Introducere: Urgența dezvoltării durabile în era inteligenței artificiale

IA ecologică reprezintă una dintre cele mai importante paradigme ale anului 2025, apărând ca un răspuns necesar la creșterea explozivă a inteligenței artificiale și la impactul acesteia asupra mediului. Inteligența artificială ecologică este mai ecologică și mai favorabilă incluziunii decât inteligența artificială convențională, deoarece nu numai că produce rezultate exacte fără a crește costurile de calcul, dar asigură, de asemenea, că inovarea tehnologică merge mână în mână cu responsabilitatea față de mediu.

‍

Urgența acestei abordări este demonstrată de cele mai recente date: conform MIT News, necesarul de energie al centrelor de date din America de Nord a crescut de la 2 688 megawați la sfârșitul anului 2022 la 5 341 megawați la sfârșitul anului 2023, în parte din cauza cerințelor AI generative. Mai semnificativ, potrivit MIT Technology Review, 4,4% din toată energia din SUA este utilizată în prezent de centrele de date, intensitatea carbonului din electricitatea utilizată de centrele de date fiind cu 48% mai mare decât media SUA (conform unui studiu realizat de Harvard T.H. Chan School of Public Health).

‍

Impactul AI asupra mediului: o criză în evoluție

Consum de energie exploziv

Creșterea inteligenței artificiale a dus la o schimbare dramatică în peisajul energetic global. Potrivit MIT Technology Review, începând din 2018, centrele de date reprezintă acum 4,4% din cererea totală, față de 1,9% în 2018. Proiecțiile viitoare sunt și mai alarmante: conform unui raport al Agenției Internaționale pentru Energie, consumul de energie electrică al centrelor de date ar urma să se dubleze până în 2030.

‍

Modelele de inteligență artificială generativă împing aceste cifre în sus. După cum subliniază MIT News, instruirea unui cluster de AI generativ ar putea consuma de șapte sau opt ori mai multă energie decât un volum de lucru tipic de calcul. Pentru a pune acest lucru în context, formarea GPT-3 a consumat 1 287 megawați oră de energie electrică (suficient pentru a alimenta aproximativ 120 de case americane medii timp de un an), generând aproximativ 552 de tone de dioxid de carbon.

‍

Escaladarea puterii hardware

Cursa către modele din ce în ce mai puternice a dus la o escaladare a puterii hardware. Potrivit Deloitte, GPU-urile pentru inteligența artificială au funcționat la 400 de wați până în 2022, în timp ce GPU-urile de ultimă generație pentru inteligența artificială generativă din 2023 funcționează la 700 de wați, iar cipurile de ultimă generație din 2024 sunt așteptate să funcționeze la 1 200 de wați. Aceasta reprezintă o creștere exponențială care pune presiune pe infrastructura energetică globală.

‍

Soluții hardware pentru eficiență energetică

Cipuri specializate: Revoluția hardware a IA

Răspunsul industriei hardware la criza inteligenței artificiale se materializează prin cipuri din ce în ce mai specializate și mai eficiente:

Unități de procesare tensorială (TPU): Conform TechTarget, TPU sunt ASIC-uri concepute pentru volume mari de calcul, cu precizie redusă, cu mai multe operații de intrare/ieșire per joule. TPU v6e este cel mai nou cip Trillium, lansat în octombrie 2024, cu o performanță de calcul de vârf per cip de 4,7 ori mai mare decât TPU v5e.

‍

FPGA (Field-Programmable Gate Arrays): După cum a subliniat IBM, FPGA sunt, de asemenea, potrivite pentru sarcinile care pun mai mult preț pe eficiența energetică decât pe viteza de procesare și oferă flexibilitatea de a se adapta la evoluția rapidă a algoritmilor AI.

‍

Circuite integrate pentru aplicații specifice (ASIC): Potrivit Geniatech, ASIC oferă avantajele unui consum redus de energie, viteză și o amprentă redusă, reprezentând cea mai eficientă soluție pentru sarcini de lucru specifice, de volum mare, în domeniul IA.

