Nvidia-Manager Carlo Ruiz über die Zukunft der IT, die Rollen von KI und der Rechenzentren „Wir brauchen Green Computing“

Anbieter zum Thema

NVIDIA GmbH

Rittal GmbH & Co. KG

Schneider Electric GmbH

Fsas Technologies GmbH

Die Ansprüche an Informationstechnologien sind hoch: Die Nutzer von Mobilgeräten erwarten maximale Leistung und Akkus, die lange halten. Unternehmen und Regierungsorganisationen wollen eine starke Infrastruktur sowie Cloud Services, mit deren Hilfe sie schnell auf neue Anforderungen reagieren können. Hier kommt Sustainable Computing – oder Green Computing – ins Spiel.

Unter Green Computing versteht man vor allem größtmögliche Energie-Effizienz und minimale Auswirkungen auf die Umwelt. Das Ziel heißt „Net Zero“ – also null CO₂-Emissionen – und setzt die Verantwortlichen in der IT-Industrie gehörig unter Druck.

Dieses Ziel können sie durch ein optimiertes Design erreichen, sowie durch entsprechende Herstellungsverfahren und Einsatzmethoden der Chips, Systeme und Software. Ein Sustainable-Computing-Konzept betrifft dabei die gesamte Zulieferkette – von der Rohstoffgewinnung für die Hardware bis hin zum Recycling ganzer Systeme.

Der Knackpunkt

Im Zeichen der Klimakrise müssen Gewinn- und Verlustrechnungen neu aufgestellt werden: In den vergangenen vierzig Jahren haben die Auswirkungen der klimatischen Veränderungen die EU-Staaten rund 560 Milliarden Euro gekostet, so Schätzungen der European Environment Agency. Seit dem späten 19. Jahrhundert ist die Durchschnittstemperatur auf der Erde um mehr als ein Grad Celsius gestiegen, im letzten Jahrhundert stieg zudem der Meeresspiegel um 20 Zentimeter.

Trotzdem wächst der weltweite Stromverbrauch jährlich um etwa 3,4 Prozent. Dabei spielen Rechenzentren bisher nur eine untergeordnete Rolle: Sie benötigen rund zwei Prozent der insgesamt 26.000 Terawattstunden, die allein 2022 verbraucht wurden. Aber das kann sich ändern, denn 2030 könnte der Anteil bereits bei acht Prozent liegen.

Der Klimawandel kommt an einen Wendepunkt und verlangt allen Beteiligten eine enorme Anstrengung ab, wenn sie den menschlichen Einfluss reduzieren wollen. Je weiter sich die Technik entwickelt und je mehr Energie sie verbraucht, desto wichtiger wird Green Computing – auf den Smartphones ebenso wie in Rechenzentren, ganz gleich, ob On-Premises oder in der Cloud.

Die Gewichtung

Weltweit sorgt die Energiegewinnung und -produktion für die weitaus meisten CO₂-Emissionen. Rechenzentren sind hier nur einer unter vielen Verbrauchern, aber es kommt auf jeden einzelnen Beitrag an.

Für einen echten Net Zero-Effekt gilt es zuallererst, eine CO₂-neutrale Energiequelle zu finden. Das ist auch für die Rechenzentrenzentrumsbetreiber die größte Herausforderung, die darin besteht, Kontrolle über die Energiegewinnung zu bekommen. Das ist heute nirgendwo der Fall.

Die Zukunft der Primärenergieversorgung

Modularität und Microgrids für Großrechenzentren

Die gelieferte Energie wird häufig zum Teil durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe erzeugt. Leistungsfähige und Energie-effiziente Rechner sowie zukunftstaugliche, prozessoptimierte Workflows sind Bestandteil der Lösung. Sie sorgen für Fortschritt in der Wissenschaft und verbessern die Lebensqualität der Menschen. Dazu gehört auch, Antworten auf Klimafragen zu finden und dabei vor allem den Energieverbrauch zu drosseln.

Zuverlässige Technik

Im Prinzip gibt es Green Computing schon seit 1992. Damals stellte die U.S. Environmental Protection Agency Energy Star vor, ein Programm zur Feststellung der Kompatibilität von Consumer Electronics und bestehenden Energieeffizienz-Standards.

Im Jahr 2007 folgte die Green500–A-Listung der größten 500 Supercomputer nach ihrer jeweiligen Energie-Effizienz. Das Ranking diente schnell als Orientierungs- und Sammelpunkt für jene, die sich für Energie-Effizienz bei maximaler Performance der entsprechenden Technologien engagieren. Seit Einführung der Liste hat sich viel getan – nicht zuletzt auch wegen maßgeblichen Beschleunigern wie Grafikprozessoren (GPUs).

