Musk varoittaa tekoälyn sähköpulasta: vuonna 2027 voi syntyä 15 gigawatin vaje

Elon Musk esitti G20-maiden ministereille 1. syyskuuta varoituksen, joka siirtää tekoälykeskustelun siruista sähköverkkoihin. Hänen mukaansa tekoälyn seuraava kova rajoite voi olla se, ettei uusille siruille löydy riittävästi jatkuvaa ja luotettavaa sähköä.

Musk viittasi alan konsensusarvioon, jonka mukaan tekoälysirujen käytössä voi olla vähintään 15 gigawatin sähkövaje vuonna 2027. Samalla tekoälysirujen tuotantokapasiteetin hän arvioi kasvavan noin 40–50 prosenttia vuodessa, kun sähköntuotanto Kiinan ulkopuolella kasvaa vain noin 10–20 prosenttia vuodessa. 1611

Musk esitti kokouksessa myös kunnianhimoisen talousarvion: digitaalinen tekoäly voisi hänen mukaansa kasvattaa maailmantalouden tuotantoa noin 20–30 prosenttia, eli 20–30 biljoonalla dollarilla vuodessa. Kyse on Muskin omasta karkeasta arviosta, ei Kansainvälisen energiajärjestö IEA:n ennusteesta. 18

Miksi sähköstä on tulossa tekoälyn pullonkaula?

Ongelma ei ole vain se, kuinka paljon sähköä maailmassa tuotetaan yhteensä. Tekoälydatakeskukset tarvitsevat valtavia määriä sähköä jatkuvasti, vakaasti ja juuri niissä paikoissa, joihin laskentakapasiteettia rakennetaan.

Datakeskus tarvitsee sähköverkon lisäksi muun muassa sähköasemia, muuntajia, siirtokapasiteettia, lupia ja toimivan verkkoliittymän. Laskentakeskuksia voidaan suunnitella ja rakentaa nopeammin kuin infrastruktuuria, joka syöttää niille sähköä. Monilla alueilla uuden laitoksen liittäminen verkkoon voi kestää neljästä kymmeneen vuotta, vaikka tekoälydatakeskus valmistuu tyypillisesti kahdessa tai kolmessa vuodessa. 30

Aikataulujen epäsuhta voi johtaa tilanteeseen, jossa palvelimet ovat valmiina, mutta sähköä ei vielä saada perille.

Myös sijainti aiheuttaa rajoitteita. Datakeskukset keskittyvät alueille, joilla on edullista sähköä, riittävästi maa-alaa ja jäähdytykseen tarvittavaa vettä, hyvät tietoliikenneyhteydet sekä rakentamista suosiva lupaympäristö. Kun kysyntä pakkautuu samoille alueille, paikallinen sähköverkko voi joutua koville, vaikka maailmanlaajuisesti sähköntuotanto näyttäisi riittävältä. 1821

Maailmanlaajuinen osuus on pieni, paikallinen vaikutus suuri

IEA:n perusennusteen mukaan datakeskusten maailmanlaajuinen sähkönkulutus yli kaksinkertaistuu noin 945 terawattituntiin (TWh) vuoteen 2030 mennessä. Se vastaisi hieman alle kolmea prosenttia maailman sähkönkulutuksesta. Vuosina 2024–2030 datakeskusten sähkönkulutuksen odotetaan kasvavan noin 15 prosenttia vuodessa, ja tekoäly on kasvun tärkein ajuri. 2223

Maailmanlaajuinen prosenttiluku voi kuitenkin peittää alleen alueelliset ongelmat. Muutamat niin sanotut hyperscale-kampukset voivat tarvita sähköä kokonaisen sähköyhtiön mittakaavassa. Tämä voi kasvattaa verkkoliittymien jonoja, vaikeuttaa muuntajien ja siirtolinjojen saatavuutta sekä viivästyttää muita hankkeita.

IEA arvioi, että noin 20 prosenttia suunnitteilla olevista datakeskushankkeista voi viivästyä, jos sähköverkon riskit jäävät ratkaisematta. 23

Yritykset yrittävät varmistaa sähkön itse

Tekoäly-yhtiöiden ja niiden kumppaneiden kilpailu ei enää koske vain prosessoreita ja datakeskustilaa. Yritykset pyrkivät hallitsemaan yhä suurempaa osaa ketjusta, joka muuttaa sirut toimivaksi laskentakapasiteetiksi.

SpaceX valmistaa turbiinikomponentteja itse

Musk on kertonut, että SpaceX aikoo valmistaa itse keskeisiä kaasuturbiinien osia, kuten turbiinisiipiä ja johtosiipiä. Tavoitteena on helpottaa laitepulaa ja saada säädettävää tuotantokapasiteettia tekoälyinfrastruktuurin käyttöön nopeammin. 3839

Ratkaisu kuvastaa laajempaa muutosta: tekoälyn toimitusketju ei ole enää vain siruista riippuvainen, vaan siinä tarvitaan myös turbiineja, polttoainetta, sähköasemia, siirtoyhteyksiä ja paikallista sähköntuotantoa. Oman tuotannon avulla voidaan lyhentää joitakin viiveitä, mutta se ei poista lupamenettelyihin, ympäristöön tai polttoaineen saatavuuteen liittyviä rajoitteita.