Apariția inteligenței artificiale de vârf

O tendință crucială pentru durabilitate este mișcarea către edge computing. Potrivit Geniatech, Gartner preconizează că, până în 2025, edge computing-ul va procesa 75 % din datele generate de toate cazurile de utilizare, reducând semnificativ nevoia de transmitere a datelor către centrele de date centralizate și energia asociată.

‍

Progrese în domeniul eficienței energetice

Îmbunătățiri dramatice ale performanței per watt

Industria face progrese semnificative în ceea ce privește eficiența energetică. Conform NVIDIA, aceasta a obținut o creștere de 10 000 de ori a eficienței în formarea și inferența AI din 2016 până în 2025, demonstrând potențialul pentru îmbunătățiri dramatice.

‍

Cu toate acestea, realitatea este mai complexă. După cum a raportat David Mytton pe blogul său DeVSustainability, serverele cu două socket-uri consumă în prezent între 600-750 W, față de 365 W în perioada 2007-2023, ceea ce indică faptul că, în timp ce eficiența per operațiune se îmbunătățește, puterea totală a sistemelor continuă să crească.

Optimizarea software-ului și a arhitecturii

Strategiile software apar ca o completare esențială a îmbunătățirilor hardware:

Optimizarea modelelor: modelele cuantice tind să necesite semnificativ mai puțini parametri pentru formare decât omologii lor clasici, sugerând abordări alternative pentru reducerea complexității de calcul.

‍

Gestionarea inteligentă a energiei: Conform MIT Sloan, limitarea utilizării la 150 sau 250 de wați (aproximativ 60-80 % din puterea totală), în funcție de procesorul utilizat, nu numai că reduce consumul total de energie al volumelor de lucru, ci și temperaturile de funcționare.

‍

Inițiative corporative și angajamente de mediu

Microsoft: Leadership în negativitatea emisiilor de dioxid de carbon

Microsoft a luat unul dintre cele mai ambițioase angajamente din industrie. După cum se menționează pe blogul oficial al Microsoft pentru 2020, "Până în 2025, vom trece la o aprovizionare cu energie regenerabilă în proporție de 100%, ceea ce înseamnă că vom avea contracte de achiziție de energie verde pentru 100% din energia electrică cu emisii de carbon consumată de toate centrele de date, clădirile și campusurile noastre".

‍

De asemenea, compania a înființat un nou fond de inovare climatică în valoare de 1 miliard de dolari pentru a accelera dezvoltarea globală a tehnologiilor de reducere, captare și eliminare a carbonului.

Cu toate acestea, realitatea prezintă provocări. Potrivit GeekWire, Microsoft a emis anul trecut peste 15,4 milioane de tone metrice de dioxid de carbon echivalent, emisiile din domeniul de aplicare 3 reprezentând mai mult de 96% din amprenta sa de carbon.

Google: pionier în domeniul energiei regenerabile

Google a atins etape semnificative în domeniul sustenabilității. Potrivit site-ului oficial Google Sustainability, "în 2017, Google s-a angajat să echilibreze 100% din consumul său de energie cu energie regenerabilă. Acest obiectiv a fost atins cu succes în 2020".

‍

Compania continuă să investească masiv: conform raportului de sustenabilitate Google 2025, "În 2024, am contractat încă 19 GW de energie regenerabilă nouă în 16 țări și ne-am extins în domeniul energiei nucleare prin semnarea primului nostru contract de cumpărare de energie nucleară la scară largă".

Amazon Web Services: Provocarea scalei

AWS, cel mai mare furnizor de cloud din lume, a stabilit obiective ambițioase, dar este criticat pentru transparență. Potrivit Climatiq, "Amazon a anunțat 18 noi proiecte de energie eoliană și solară în regiunile AWS din SUA, Finlanda, Germania, Italia și Regatul Unit, totalizând 5,6 GW de noi capacități de energie regenerabilă".

