energy consumption etiketine sahip kayıtlar gösteriliyor. Tüm kayıtları göster
energy consumption etiketine sahip kayıtlar gösteriliyor. Tüm kayıtları göster

Artificial Intelligence and Energy Consumption: The Hidden Cost of Smart Technology

 



You can think of artificial intelligence (AI) like a human brain, but a super powerful one! Like a child learning something new, AI processes large amounts of data, analyzes it and learns certain patterns. There’s a lot of math, statistics and complex algorithms involved. In particular, what we call deep learning improves itself by repeatedly performing calculations on huge data sets. This process requires very large and powerful computers.

For example, when you ask an AI model, “Is this a cat?”, the model has analyzed thousands or even millions of cat photos and learned every detail. It guesses by looking at things like the shape of an eye, an ear, the length of a whisker. But here’s the magic: It takes a lot of computing power to do this!

Artificial intelligence (AI) is entering more and more into our lives every day. From voice assistants on phones to the shows Netflix recommends to us, from Google’s search results to Tesla’s self-driving cars, AI is everywhere. But does having this incredible technology come at a price? Yes, it comes at a big price: Energy consumption!

Although we don’t realize it in everyday life, AI models consume huge amounts of energy when they run. But why is there such a huge energy demand? Where does it come from and what steps are being taken to reduce consumption? Let’s explore this topic in its simplest yet detailed form.

How Does Artificial Intelligence Work?

I mentioned that we can think of AI as a human brain, but it’s actually a much faster version that can do big calculations. AI is actually a set of algorithms that analyze data and try to learn certain patterns. This is done through methods such as machine learning and deep learning.

  • Machine learning: The process of teaching computers to make decisions by showing them examples.
  • Deep learning: A more sophisticated version uses artificial neural networks that mimic the neural networks in the human brain.

Real Life Examples:

  • Google Photos automatically separates “tree” photos from the images in the album.
  • Spotify gives you new recommendations based on the songs you listen to.
  • Tesla’s autopilot system makes instant decisions by detecting traffic signs and pedestrians.

Why does it consume so much energy?

AI’s energy consumption is based on several reasons:

  1. Big Data and Big Computing: AI models process millions or even billions of parameters. To do this, specialized hardware such as GPUs (Graphics Processors) or TPUs (Tensor Processors) are used. But these devices consume significant power while continuously computing.
  2. Model Training is Very Difficult: Training an AI model is a process that sometimes takes thousands of hours. Google’s GPT-3, a language model, consumed about 10 gigawatt hours of energy to train. This is equivalent to the electricity consumed by a European city for several days!
  3. Data Centers: There are huge data centers running behind AI. The huge server farms of companies such as Facebook and Google run millions of computers that consume significant amounts of electricity. And because these machines overheat, extra energy is needed to cool them down.

Where, How and Through What Means Is This Energy Sourced?

So, where does AI get this energy?

  1. Fossil Fuels: Unfortunately, most of the world’s electricity still comes from fossil fuels such as coal, natural gas and oil. These emit carbon, contributing to climate change.
  2. Renewable Energy: Giant companies such as Google and Microsoft have started to power their data centers with wind and solar energy. However, this is not yet enough to power all systems.
  3. Private Electricity Infrastructures: Big tech companies sometimes build their own private power plants or make deals directly with green energy suppliers.
  4. Alternative Cooling Technologies: Data centers are sometimes built near the poles or underwater to reduce cooling costs.

What is being done to reduce energy consumption?

The answer to this question actually depends on work in several different areas:

  1. More Efficient Artificial Intelligence Algorithms: Scientists are looking for ways to make AI work with less computation. Building small but smart models is an important goal.
  2. Hardware Improvements: A new generation of chips (e.g. Apple’s M-series chips or Google’s specialized TPUs) can do the same job with less energy consumption.
  3. Green Data Centers: Data centers are trying to use less energy by improving cooling technologies. Microsoft even tested the idea of placing its data centers under the ocean! Because water has a natural cooling effect.
  4. Edge Computing: Normally, for an AI process, data has to travel to and from large data centers. But now solutions are being developed for AI to work on the device. For example, some commands from Apple’s Siri or Google Assistant are run entirely on the phone, so there is no need to go back and forth to the data center.