Seither ist Green Computing elementarer Bestandteil jeder IT-Strategie. Im Rahmen eines Reports von 2017 fand man heraus, dass sich inzwischen nicht weniger als 100 Regierungs- und Industrieinitiativen in 22 Ländern mit nachhaltigen Informations- und Kommunikationstechnologien beschäftigen.

Die Zukunft der grünen IT

Heute verändert Künstliche Intelligenz die Welt. Von Aktivitäten in Branchen wie Gesundheitswesen oder Handel bis hin zu generativen KI-Anwendungen für Endverbraucher wie „ChatGPT“ oder „Midjourney“, findet aktuell eine Demokratisierung und wachsende Nutzung von KI statt.

Supercomputer, die GPUs und datenverarbeitende Units (DPUs) verwenden, stehen für mehr Energieeffizienz bei Aufgaben für High-Performance Computing (HPC) wie Simulationen, KI und Networking Tasks.

Dabei geht es nicht nur um Hardware. Erst zusammen mit der entsprechenden Software und geeigneten KI-Modellen können echte Einsparungseffekte erzielt werden – mit den entsprechenden Auswirkungen auf Kostenstruktur und Umwelt. GPUs sorgen für mehr und schneller abgeschlossene Projekte.

So konnte „Perlmutter“, einer der weltgrößten Supercomputer, signifikante Effizienzgewinne realisieren: Wetter-Vorhersagesysteme wurden um das 9,8-fache schneller mithilfe von GPU-Hardware. Solche Effekte bedeuten, dass die über 8.000 Wissenschaftler, die den Supercomputer nutzen, bereit für größere Herausforderungen wie Molekulardynamik, Materialwissenschaft, Wettervorhersage und subatomare Wechselwirkungen sind, um letztendlich neue grüne Energiequellen zu finden.

ISC High Performance 2022 in Hamburg

HPE-Superrechner erreicht mit AMD-Prozessoren erstmals Exascale-Rechenleistung

KI-Modelle können ihrerseits im Hinblick auf Effizienz optimiert werden. Effizientere Trainingsansätze wie etwa der „Gemini“-Mechanismus von „Colossal-AI“, oder in kleinerem Maßstab, die „Max-Q“-Technologien von Nvidia in Laptops, nutzen Deep Learning. So können sie die vorhandene Leistung bestmöglich an die CPU, die GPU und deren Speicher verteilen und damit die Systemeffizienz erhöhen.

Jenseits von Hard- und Software lässt sich die Zeitspanne bis zur Bereitstellung oder auch bis zu maßgeblichen Erkenntnissen durch KI und entsprechende Simulation minimieren, was sich positiv auf die Nachhaltigkeit auswirkt. Im Bereich Energie nutzt beispielsweise Siemens Gamesa einen digitalen Zwilling zur Analyse der Nachläufe von Windkraftanlagen und zur Optimierung ihrer Anordnung für die Stromerzeugung.

Aussicht auf einen Digitalen Erdenzwilling

Nvidia gewinnt Benchmarks und innovative Kunden

Im Einzelhandel nutzt PepsiCo „Computer Vision“ zur Aufwertung der Distributionszentren und ermöglicht damit eine schnellere Verarbeitung bei einem geringeren Abfallaufkommen. Mercedes-Benz setzt KI für das Armaturenbrett-Display ein. Das erlaubt die Einbeziehung von Batteriekapazität, Wetterbedingungen und Topografie in die Routenplanung.

Schub für die Klimaforschung

Supercomputer sind ein wirksames Mittel im Kampf gegen den Klimawandel. Sie helfen uns, kritische Veränderungen in der Atmosphäre sowie deren langfristige Auswirkungen zu verstehen. Wissenschaftler verwenden GPUs seit langem, um Klimaszenarien zu modellieren und Wettermuster vorherzusagen. Tatsächlich beschleunigen Fortschritte in der KI die Effizienz und Zuverlässigkeit in der Klimaforschung beträchtlich.

Energieversorger setzen auf maschinelles Lernen, um damit ihr primäres Ziel zu erreichen: ein stabiles, intelligentes grünes Stromnetz. Die Stromerzeugung kann im Hinblick auf vorausschauende Wartung mit digitalen Zwillingen simuliert werden - und auch eine Modellierung neuer Energiequellen wie Fusionsreaktoren ist möglich.

Unternehmen wie Nvidia kooperieren mit verschiedensten globalen Organisationen und beschleunigen damit das Klimakatastrophen-Management erheblich. Dies erfolgt durch einen dezidierten Plan zum Aufbau von „Earth-2“, einem digitalen Zwilling des Planeten – und in Kombination mit der Schulung von Datenexperten auf der ganzen Welt zur Nutzung von KI bei der Überwachung der Klimawandel-Auswirkungen.

(ID:49827569)