‍

Cu toate acestea, potrivit aceleiași surse, "criticile privind raportarea amprentei de carbon a AWS pot fi rezumate la faptul că nu este granulară, transparentă și utilă pentru echipele de tehnologie care doresc să își optimizeze utilizarea".

Cadre și instrumente pentru inteligența artificială ecologică

Instrumente de monitorizare a emisiilor

Industria a dezvoltat mai multe instrumente pentru a monitoriza și a reduce impactul AI asupra mediului:

CarbonTracker și CodeCarbon: Potrivit Carbon Credits, "unele dintre instrumentele utilizate pentru a estima amprenta de carbon a tehnologiilor AI sunt CarbonTracker, CodeCarbon, Green Algoritms și PowerTop".

eco2AI: După cum este descris în Doklady Mathematics, "eco2AI este o bibliotecă open-source capabilă să urmărească emisiile echivalente de carbon la formarea sau inferarea modelelor AI bazate pe Python, luând în considerare consumul de energie al dispozitivelor CPU, GPU, RAM".

Cadrul de implementare a IA ecologică

Conform unui studiu publicat în Industry Science, "un instrument sofisticat bazat pe Python, adaptat pentru a urmări și gestiona amprenta de carbon a modelelor de învățare automată de formare și a altor sarcini de calcul, reprezintă evoluția către instrumente mai sofisticate pentru gestionarea sustenabilității AI".

‍

Reglementare și politici publice

Legea UE privind inteligența artificială: un model global

Uniunea Europeană a preluat inițiativa în reglementarea inteligenței artificiale durabile. Potrivit Parlamentului European, "în iunie 2024, UE a adoptat primele norme din lume privind inteligența artificială. Legea privind inteligența artificială va fi pe deplin aplicabilă la 24 de luni de la intrarea sa în vigoare."

‍

În mod semnificativ, potrivit Green Software Foundation, "Legea UE privind inteligența artificială capătă o semnificație și mai mare atunci când este privită în contextul în care UE este în prezent unul dintre liderii mondiali în materie de politici de mediu și climatice".

Lacune în materie de reglementare și recomandări

În ciuda progreselor, persistă lacune semnificative. După cum se subliniază într-o lucrare publicată în arXiv, "propunerile actuale de reglementare a IA, în UE și nu numai, vizează stimularea IA fiabilă (de exemplu, AI Act) și responsabilă (de exemplu, AI Liability). Ceea ce lipsește, cu toate acestea, este un discurs de reglementare solid și o foaie de parcurs pentru a face inteligența artificială și tehnologia, în general, durabile din punct de vedere ecologic."

‍

Experții propun soluții concrete: conform unui raport al Institutului Tony Blair pentru Schimbări Globale, "stabiliți și adoptați indicatori de bune practici pentru consumul de energie și emisiile de carbon ale centrelor de date și izolați informațiile legate de IA".

‍

Perspective și provocări viitoare

Proiecții de creștere a energiei

Proiecțiile pentru viitor sunt în același timp îngrijorătoare și pline de oportunități. Potrivit IDC, "consumul global de energie electrică în centrele de date va fi mai mult decât dublu între 2023 și 2028, cu o rată anuală de creștere de 19,5% pe cinci ani, ajungând la 857 de terawați oră (TWh) în 2028".

‍

Mai exact, conform aceluiași raport IDC, "consumul de energie al centrelor de date AI este de așteptat să crească cu o CAGR de 44,7 %, ajungând la 146,2 Terawați oră (TWh) până în 2027".

Abordări inovatoare privind durabilitatea

Apar abordări inovatoare, cum ar fi Sustain AI, descrisă într-o lucrare MDPI drept "un cadru de învățare profundă multimodală care integrează rețele neuronale convoluționale (CNN) pentru detectarea defectelor, rețele neuronale recurente (RNN) pentru modelarea predictivă a consumului de energie și învățarea prin consolidare (RL) pentru optimizarea dinamică a energiei".

