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Wie lässt sich KI nachhaltiger betreiben? Damit beschäftigt sich Prof. Dr.-Ing. Peter Radgen, Professor für Effiziente Energienutzung an der Universität Stuttgart, im KI-Leuchtturmprojekt NADIKI.
NADIKI macht den Energie- und Ressourcenverbrauch von KI über eine eigene KI-Anwendung transparent. Wie die Idee entstand, was die Herausforderung ist und wo er NADIKI in Zukunft sieht, erzählt er im Interview.
Herr Radgen, weshalb lohnt sich der Blick auf die Energieeffizienz von KI-Systemen?
Wenn man die Quellen von hohem Energieverbrauch betrachtet, werden Rechenzentren nicht unbedingt zuerst genannt. Dabei ist ihr Energiebedarf sehr hoch, aber alle schauen zuerst auf die Stahl- oder die Zementbranche. Durch das Energieeffizienzgesetz sind Rechenzentren jetzt ins Blickfeld gerückt. Darin stehen entsprechende Vorschriften zur Begrenzung des Energieverbrauchs. Die Herausforderung ist, dass die reine Infrastruktur der Rechenzentren nur einen kleinen Teil des Verbrauchs ausmacht. Keiner weiß so richtig: wie groß ist die Auslastung der laufenden Prozesse, wie effizient arbeiten sie, wie viel Energie braucht man für welche Aufgaben. Und gerade KI ist da im Blickfeld, weil sie als rechenintensive Anwendung die Energieverbräuche massiv nach oben treibt. Der spezifische Verbrauch von KI-Clustern übersteigt den von üblichen Rechenclustern um ein Vielfaches. Und wir gehen davon aus, dass die Zahl von KI-Anwendungen weiter massiv wachsen wird.
Was ist die größte Herausforderung?
Derzeit fehlt noch das Problembewusstsein für den Energieverbrauch von KI. Die Frage ist immer: kann man die Lernalgorithmen besser machen, mit welchen Daten trainiert man die KI, wie viele Daten braucht man zum Trainieren? Gleichzeitig ist es wichtig, ein Gefühl für die Effizienz zu bekommen und nicht zu sagen: ich mache besonders viel, damit es besonders gut wird. Es geht vielmehr darum, ob der Energieaufwand in gesundem Verhältnis zum erzielten Ergebnis steht. Das ist dann eine ganz neue Zieldefinition, nämlich wie nachhaltig der Betrieb einer KI ist.
Was ist der nächste wichtige Meilensteine für NADIKI?
Wir hoffen, dass wir in zwei Jahren eine fertige Software haben. Wir wollen über Testinstallationen demonstrieren können, was diese leisten können. Und dies alles wollen wir dann auch als Open Source bereitstellen. So wäre es möglich, dass möglichst viele Anwender*innen das System auch nutzen.
Wie schätzen Sie den Erfolg Ihres Projekts ein?
Am Anfang wird es schwierig sein, weil es für Rechenzentren zusätzlichen Aufwand bedeutet, die Systeme zu implementieren. Wenn aber Anwender*innen den Energieverbrauch in einem Rechenzentrum monitoren, wenn sie Rechenzentren miteinander vergleichen, dann bekommen sie eine Idee, was man besser machen kann und wie man das machen kann. Das Potenzial ist groß und die Einsparpotenziale sind damit auch riesig.
Wie kam es vor diesem Hintergrund zur Idee für NADIKI?
Wir arbeiten gemeinsam mit der Sustainable Digital Infrastructure Alliance (SDIA) e. V. an der Energieeffizienz im Bereich Digitalisierung. Vor dem oben genannten Hintergrund ist bei uns die Idee entstanden, dass wir den Anwender*innen von KI-Systemen Hilfsmittel an die Hand geben müssten, damit sie sehen, was da energetisch vorgeht: wie hoch ist der Energieverbrauch und wie verändert er sich, wenn KI-Systeme trainiert werden. Bisher hatten wir keine Tools, um das abzubilden. Unsere Lösung ist eine KI-Schnittstelle, die den Verbrauch aufzeichnet, transparent macht und daraus intelligente Vorhersagen im Sinne einer effizienten Nutzung macht.
Bitte ergänzen Sie: „KI und Nachhaltigkeit sind …“
… sind zwei Seiten einer Medaille. KI-Anwendungen treiben den Energieverbrauch nach oben, aber sie können ihn auch dort senken, wo sie zum Einsatz kommen.
„Das Gute an KI ist: …“
… dass sie uns neue Anwendungsfelder erschließt und Lösungen für Herausforderungen findet, die wir mit klassischen Methoden nicht bewältigen könnten.
„Das Schlechte an KI ist, …“
… dass sie meist eine Blackbox ist – man steckt viele Daten hinein und dann kommt etwas heraus und es ist nicht unbedingt nachvollziehbar, wie es zu diesem Ergebnis kam.
„Ein KI-Leuchtturmprojekt zu sein bedeutet …“
… für uns Aufmerksamkeit und hilft uns, unser Thema in das Bewusstsein der Anwender*innen zu bringen. Und das leistet hoffentlich einen Beitrag zum Erreichen der Klimaziele in Deutschland.
Vielen Dank!
NADIKI ist eines von 16 neuen Projekten der Förderinitiative KI-Leuchttürme für Umwelt, Klima, Natur und Ressourcen. Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) fördert das Projekt mit rund 880.000 Euro.
