초당 312조번 연산하는 GPU 1만대로도 부족
3년전 구글은 사내 '윤리적 AI' 부서 공동팀장을 맡던 2명의 연구원을 해고했다. 회사방침에 반하는 논문을 공개했다는 이유에서다.
문제가 된 논문의 제목은 '확률론적 앵무새의 위험성에 대하여'다. 대규모 AI 언어모델의 잠재적인 위험성을 지적한 논문이다. "거대한 언어 모델은 학습에 엄청난 전력을 소비해 환경에 커다란 짐이 되고 있다"고 적은 논문이 가장 먼저 문제삼은 지점은 바로 AI의 '탄소발자국'이다.
구글은 해당 논문이 "기계학습에 필요한 전력을 더 적게 만드는 노력들에 대해 언급하지 않았다"며 논문의 주장을 받아들이지 않았다. 3년이 지나 더욱 강력한 대규모 AI 언어모델을 기반으로 한 '챗GPT'가 등장한 지금, 윤리적 AI 부서 팀장들의 주장은 기우에 불과했던 것일까?
◇ AI 탄소배출량 챗GPT도 모른다
현재까지 AI의 전력사용량과 탄소배출량은 조사된 바가 없어 파악조차 불가능하다. 하나의 AI 모델 구축에 따른 탄소배출량 연구조사나 일부 회사가 내놓은 전기사용량 자료는 있어도 AI 산업 전체의 전기사용량에 대한 총괄적인 자료는 없는 상태이기 때문이다.
그래서 뉴스트리가 챗GPT에게 '자신의 탄소발자국'에 대한 질문을 던져봤다. 3000억개의 단어를 조합해 만들어진 5조개의 문서를 학습한 챗GPT지만, 탄소발자국을 묻는 질문에 "실질적인 컴퓨터에 전력을 공급하는 에너지원과 데이터센터의 전력효율 등 여러 요인에 따라 다를 수 있다"며 명확하게 답변하지 못했다. 챗GPT에게 비슷한 질문을 한 미국 경제매체 비즈니스 인사이더의 한 기자는 "마치 정치가를 인터뷰하는 기분이 들 정도"라며 "챗GPT가 알면서도 답변을 유보하는 듯한 느낌을 받았다"고 밝힌 바 있다.
결국 AI로 인한 탄소발자국은 가늠할 수밖에 없게 됐지만, 전문가들은 AI가 환경에 악영향을 미칠 것으로 보고 있다. 챗GPT 열풍에 너도나도 AI개발에 뛰어들면서 관련 시장의 수요는 폭발적으로 증가하고 있고, 이로 인해 연산량은 기하급수적으로 늘어날 수밖에 없다. 이는 엄청난 전력소모를 필요로 하기 때문에 탄소배출량도 그만큼 증가할 것이 불보듯 뻔하다.
일례로 구글의 단순검색만 놓고 보더라도 전세계적으로 1초당 4만회, 연간 1조3000억회가 발생하고 있고, 이에 따라 40만톤의 이산화탄소가 배출된다. 그런데 단순검색이 아닌 챗GPT같은 생성형 AI를 이용하려면 매번 4~5배에 이르는 연산작업이 이뤄져야 하는 것으로 알려졌다. 기존 검색보다 챗GPT를 이용하면 에너지소비는 물론 온실가스 배출도 훨씬 많아진다는 얘기다.
챗GPT는 대규모 데이터 학습에 엔비디아의 A100 그래픽처리장치(GPU) 1만개를 활용했다. A100 GPU 하나는 최대 처리량은 312테라플롭스다. 1테라플롭스는 1초에 1조번 실수를 더하고 곱한다는 뜻이다. 즉 1초에 312조번 실수 연산을 하는 GPU가 1만개 연결돼 연산 작업을 하는 것이다. 하지만 챗GPT의 월간 활성사용자수가 2개월만에 1억명을 돌파했고, 앞으로 2021년 이후의 자료도 실시간으로 활용하게 하려면 현재 GPU의 연산량도 모든 수요를 모두 충족하기에 부족하다는 지적이 나온다.