‍

Inteligența artificială ecologică vs. Inteligența artificială ecologică prin inteligență artificială: două paradigme complementare

Inteligența artificială ecologică: optimizare intrinsecă

Paradigma "Green-in AI" se concentrează pe proiectarea de algoritmi și modele inerent mai eficiente. Conform unei analize publicate în ScienceDirect, acestea sunt "strategii de proiectare a unor algoritmi și modele de învățare automată mai eficiente din punct de vedere energetic prin concentrarea asupra optimizării hardware-ului și software-ului".

‍

Green-by AI: Inteligența artificială pentru durabilitate

Paradigma "Green-by-AI" valorifică inteligența artificială pentru a îmbunătăți durabilitatea în alte sectoare. Conform aceleiași recenzii ScienceDirect, aceasta reprezintă "abordări ale IA pentru îmbunătățirea practicilor ecologice în alte sectoare, utilizând inteligența artificială pentru a optimiza eficiența energetică în aplicații exterioare".

‍

Concluzii: Către un viitor durabil al IA

Green AI reprezintă o transformare fundamentală a modului în care concepem și implementăm inteligența artificială. Datele din 2025 arată că ne aflăm la un punct de cotitură: creșterea cererii de energie electrică pentru IA și centrele de date este un test pentru modul în care societatea va răspunde cerințelor și provocărilor unei electrificări mai ample.

‍

Soluțiile emergente - de la hardware specializat la calculul cuantic, de la cadrele de monitorizare la politicile de reglementare - oferă o cale către durabilitate. Cu toate acestea, succesul va depinde de capacitatea industriei de a echilibra inovația cu responsabilitatea față de mediu, asigurându-se că IA poate deveni forța motrice cheie din spatele efortului global de a atinge neutralitatea carbonului.

‍

Anul 2025 se prezintă ca un an crucial în care deciziile luate astăzi vor determina dacă IA va fi parte a problemei climatice sau parte a soluției sale. Inteligența artificială ecologică nu mai este o opțiune, ci o necesitate imperativă pentru un viitor tehnologic avansat și durabil din punct de vedere ecologic.

‍

Întrebări frecvente

Ce este inteligența artificială ecologică?

Inteligența artificială ecologică este o paradigmă tehnologică care își propune să facă inteligența artificială mai ecologică și mai durabilă. Aceasta se concentrează pe producerea de rezultate exacte fără a crește costurile de calcul, asigurându-se că inovarea tehnologică merge mână în mână cu responsabilitatea față de mediu.

De ce este IA ecologică atât de urgentă în 2025?

Urgența provine din impactul exploziv al IA asupra mediului. Datele din 2025 arată că:

• Necesarul de energie al centrelor de date din America de Nord a crescut de la 2 688 megawați (sfârșitul anului 2022) la 5 341 megawați (sfârșitul anului 2023)
• 4,4% din toată energia din SUA este utilizată pentru centrele de date
• Intensitatea emisiilor de dioxid de carbon a energiei electrice din centrele de date este cu 48% mai mare decât media din SUA

Câtă energie consumă de fapt inteligența artificială?

Impactul AI asupra energiei este dramatic:

• Începând cu 2018, centrele de date au crescut de la 1,9 % la 4,4 % din cererea totală de energie
• Formarea unui cluster generativ de inteligență artificială poate consuma de 7-8 ori mai multă energie decât o sarcină de calcul obișnuită
• Pregătirea GPT-3 a consumat 1.287 megawați oră (suficient pentru 120 de case din SUA timp de un an)
• Se preconizează că consumul centrelor de date se va dubla până în 2030

Cum evoluează hardware-ul pentru a fi mai eficient?

