최근 급속한 생성 AI 발전에 따라 데이터센터 전력 소비가 급증하고 있다는 게 문제시되고 있다. 학술지 네이처 컴퓨테이셔널 사이언스(Nature Computational Science)에 게재된 새로운 연구에서는 AI 부상이 전력 소비 뿐 아니라 스토리지와 GPU와 같은 전자 폐기물 증가도 야기하고 있다는 점이 지적됐다.
생성 AI 부상으로 인한 전력 수요 급증은 이전부터 문제가 되어 왔으며 전 세계 데이터센터가 소비하는 전력이 2026년까지 한 국가 전력 소비량과 맞먹을 것이라는 예측이 국제에너지기구(IEA)에 의해 발표됐다. 이미 미국에서는 구글과 메타 데이터센터가 소비하는 전력이 너무 많아 폐쇄 예정이던 석탄화력발전소 가동을 계속해야만 하는 상황이 된 사례도 보고됐다.
새롭게 중국과학원 도시환경연구소와 이스라엘 라이히만 대학 연구팀은 생성 AI가 전자 폐기물에 미치는 영향을 시산하는 연구를 수행했다. 연구팀은 논문에서 생성 AI는 모델 학습과 추론에 상당한 컴퓨팅 리소스를 필요로 하지만 생성 AI와 그 관리 전략이 가져오는 전자 폐기물에 대한 영향은 아직 충분히 검토되지 않았다고 밝혔다.
생성 AI 실행에는 물리적인 데이터 스토리지 디바이스 외에도 계산을 처리하기 위해 방대한 GPU와 기타 고성능 컴포넌트가 사용된다. 이런 하드웨어는 보통 2~5년 정도 사용할 수 있지만 대부분의 경우 새로운 모델이 등장하면 교체되고 오래된 모델은 폐기되어 버린다고 한다.
연구팀은 생성 AI로 인해 발생하는 전자 폐기물량을 추정하기 위해 생성 AI 실행에 사용되는 하드웨어 종류와 양, 사용 기간, 생성 AI 섹터 성장률을 예측했다.
그 결과 2020~2030년 사이 생성 AI 섹터가 발생시키는 전자 폐기물량이 120만~500만 톤에 달할 가능성이 있다고 나타났다. 더구나 2030년에는 단 1년 만에 최대 250만 톤에 이르는 전자 폐기물이 발생할 가능성도 있다고 보고됐다.
이번 연구 결과는 지구상에서 연간 수천만 톤이나 발생하고 있는 전자 폐기물 문제가 생성 AI 발전으로 인해 더 심각해질 것임을 보여준다. 이런 전자 폐기물이 부적절하게 폐기되면 토양과 물을 오염시키지만 전자 폐기물 대부분은 매립지나 비공식 재활용 사이트로 보내져 오염과 건강 피해 원인이 되고 있다고 한다.
이번 결과는 어디까지나 대략적인 추정이며 다양한 요인에 의해 결과는 변동된다. 예를 들어 연구팀 예측보다 더 많은 이들이 생성 AI를 사용하게 되면 전자 폐기물이 더 증가할 수 있다. 반면 하드웨어 설계 혁신으로 인해 특정 AI 시스템 전자 폐기물이 크게 감소할 수도 있다.
생성 AI 섹터를 보유한 기업은 하드웨어 유지보수와 업데이트를 정기적으로 실시하고 오래된 하드웨어를 부하가 더 낮은 애플리케이션에 할당해 하드웨어 가동 수명을 연장할 수 있다. 또 노후화된 하드웨어를 수리하거나 칩과 알고리즘을 효율화하는 등 전략을 조합해 전자 폐기물량을 16~86% 감소시킬 수 있다고 연구팀은 주장하고 있다.
이번 연구에는 관여하지 않은 한 전문가는 이 연구 가치는 AI의 광범위한 환경 영향에 주목하고 있다는 점에 있다고 밝혔다. 이런 생성 AI 기업이 조금 더 속도를 늦추었으면 한다는 설명이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.