Как электронная почта, криптовалюты и искусственный интеллект повышают градус планеты
В инновациях обычно видят ключ к решению экологических проблем — СМИ регулярно сообщают о роботах, которые будут собирать мусор в океанах, о бактериях, разлагающих пластик, и о системах искусственного интеллекта, способных сортировать отходы. При этом за кадром остается то, что многие новые и вроде бы «зеленые» технологии не столько решают, сколько создают проблемы, от которых страдает планета.
Булат Калиев, менеджер группы оказания услуг в области устойчивого развития компании «Делойт СНГ»: На первый взгляд, ИТ-компании и дата-центры производят мало выбросов, но это не так. Еще в 2016 году сообщалось, что дата-центры мира в сумме используют больше электроэнергии, чем ее вырабатывает, к примеру, Великобритания. По прогнозам, к 2020 году до 3,5% выбросов углекислого газа придется на обработку и передачу информации. Обновленных цифр нет, но прогнозы, скорее всего, оказались верными. Речь идет только о прямых выбросах: в озвученных данных не учтено электричество, которое используют ИТ-фирмы: энергокомпании чаще всего потребляют невозобновляемые источники и тоже загрязняют атмосферу.
Эльза Ганеева, менеджер по работе с госорганами Microsoft в России: Некоторые технологические компании уже осознают проблему.
ИТ — это сектор, «где выбросы CO2 все больше выходят из-под контроля», говорит в беседе с Bloomberg главный исполнительный директор крупной парижской компании Mirova Филипп Зауати.
И проблема будет усугубляться по мере роста объемов данных, которые хранят и пересылают компании. В конце 2018 года американский производитель жестких дисков Seagate прогнозировал, что к 2030-му глобальный объем мировых данных вырастет более чем в пять раз (с 33 до 175 зеттабайт, или 175 трлн гигабайт).
175 трлн гб = 43,750 трлн фотографий, снятых на 12-мегапиксельную камеру = 44 трлн полнометражных фильмов = 88 трлн часов hd-видео = история мирового кинематографа * 125 000 000
Источники: Dropbox, IMDb
К 2025 году каждый человек, чьи устройства подключены к интернету, будет взаимодействовать с внешними данными как минимум один раз в 17 секунд.
Еще пример: сейчас дата-центры потребляют примерно 2% вырабатываемой в мире электроэнергии, а уже к 2030 году этот показатель может достичь 8%. По сведениям Hewlett Packard Enterprise, сегодня используется только 6% когда-либо созданных данных. Соответственно, 94% данных лежит мертвым грузом на серверах, которые потребляют огромные объемы энергии.
Иван Оселедец, руководитель группы научных вычислений Сколковского института науки и технологий: Майнеры криптовалют потребляют огромное количество электроэнергии. Причем сама технология устроена так, что для производства каждой новой монеты требуется провести еще больше вычислений, значит, и энергии нужно все больше и больше. Мы просто нагреваем планету.
Как подсчитали исследователи из Технического университета Мюнхена, потребление электроэнергии и выброс углекислого газа, связанные только с биткоином, сопоставимы с энергопотреблением и выбросами стран типа Иордании и Шри-Ланки.
Криптовалюты многими рассматриваются как прихоть, в ряде стран их использование вообще считается незаконным. Но есть другая технология, которая оценивается более положительно, однако приводит к тому же губительному эффекту. Ученые из Массачусетского университета в Амхерсте подсчитали, что при обучении одной модели искусственного интеллекта (ИИ) может выделяться столько же углекислого газа, сколько производят пять автомобилей за все время своей работы (включая даже тот CO2, что выделили заводы при их производстве).Такой же объем выбросов парникового газа создадут, например, 300 авиарейсов из Нью-Йорка в Сан-Франциско и обратно.
Речь идет об обучении ИИ способности распознавать человеческий язык и составлять на нем осмысленные фразы. Это направление сейчас быстро развивается: благодаря ему появились голосовые колонки Amazon Alexa (по данным самой компании, к настоящему моменту их продано уже несколько сотен миллионов штук) и цифровые помощники вроде Siri.
Ни я, ни другие исследователи, с которыми это обсуждал, не думали, что воздействие [систем искусственного интеллекта] на окружающую среду настолько значительное. Карлос Гомес-Родригес, специалист в области компьютерной лингвистики Университета Ла-Коруньи (Испания)
Примерно в 2012 году произошла так называемая революция глубокого обучения — модели ИИ стали учить не на процессорах, а на видеокартах: благодаря архитектуре своего ядра они лучше справляются с задачей. Любая научная группа или компания могла купить 5–10 графических карт и обучать модели, которые достигают результатов мирового уровня. Чем больше данных получает такая модель, тем лучше результат. Обучение с помощью видеокарт позволило эффективнее решать многие задачи: распознавание образов, поиск лиц, машинный перевод, обработка звука, работа с медицинскими данными и т.п.
Компании начали чаще разрабатывать системы ИИ для разных целей, и для этого требовалось все больше и больше вычислительных ресурсов — особенно если речь шла об ИИ, который, например, обыгрывает человека в го. Для него нужно уже не десять графических карт, а тысячи. Это огромные вычислительные ресурсы, которые потребляют большое количество энергии и выделяют много тепла.
