생성 AI는 환경에 나쁜가요?

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케이트 새코(Kate Saenko), 대화

이 기사는 The Conversation에서 다시 출판되었습니다. 원본 기사를 읽어보세요.

생성 AI(Generative AI)는 챗봇과 이미지 생성기의 핵심 신기술입니다. 하지만 지구를 만드는 것은 얼마나 뜨겁습니까?

저는 AI 연구자로서 인공지능 모델을 구축하는 데 드는 에너지 비용에 대해 종종 걱정합니다. AI가 강력할수록 더 많은 에너지가 필요합니다. 점점 더 강력해지는 생성 AI 모델의 출현은 사회의 미래 탄소 배출량에 어떤 의미가 있습니까?

"생성적"이란 AI 알고리즘이 복잡한 데이터를 생성하는 능력을 의미합니다. 대안은 고정된 수의 옵션 중에서 선택하고 단 하나의 숫자만 생성하는 "차별적" AI입니다. 차별적 결과의 예로는 대출 신청 승인 여부를 선택하는 것이 있습니다.

생성적 AI는 문장, 단락, 이미지 또는 짧은 비디오와 같은 훨씬 더 복잡한 출력을 생성할 수 있습니다. 이는 스마트 스피커와 같은 애플리케이션에서 오디오 응답을 생성하거나 자동 완성에서 검색어를 제안하는 데 오랫동안 사용되어 왔습니다. 그러나 최근에야 인간과 같은 언어와 사실적인 사진을 생성하는 능력을 얻었습니다.

그 어느 때보다 더 많은 전력 사용

단일 AI 모델의 정확한 에너지 비용은 추정하기 어렵습니다. 여기에는 컴퓨팅 장비 제조, 모델 생성 및 생산에 사용되는 에너지가 포함됩니다. 2019년에 연구자들은 1억 1천만 개의 매개변수가 포함된 BERT라는 생성적 AI 모델을 만드는 것이 한 사람의 왕복 대륙 횡단 비행에 필요한 에너지를 소비한다는 사실을 발견했습니다. 매개변수의 수는 모델의 크기를 나타내며 일반적으로 모델이 클수록 숙련도가 높습니다. 연구원들은 1,750억 개의 매개변수를 가진 훨씬 더 큰 GPT-3를 만드는 데 1,287MWh의 전력이 소비되고 552톤의 이산화탄소가 발생했다고 추정했습니다. 이는 1년 동안 휘발유 승용차 123대가 운전하는 것과 맞먹는 양입니다. 이는 소비자가 모델을 사용하기 전에 모델 출시를 준비하기 위한 것입니다.

크기만이 탄소 배출을 예측하는 유일한 변수는 아닙니다. 프랑스 BigScience 프로젝트에서 개발한 개방형 BLOOM 모델은 GPT-3와 크기는 비슷하지만 탄소 배출량이 훨씬 낮아 30톤의 CO2eq를 생성하는 데 433MWh의 전력을 소비합니다. Google의 연구에 따르면 동일한 규모에 대해 보다 효율적인 모델 아키텍처와 프로세서, 보다 친환경적인 데이터 센터를 사용하면 탄소 배출량을 100~1,000배까지 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다.

더 큰 모델은 배포 중에 더 많은 에너지를 사용합니다. 단일 생성 AI 쿼리의 탄소 배출량에 대한 데이터는 제한되어 있지만 일부 업계 수치에서는 ​​검색 엔진 쿼리보다 4~5배 더 높은 것으로 추정합니다. 챗봇과 이미지 생성기가 대중화되고 Google과 Microsoft가 AI 언어 모델을 검색 엔진에 통합함에 따라 매일 받는 쿼리 수가 기하급수적으로 늘어날 수 있습니다.

검색용 AI 봇

몇 년 전만 해도 연구실 외부에서는 BERT나 GPT와 같은 모델을 사용하는 사람이 많지 않았습니다. OpenAI가 ChatGPT를 출시한 2022년 11월 30일에 상황이 바뀌었습니다. 사용 가능한 최신 데이터에 따르면 ChatGPT는 2023년 3월에 15억 건 이상의 방문을 기록했습니다. Microsoft는 ChatGPT를 검색 엔진인 Bing에 통합하여 2023년 5월 4일에 모든 사람이 사용할 수 있도록 했습니다. 챗봇이 검색 엔진만큼 인기를 얻게 되면 에너지 AI 배포 비용이 실제로 합산될 수 있습니다. 그러나 AI 비서는 문서 작성, 수학 문제 해결, 마케팅 캠페인 생성 등 검색보다 더 많은 용도로 사용할 수 있습니다.

또 다른 문제는 AI 모델이 지속적으로 업데이트되어야 한다는 점이다. 예를 들어 ChatGPT는 2021년까지의 데이터에 대해서만 교육을 받았기 때문에 그 이후에 발생한 어떤 일도 알 수 없습니다. ChatGPT 생성에 따른 탄소 배출량은 공개 정보는 아니지만 GPT-3보다 훨씬 높을 가능성이 높습니다. 지식을 업데이트하기 위해 정기적으로 다시 생성해야 한다면 에너지 비용은 훨씬 더 커질 것입니다.