Turun yliopistossa kehitettävä siru voi vähentää tekoälyn käytön aiheuttamaa sähkönkulutusta merkittävästi tulevaisuudessa.
Tekoälyn käytön yleistyminen kiihdyttää sähkönkulutusta jatkuvasti.
Esimerkiksi jokainen tekoälylle esitetty kysymys käyttää kymmenen kertaa enemmän sähköä kuin perinteinen Google-haku, kertoo fysiikan professori Petriina Paturi Turun yliopistosta.
Sähkönkulutusta kasvattavat erilaiset datakeskukset, joita rakennetaan sitä mukaa kun tekoälyn hyödyntäminen lisääntyy.
Esimerkiksi Irlannissa datakeskukset käyttävät Paturin mukaan noin viidesosan koko maan sähköstä. Kansainvälisen energiajärjestö IEA:n raportin mukaan osuus on kasvamassa yli 30 prosenttiin jo vuoteen 2026 mennessä.
Tuhatkertaisesti vähemmän sähkönkulutusta
Turun yliopiston Wihurin fysiikantutkimuslaboratorion tutkimusryhmän kehittämä Siru Ocean -memristori on ihmisen aivojen toimintaa jäljittelevä muistivastus. Se voisi korvata datakeskuksissa nykyisin käytettävät monimutkaiset komponenttien verkostot.
Näin datakeskusten sähkönkulutus laskisi huomattavasti.
Memristorin energiatehokkuus selittyy muun muassa sillä, että siru ei vaadi toimiakseen jatkuvaa ylläpitosähköä. Memristori myös pitää tilansa, johon se asetetaan, toisin kuin datakeskuksissa käytettävät transistorit. Näin esimerkiksi jokainen tekoälylle esitetty kysymys kuormittaisi datakeskusta huomattavasti vähemmän.
Petriina Paturi kertoo, että kun memristori asetetaan kerran johonkin tilaan, se vie yhden pikojoulen energiaa. Se on tuhat kertaa vähemmän kuin transistorin vaatima energia. Yksi aivojen synapsi taas vie femtojoulen energiaa. Se on tuhat kertaa vähemmän kuin memristorin vaatima pikojoule.
Aivojen synsapsi siis vie miljoona kertaa vähemmän energiaa kuin tavallinen transistori veisi.
Kehitystyö vaatii vielä aikaa
Turun yliopiston tutkimusryhmän kehittämä memristori on tällä hetkellä niin sanotussa proof of concept -vaiheessa, jossa siru pyritään osoittamaan käyttökelpoiseksi erilaisissa toimintaympäristöissä.
– Ensimmäiset sovellukset eivät toki tule olemaan datakeskuksissa olevia valtavia tekoälyjä.
Alkuvaiheessa on tarkoitus keskittyä esimerkiksi autonomisiin robotteihin.
– Autonominen robotti tarvitsee ehkä kymmenkunta neuronia, kun datakeskuksessa on miljardeja neuroneja. Näin meidän on tietysti helpompi aloittaa pienemmistä sovelluksista, Petriina Paturi toteaa.
Videolla toimittaja Ari Welling kertoo Siru Ocean -memristorista. Hän tutustui siihen keväällä 2024.