Who is Taking What Steps?

Big tech companies, universities and researchers are working to solve this problem. Here are a few examples:

  • Google: Since 2017, it has been running the “AI for Good” program to make its AI models more efficient and is working towards 100% renewable energy in its data centers.
  • Microsoft: aims to be carbon negative by 2030, meaning it will remove more carbon from the atmosphere than it produces.
  • Tesla: Autonomous vehicles drive using artificial intelligence. Tesla has developed its special “Dojo” chip to make these processes more efficient.
  • Research Institutes: Universities such as MIT and Stanford are working on AI models that consume less energy.

The Most Common Artificial Intelligence Models and Their Uses

There are many models of AI used in different fields. Here are some of the most common ones and their uses:

GPT (Generative Pre-trained Transformer) Series

  • Where Used: Chatbots, copywriting, translation, code generation
  • Example: ChatGPT, Google Bard

CNN (Convolutional Neural Networks)

  • Where Used: Image recognition, face recognition, x-ray analysis in healthcare
  • Example: Facebook’s face recognition system, anomaly detection in MRI scans

RNN (Recurrent Neural Networks) & LSTM (Long Short-Term Memory)

  • Where Used: Voice recognition, language modeling, prediction systems
  • Example: Siri, Google Assistant, music recommendation systems

DQN (Deep Q-Networks) and Reinforcement Learning

  • Where Used: Game playing AIs, robotic systems
  • Example: AlphaGo, Tesla’s self-driving car system

Transformers

  • Where Used: Natural language processing, large-scale data analytics
  • Example: Google Translate, text summarization systems

Artificial intelligence is a tremendous technology, but energy consumption is a big problem. Fortunately, thanks to more efficient algorithms, renewable energy and hardware advancements, we are working to overcome these problems. It is very likely that we will see greener, more energy-efficient AI systems in the coming years. But still, like any technology, AI comes at a price — both in terms of energy and environmental impact!

So, do you think AI is really worth spending so much energy on? I’d love to hear your opinion in the comments.

I hope you found this article useful! If you appreciate the information provided, you have the option to support me by Buying Me A Coffee! Your gesture would be greatly appreciated!


Thank you so much for reading.

If you found it valuable, hit the clap button 👏 and consider following me for more such content.

Selin.

Yapay Zeka ve Enerji Tüketimi: Akıllı Teknolojinin Gizli Maliyeti


 

Yapay zekayı (YZ) bir insan beyni gibi düşünebilirsin, ama süper güçlü bir beyin! Bir çocuğun yeni bir şeyler öğrenmesi gibi, YZ de büyük miktarda veriyi işler, bunları analiz eder ve belirli kalıpları öğrenir. İşin içinde bolca matematik, istatistik ve karmaşık algoritmalar var. Özellikle derin öğrenme (deep learning) dediğimiz şey, devasa veri setleri üzerinde tekrar tekrar hesaplamalar yaparak kendini geliştiriyor. Bu süreç, çok büyük ve güçlü bilgisayarlar gerektiriyor.

Örneğin, bir YZ modeline “Bu bir kedi mi?” sorusunu sorduğunda, model binlerce, hatta milyonlarca kedi fotoğrafını analiz etmiş ve her detayını öğrenmiş oluyor. Bir göz, kulak şekli, bıyık uzunluğu gibi şeylere bakarak tahmin yapıyor. Ama işin büyüsü şurada: Bunu yapmak için aşırı fazla hesaplama gücü gerekiyor!

Yapay zeka (YZ) her geçen gün hayatımızın daha fazla içine giriyor. Telefonlardaki sesli asistanlardan Netflix'in bize önerdiği dizilere, Google'ın arama sonuçlarından Tesla'nın sürücüsüz arabalarına kadar hemen her yerde YZ var. Peki, bu inanılmaz teknolojiye sahip olmanın bir bedeli var mı? Evet, hem de büyük bir bedeli var: Enerji tüketimi!

Günlük hayatta fark etmesek de, YZ modelleri çalışırken devasa enerji harcıyor. Peki, neden bu kadar büyük bir enerji ihtiyacı var? Bu enerji nereden geliyor ve tüketimi azaltmak için ne gibi adımlar atılıyor? Gel, bu konuyu en basit ama detaylı haliyle inceleyelim.