Искусственный интеллект — одна из ключевых технологий четвертой промышленной революции. Как ранее прогнозировал в интервью РБК экс-президент Google China Ли Кайфу, в ближайшее десятилетие ИИ превратится в новое электричество — он будет применяться повсюду. По данным исследовательской компании IDC, уже в 2023 году суммарная стоимость проданных в мире систем ИИ достигнет $98 млрд (по сравнению с $37,5 млрд в 2019-м). Основными покупателями таких систем станут ретейл и банковский сектор.
Эльза Ганеева, менеджер по работе с госорганами Microsoft в России: Компании выдвигают разные инициативы, чтобы справиться с выбросами углекислого газа. Microsoft будет радикально сокращать собственный углеродный след и инвестирует $1 млрд в разработки, которые помогут удалить углерод из атмосферы, в рамках нового Фонда климатических инноваций. К 2030 году Microsoft намерена достигнуть отрицательного уровня эмиссии углерода (то есть экологические проекты компании будут удалять выхлоп из атмосферы быстрее, чем его будет создавать деятельность компании. — РБК), а к 2050-му полностью устранить последствия выбросов за все время с момента основания компании в 1975 году.
Уже к 2025 году Microsoft планирует полностью перейти на возобновляемые источники энергии для всех дата-центров, зданий и кампусов и электрифицировать внутренний автопарк. Чтобы удалить свой углеродный след, компания обещает восстанавливать леса и работать над инновационными технологиями: секвестрацией (улавливанием углерода в почве), биоэнергетикой со связыванием и хранением углерода (BECCS) и прямым захватом воздуха для очистки (DAC).
Булат Калиев, менеджер группы оказания услуг в области устойчивого развития компании «Делойт СНГ»: Существуют проекты по использованию вреда во благо. К примеру, в Финляндии крупнейший дата-центр будет отапливать дома. Так они сократят выбросы CO2 на 103 тыс. тонн. Столько же выбросов, по сообщению самой компании Fortum, производят ежегодно 55 тыс. автомобилей. Датацентр планирует отапливать 25 тыс. домовладений.
Иван Оселедец, руководитель группы научных вычислений Сколковского института науки и технологий: Чтобы по-настоящему решить проблему, нужно разрабатывать новые алгоритмы и создавать новые вычислительные системы. Мощность классического компьютера мы в ближайшее время увеличить не сможем. Закон Мура о постоянном увеличении вместимости элементов компьютерной памяти больше не работает. Прогресс замедлился. Идет поиск других возможностей. Решением могут стать квантовые или нейроморфные компьютеры. Исследования в этих областях активно идут. Уже есть машина, которая достигла того, что называется квантовым превосходством: одну из экспериментальных задач можно эффективнее решить на квантовом, а не классическом компьютере. Подвижки есть, инвестиции большие.
Алексей Федоров, руководитель группы «Квантовые информационные технологии» Российского квантового центра: Решение задач быстрее классических суперкомпьютеров без многократного увеличения потребления электроэнергии — не единственная их польза. Квантовые компьютеры также смогут помогать моделировать более энергоэффективные материалы, которые окажутся полезными для развития компьютерных технологий. Пока существуют прототипы квантовых компьютеров с десятками кубитов — элементов для хранения информации (их в самых больших квантовых процессорах около 50). Для увеличения вычислительной мощности нужно увеличить количество кубитов и снизить уровень ошибок при работе с ними. Ощутимым эффект от внедрения квантовых компьютеров может стать на горизонте 3–5 лет.
Прогноз Microsoft по углеродным выбросам компании в 2020 году (в метрических тоннах)
Ученые выделяют три категории выбросов:
- прямые выбросы, например от двигателей внутреннего сгорания автомобилей: 100 ТЫС. Т
- выбросы от потребления традиционных источников электроэнергии или тепла: 4 МЛН Т
- совокупность косвенных выбросов: например, выбросы на протяжении всей цепочки поставок продуктов или электроэнергия, потребляемая клиентами во время использования этих продуктов: 12 МЛН Т
- всего по трем категориям: 16 МЛН Т
Сколько весит «пакет Яровой»
С июля 2018 года в России в полной мере заработал «пакет Яровой» — свод законов по борьбе с терроризмом и защите персональных данных россиян. Операторы связи должны три года хранить информацию о звонках, сообщениях и интернет-трафике граждан и предоставлять к ней доступ силовым органам по запросу. Весной 2016 года, когда законопроект еще был на обсуждении в парламенте, эксперты института «Гипросвязь» (дочерняя структура «Ростелекома») подсчитали, что объем хранящихся во исполнение требований закона данных за три года превысит 157 эксабайт, или 157 млрд Гб. По оценке авторов доклада, это в 100 тыс. раз больше объема данных о фактах оказания услуг, которые операторы хранили на тот момент.
Создание дата-центров под такие объемы информации — это не только десятки миллиардов долларов, но и огромные затраты энергии, а значит, и выбросы углекислоты. По подсчетам экспертов Stanford Magazine, ежегодное хранение 100 Гб в облаке равносильно 200 кг выбросов CO2. Это значит, что, если все 157 млрд Гб данных россиян будут загружены на серверы, снабжение их электричеством добавит около 315 млн т углекислого газа ежегодно. Для сравнения: примерно столько же СО2 за 2018 год (по отдельности) произвели Франция, Таиланд и Казахстан.
Объем хранящихся данных до «Закона Яровой»