Microsoft ja Chevron rakentavat omaa tuotantoa

Microsoft ja Chevron ovat sopineet Texasin länsiosaan sijoittuvasta maakaasulla toimivasta voimalaitoksesta, joka tuottaisi sähköä Microsoftin datakeskuskampukselle. Järjestely on 20 vuoden mittainen. Reutersin mukaan Chevron selvitti myös vastaavia datakeskusten sähköhankkeita muualla Yhdysvalloissa. 3335

Paikallinen sähköntuotanto voi ohittaa osan sähköverkon liittymäviiveistä ja tarjota laskentakuormalle vakaata tehoa. Ratkaisuun liittyy kuitenkin kompromisseja: maakaasun käyttö aiheuttaa päästöjä ja sitoo datakeskusten kasvun polttoaineinfrastruktuuriin sekä viranomaisten päätöksiin.

NVIDIA ja laajempi infrastruktuurikilpailu

NVIDIAn asema havainnollistaa, miksi kyse ei ole enää pelkästä sirutuotannosta. Grafiikkasuorittimilla on kaupallista arvoa vasta, kun datakeskuksissa on niiden käyttöön tarvittava sähkö ja verkkoyhteys.

Siksi tekoälyn rakentaminen kytkeytyy yhä tiiviimmin sähköntuotannon, datakeskusten ja verkkoliittymien investointeihin. Kilpailu ei koske vain sitä, kuka saa käyttöönsä eniten laskentakiihdyttimiä, vaan myös sitä, kuka pystyy energisoimaan ne ajoissa.

Muskin lääke: energian runsaus

Musk kehotti hallituksia kohtelemaan sähköinfrastruktuuria strategisena teollisena kapasiteettina. Hänen viestinsä oli, että maiden pitäisi rakentaa sähköntuotantoa, siirtoyhteyksiä ja datakeskuksia riittävän nopeasti, jotta tekoälyn odotetut tuottavuushyödyt voidaan saavuttaa.

Tämä linja sopi Yhdysvaltojen laajempaan viestiin kokouksessa. Reutersin mukaan Yhdysvaltain viranomaiset painottivat kevyttä sääntelyotetta ja vastustivat uusien kansainvälisten tekoälyn valvontaelinten perustamista. 50 CNBC:n mukaan Musk kehotti hallituksia tekemään uudesta toiminnasta ”oletusarvoisesti laillista, ei oletusarvoisesti laitonta”. 55

Näin sääntely ja infrastruktuuri kytkeytyvät samaan kilpailukykykeskusteluun. Rakentamista hidastavat säännöt voivat hidastaa käyttöönottoa, mutta käytännön haittojen sivuuttaminen voi jättää työntekijät, paikallisyhteisöt ja sähköjärjestelmät kantamaan suuremman osan kustannuksista.

Miksi G20-kokouksella oli merkitystä?

Chapel Hillissä järjestetty kaksipäiväinen G20-innovaatio- ja teknologiaministerikokous toi tekoälyn infrastruktuurin osaksi laajempaa kamppailua talouskasvusta, teknologiastandardeista ja strategisesta vaikutusvallasta. Musk osallistui kokoukseen etäyhteydellä ensimmäisenä päivänä. Mukana olivat myös muun muassa NVIDIAn toimitusjohtaja Jensen Huang ja OpenAI:n toimitusjohtaja Sam Altman. 495261

Sähköä ei siis käsitelty tavallisena energiasektorin kysymyksenä. Se esitettiin tekijänä, joka voi ratkaista, mitkä maat pystyvät rakentamaan tekoälykapasiteettia, houkuttelemaan datakeskuksia ja hyötymään teknologiasta.

Muskin 15 gigawatin luku on ennuste, ei varma tulevaisuuden tapahtuma. Taustalla oleva huoli saa kuitenkin tukea riippumattomasta energia-analyysistä: datakeskusten kysyntä kasvaa nopeasti, sähköverkot ovat joillakin alueilla kuormittuneita ja uusien laitosten liittämiseen tarvittava infrastruktuuri valmistuu usein hitaammin kuin itse datakeskukset. 222330

Hallitusten käytännön kysymys ei siksi ole enää ainoastaan se, kuinka monta sirua tekoälyteollisuus pystyy valmistamaan. Yhtä tärkeää on, pystyykö sähköjärjestelmä toimittamaan siruille luotettavaa sähköä riittävän nopeasti – ja kuka maksaa uuden tuotannon, siirtoverkon sekä ympäristövaikutusten kustannukset.