Yapay Zeka Nasıl Çalışıyor?

YZ'yi bir insan beyni gibi düşünebileceğimizden bahsettim ama aslında o çok daha hızlı ve büyük hesaplamalar yapabilen bir versiyonu. Yapay zeka aslında bir algoritmalar dizisi ve bu algoritmalar verileri analiz ederek belirli desenleri öğrenmeye çalışıyor. Bu, makine öğrenmesi (machine learning) ve derin öğrenme (deep learning) gibi yöntemlerle yapılıyor.

  • Makine öğrenmesi: Bilgisayarlara örnekler göstererek karar verme yetisi kazandırma süreci.
  • Derin öğrenme: Daha karmaşık bir versiyon, insan beynindeki sinir ağlarını taklit eden yapay sinir ağları kullanıyor.

Gerçek Hayattan Örnekler:

  • Google Fotoğraflar, albümdeki görüntüler arasından "ağaç" fotoğraflarını otomatik olarak ayırıyor.
  • Spotify, dinlediğin şarkılara göre sana yeni öneriler sunuyor.
  • Tesla'nın otopilot sistemi, trafik tabelalarını ve yayaları tespit ederek anlık kararlar alıyor.

Neden Bu Kadar Enerji Tüketiyor?

YZ’nin enerji tüketimi birkaç nedene dayanıyor:

  1. Büyük Veri ve Büyük Hesaplamalar: YZ modelleri milyonlarca, hatta milyarlarca parametreyi işler. Bunu yapmak için GPU (Grafik İşlemcileri) veya TPU (Tensor İşlemcileri) gibi özel donanımlar kullanılır. Ama bu cihazlar, sürekli hesaplama yaparken ciddi bir güç harcar.
  2. Model Eğitimi Çok Zor: Bir yapay zeka modelini eğitmek, bazen binlerce saat süren bir süreçtir. Google’ın bir dil modeli olan GPT-3, eğitilirken yaklaşık 10 gigawatt saat enerji harcadı. Bu, bir Avrupa şehrinin birkaç gün boyunca tükettiği elektriğe eşdeğer!
  3. Veri Merkezleri: YZ’nin arkasında çalışan devasa veri merkezleri var. Facebook, Google gibi şirketlerin büyük sunucu çiftlikleri, milyonlarca bilgisayarı çalıştırıyor ve bunlar ciddi miktarda elektrik harcıyor. Üstelik bu makineler aşırı ısındığı için, onları soğutmak için de ekstra enerji gerekiyor.

Bu Enerji Nereden, Nasıl ve Hangi Yollarla Temin Ediliyor?

Peki, YZ bu enerjiyi nereden alıyor?

  1. Fosil Yakıtlar: Maalesef dünya genelinde elektriğin büyük bir kısmı hâlâ kömür, doğal gaz ve petrol gibi fosil yakıtlardan geliyor. Bunlar, karbon salınımı yaparak iklim değişikliğine katkıda bulunuyor.
  2. Yenilenebilir Enerji: Google, Microsoft gibi dev şirketler, veri merkezlerini rüzgar ve güneş enerjisi ile çalıştırmaya başladı. Ancak, bu henüz tüm sistemleri besleyebilecek seviyede değil.
  3. Özel Elektrik Altyapıları: Büyük teknoloji şirketleri bazen kendi özel elektrik santrallerini kuruyor veya doğrudan yeşil enerji tedarikçileriyle anlaşmalar yapıyor.
  4. Alternatif Soğutma Teknolojileri: Veri merkezleri bazen kutuplara yakın ya da su altında kuruluyor ki soğutma maliyetleri azalsın.

Enerji Tüketimini Azaltmak İçin Neler Yapılıyor?

