Ein Forschungsteam von Professor Wolfgang Maaß an der Universität des Saarlandes und dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) arbeitet an innovativen Lösungen zur Steigerung der Energieeffizienz bei Künstlicher Intelligenz (KI). Im Fokus stehen Rechenzentren sowie Sprach- und visuelle Modelle, die darauf abzielen, den ökologischen Fußabdruck von KI-Systemen erheblich zu reduzieren. Das Ziel dieser Arbeiten besteht darin, KI um bis zu 90 Prozent energieeffizienter zu machen. Diese Fortschritte werden auf der Hannover Messe vorgestellt, die vom 31. März bis 4. April stattfindet.
Rechenzentren in Deutschland haben in den letzten zehn Jahren ihren Strombedarf mehr als verdoppelt, der im Jahr 2023 bei etwa 20 Terawattstunden (TWh) lag. Prognosen legen nahe, dass der Verbrauch bis 2030 auf 35 TWh und bis 2045 sogar auf bis zu 88 TWh ansteigen könnte. Der Anstieg wird vor allem durch die zunehmende Nutzung von Cloud-Diensten, das Wachstum von KI-Anwendungen und die Digitalisierung der Industrie vorangetrieben, was zusätzliche Herausforderungen für die Strominfrastruktur mit sich bringt. Laut rechenzentren.org müssen Betreiber daher innovative Lösungen zur Energieeinsparung und Effizienzsteigerung umsetzen.
Innovative Ansätze zur Energieeffizienz
Das Forschungsteam entwickelt schlankere, bedarfsgerechte KI-Modelle, um die Einsparpotenziale in Rechenzentren aufzuzeigen. Aktuelle KI-Modelle wie ChatGPT verbrauchen enorme Energiemengen, da sie auf Billionen von Parametern basieren. Durch die Anwendung von Wissensdestillation werden große Lehrermodelle in kleinere, effizientere Schülermodelle umgewandelt. Diese Technologie könnte den Energieverbrauch deutlich senken.
Zusätzlich wird die neuronale Architektursuche eingesetzt, um visuelle KI-Modelle zu optimieren und somit Energie zu sparen. Professor Maaß hebt hervor, dass auch kleinere KI-Modelle mit weniger Infrastruktur auskommen und somit breiter zugänglich sind. Ein Beispiel für die praktischen Anwendungen ist die Zusammenarbeit mit der Stahl Holding Saar, um ein KI-Modell zur automatischen Sortierung von Stahlschrott zu entwickeln.
Politische und technische Rahmenbedingungen
Die Bedeutung der Rechenzentren wächst, insbesondere im Hinblick auf ihre Rolle bei der Digitalisierung und der Bereitstellung von Cloud-Diensten. Innovative Kühlungstechnologien, wie flüssigkeitsbasierte Systeme und geothermische Anlagen, gewinnen zunehmend an Bedeutung. Solche Technologien ermöglichen es, die Abwärme von Rechenzentren zu nutzen, was erheblich zur Reduktion des Energieverbrauchs beiträgt. Laut der Quelle kabinett-online.de wird erwartet, dass neue gesetzliche Vorgaben und Fokus auf Nachhaltigkeit Rechenzentren in der nahen Zukunft verändern werden.
Um den steigenden Energiebedarf zu bewältigen, ist die Integration von Rechenzentren in die Netzplanung von entscheidender Bedeutung. Politische Maßnahmen, die den Einsatz erneuerbarer Energien fördern, sind unerlässlich, um die Klimaziele zu erreichen und die digitale Souveränität zu sichern. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz unterstützt das Projekt ESCADE mit rund fünf Millionen Euro über einen Zeitraum von drei Jahren bis Ende April 2026. Partner des Projekts sind namhafte Unternehmen und Institutionen, darunter die Technische Universität Dresden und die Universität Bielefeld.
Somit stehen Rechenzentren an einem Wendepunkt, an dem technologische Innovationen und ein starker Fokus auf Nachhaltigkeit entscheidend für die digitale Zukunft sind. Der mit KI geschaffene Fortschritt könnte nicht nur die Effizienz der Rechenzentren verbessern, sondern auch die Herausforderungen bezüglich des Klimawandels und der Ressourcenverwendung aktiv adressieren.