Industria dezvoltă cipuri specializate:

Unități de procesare Tensor (TPU): TPU v6e oferă o performanță de 4,7 ori mai mare decât v5e

FPGA (Field-Programmable Gate Arrays): optimizate pentru eficiență energetică și flexibilitate

Circuite integrate pentru aplicații specifice (ASIC): oferă consum redus de energie, viteză și amprentă mică

Cu toate acestea, puterea totală continuă să crească: GPU-urile au crescut de la 400W (2022) la 700W (2023), cu previziuni de 1.200W pentru 2024.

‍

Ce este Edge AI și de ce este importantă pentru durabilitate?

Inteligența artificială periferică procesează datele la nivel local în loc să le trimită la centre de date centralizate. Gartner preconizează că, până în 2025, edge computing va procesa 75 % din datele generate, reducând semnificativ consumul de energie asociat transmiterii datelor.

‍

Ce progrese au fost realizate în domeniul eficienței energetice?

NVIDIA a obținut o îmbunătățire de 10 000 de ori a eficienței în instruirea și inferența AI din 2016 până în 2025. Cu toate acestea, serverele moderne consumă 600-750 W față de 365 W în perioada 2007-2023, ceea ce arată că, în timp ce eficiența per operațiune se îmbunătățește, puterea totală continuă să crească.

‍

Ce fac marile companii de tehnologie pentru sustenabilitate?

Microsoft: Angajamentul de a utiliza 100% energie regenerabilă până în 2025 și un fond de 1 miliard de euro pentru inovare în domeniul climei. Cu toate acestea, a emis 15,4 milioane de tone de echivalent CO2 în 2024.

Google: A obținut 100 % energie regenerabilă în 2020 și a contractat 19 GW de energie regenerabilă nouă în 16 țări până în 2024.

Amazon AWS: A anunțat 18 noi proiecte regenerabile pentru 5,6 GW, dar este criticată pentru lipsa de transparență în raportare.

‍

Există instrumente de monitorizare a impactului AI asupra mediului?

Da, sunt disponibile mai multe instrumente:

• CarbonTracker și CodeCarbon: pentru a estima amprenta de carbon
• eco2AI: bibliotecă open-source pentru urmărirea emisiilor în timpul formării și inferenței
• Algoritmi verzi și PowerTop: alte instrumente de monitorizare specializate

Cum este reglementată IA ecologică?

UE a preluat conducerea cuActul UE privind inteligența artificială, adoptat în iunie 2024 - primele norme din lume privind inteligența artificială care vor fi pe deplin aplicabile după 24 de luni. Cu toate acestea, experții semnalează lacune în discursul de reglementare pentru a face IA durabilă din punct de vedere ecologic.

Care sunt previziunile viitoare privind consumul de energie al IA?

Previziunile sunt alarmante:

• Consumul global de centre de date se va dubla între 2023 și 2028 (CAGR 19,5%)
• Va ajunge la 857 TWh în 2028
• Consumul de energie specific IA va crește cu o rată anuală de creștere de 44,7 %, ajungând la 146,2 TWh până în 2027

Care este diferența dintre Green-in AI și Green-by AI?

Inteligența artificială ecologică: se concentrează pe proiectarea de algoritmi și modele inerent mai eficiente din punct de vedere energetic prin optimizarea hardware-ului și software-ului.

Inteligență artificială ecologică: Utilizați inteligența artificială pentru a îmbunătăți sustenabilitatea în alte domenii, exploatând inteligența artificială pentru a optimiza eficiența energetică în aplicații exterioare.

‍

De ce 2025 este considerat un an crucial pentru inteligența artificială ecologică?

Anul 2025 reprezintă un punct de cotitură în care deciziile luate astăzi vor determina dacă IA va fi parte a problemei climatice sau parte a soluției sale. Creșterea cererii de energie electrică pentru inteligența artificială este un test pentru modul în care societatea va răspunde provocărilor unei electrificări mai ample. Inteligența artificială ecologică nu mai este o opțiune, ci o necesitate imperativă pentru un viitor tehnologic avansat și durabil din punct de vedere ecologic.

‍

‍