Bu sorunun cevabı aslında birkaç farklı alanda çalışmalara bağlı:

  1. Daha Verimli Yapay Zeka Algoritmaları: Bilim insanları, yapay zekayı daha az hesaplama ile çalıştırmanın yollarını arıyor. Küçük ama akıllı modeller üretmek önemli bir hedef.
  2. Donanım Geliştirmeleri: Yeni nesil çipler (örneğin, Apple’ın M serisi çipleri veya Google’ın özel TPU’ları), daha az enerji tüketerek aynı işi yapabiliyor.
  3. Yeşil Veri Merkezleri: Veri merkezleri, soğutma teknolojilerini geliştirerek daha az enerji harcamaya çalışıyor. Microsoft, veri merkezlerini okyanusun altına yerleştirme fikrini bile test etti! Çünkü suyun doğal soğutucu etkisi var.
  4. Edge Computing: Normalde, bir yapay zeka işlemi için verilerin büyük veri merkezlerine gidip gelmesi gerekiyor. Ama artık YZ’nin cihaz üzerinde çalışması için çözümler geliştiriliyor. Örneğin, Apple’ın Siri’si veya Google Asistan’ın bazı komutları tamamen telefonda çalıştırılıyor, böylece veri merkezine gidip gelmeye gerek kalmıyor.

Kimler Ne Tür Adımlar Atıyor?

Büyük teknoloji şirketleri, üniversiteler ve araştırmacılar bu sorunu çözmek için çalışıyor. İşte birkaç örnek:

  • Google: 2017’den beri YZ modellerini daha verimli hale getirmek için “AI for Good” programını yürütüyor ve veri merkezlerinde %100 yenilenebilir enerjiye geçmeye çalışıyor.
  • Microsoft: 2030 yılına kadar karbon negatif olmayı hedefliyor, yani ürettiğinden daha fazla karbonu atmosferden çekecek.
  • Tesla: Otonom araçlar, yapay zeka kullanarak sürüş yapıyor. Tesla, bu işlemleri daha verimli hale getirmek için özel “Dojo” çipini geliştirdi.
  • Araştırma Enstitüleri: MIT, Stanford gibi üniversitelerde daha az enerji tüketen YZ modelleri üzerine çalışmalar yapılıyor.

En Yaygın Kullanılan Yapay Zeka Modelleri ve Kullanım Alanları

YZ’nin farklı alanlarda kullanılan birçok modeli var. İşte en yaygınlarından bazıları ve kullanım alanları:

GPT (Generative Pre-trained Transformer) Serisi

  • Nerede Kullanılıyor?: Chatbot’lar, metin yazımı, çeviri, kod üretimi
  • Örnek: ChatGPT, Google Bard

CNN (Convolutional Neural Networks)

  • Nerede Kullanılıyor?: Görüntü tanıma, yüz tanıma, sağlık alanında röntgen analizi
  • Örnek: Facebook’un yüz tanıma sistemi, MRI taramalarında anomali tespiti

RNN (Recurrent Neural Networks) & LSTM (Long Short-Term Memory)

  • Nerede Kullanılıyor?: Ses tanıma, dil modeli oluşturma, tahmin sistemleri
  • Örnek: Siri, Google Asistan, müzik öneri sistemleri

DQN (Deep Q-Networks) ve Takviyeli Öğrenme (Reinforcement Learning)

  • Nerede Kullanılıyor?: Oyun oynayan yapay zekalar, robotik sistemler
  • Örnek: AlphaGo, Tesla’nın sürücüsüz araç sistemi

Transformers

  • Nerede Kullanılıyor?: Doğal dil işleme, büyük ölçekli veri analizleri
  • Örnek: Google Translate, metin özetleme sistemleri

Yapay zeka muazzam bir teknoloji, ancak enerji tüketimi büyük bir sorun. Neyse ki, daha verimli algoritmalar, yenilenebilir enerji ve donanım gelişmeleri sayesinde bu sorunları aşmaya çalışıyoruz. Önümüzdeki yıllarda daha yeşil, daha az enerji tüketen yapay zeka sistemleri görmemiz çok olası. Ama yine de, her teknoloji gibi, yapay zekanın da bir bedeli var — hem enerji anlamında, hem de çevresel etkiler açısından!

Peki, sence yapay zeka gerçekten bu kadar enerji harcamaya değer mi? Fikrini yorumlara yazman beni çok memnun eder.

Buraya kadar okuduğun için teşekkürler.

Bunu beğendiysen ve diğer içeriklerimden de haberdar olmak istersen beğen butonuna tıklamayı ve abone olmayı unutma.

Teşekkür ederim.

Selin.