게다가 지난 1일 챗GPT를 개발한 오픈AI가 챗GPT API(응용프로그램 인터페이스)를 공개하면서 앞으로 챗GPT는 챗봇에 머무르지 않고 다른 프로그램과 연계를 통해 새로운 서비스 분야로 빠르게 영역을 확장해 나갈 전망이다. 예컨대 챗GPT가 특정회의의 음성을 실시간으로 추출해 텍스트화한 뒤 핵심내용을 요약하고, 이를 보이스웨어와 가상의 인물에 연동해 브리핑을 하도록 만들 수도 있는 것이다.
포브스에 따르면 AI 모델개발을 위해 쓰인 전력소비량은 2012년~2018년까지 약 30만배 증가했다. 게리 디커슨 어플라이드머티어리얼즈 최고경영자(CEO)는 현재 기술로 AI 데이터센터를 구축했을 때 2025년까지 전세계 전력의 15%를 데이터센터가 소비하게 되고, 2030년 이후에는 AI가 생산하는 데이터양이 인간이 생산하는 양보다 많아지면서 전체 데이터양의 90%가 AI에서 비롯할 것으로 예상했다.
◇챗GPT 장착한 MS···탄소저감 어떻게?
오픈AI 투자자인 마이크로소프트(MS)는 챗GPT를 가장 적극적으로 활용하는 기업이다. 운영체제(OS)인 윈도를 비롯해 '빙' 그리고 로봇제어까지 챗GPT를 탑재시킬 계획이다. 그렇다면 2030년까지 이산화탄소 흡수·포집을 통해 배출량을 0 이하로 만드는 '탄소 네거티브'를 선언한 MS는 챗GPT가 배출하는 탄소발자국을 어떤 방식으로 대처할까.
MS는 1975년 창립 이후 탄소배출이 적지 않았던 만큼 오는 2030년까지 '탄소 네거티브'를 실현하고, 2050년까지 설립 후 배출한 모든 이산화탄소를 제거할 계획이다.
MS는 탄소포집과 생물다양성 보호를 통해 자사의 목표를 실현하기 위해 자원과 기술을 총동원하고 있다. 11조원 규모의 혁신 펀드를 운영중인 MS는 현재 맹그로브숲의 서식지를 넓히는 활동을 지원하고 있다. 맹그로브숲은 육상 산림보다 5배 많은 이산화탄소를 흡수하며 해양 침식을 막는 천연 방파제 역할을 한다. AI를 활용한 드론과 인공위성으로 맹그로브 서식지와 분포도를 조사하고, 이산화탄소 저장량과 흡수량을 집계하고 있다.
MS의 데이터센터는 이처럼 수량, 수질, 공기, 탄소, 기후, 토양질, 행물다양성 등 여러 측면에서 생태계 활동성을 정량화하고, 데이터센터 주변지역 재생과 활성화를 통해 지역사회와 환경에 재생가치를 제공할 수 있는 활로를 복원, 조성하는 것을 목표로 하고 있다. 이밖에도 '순환센터'를 만들어 서버의 수명 주기를 연장하거나 재사용해 낭비를 최소화하고 있다. MS는 이를 모든 클라우드 컴퓨팅 자산으로 확장하고 90%의 재사용율을 달성할 계획이다.
지속가능성에 관련된 기술이나 활동들은 MS의 기업문화로 자리매김했다. MS는 정부 규제에 앞서 지난 2012년부터 자체적으로 부서별 '탄소세'를 매기기 시작한 기업이기도 하다. 각 부서의 업무활동에 있어 이산화탄소 배출량과 흡수량을 측정해 배출량에 대해서는 벌금을 부과하고, 흡수량에 대해서는 인센티브를 부여한다. 다년간 축적된 데이터로 2019년에는 사내 탄소가격이 1톤당 15달러로 책정될 경우 각 부서가 가장 적극적으로 탄소감축에 나선다는 '스윗스팟'을 특정하는 수준에 이르렀다.
MS 한 관계자는 "MS가 제공하는 서비스의 기술을 구현하려면 많은 에너지를 쓰게 돼 있기 때문에 탄소뿐 아니라 다양한 종류의 에너지원을 개발하거나 환경보호 활동을 하지 않고서는 비즈니스를 이어갈 수 없다"면서 "이같은 원칙에 기반해 현재 전세계 80개 이상의 데이터센터를 100% 이상의 재생에너지로 지속적으로 운영할 계획"이라고 밝혔다.
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