchips, mit denen es verbunden ist, sowie der Strom und Kohlenstoff, den sie erzeugen, gehören zu unserer Welt – und sind unser Problem.