생성형 AI 업계 전체에 필요한 전력은 얼마나 될까

AI가 널리 보급되면서 AI가 환경에 미치는 영향에도 관심이 집중되고 있다. 미국 전기전자학회(IEEE)가 생성형 AI 업계 전체에서 얼마나 많은 전력이 필요한지에 대한 추정치를 발표했다.

AI 시스템을 사용할 때는 전 세계 어딘가에 있는 데이터센터에서 고도의 연산이 실행되며 연산 처리를 위해 막대한 전력이 사용된다. 구글이 자체적으로 산출한 결과에 따르면 제미나이는 프롬프트당 전력 소비량 중앙값이 0.24Wh이고 이산화탄소 배출량은 0.03g, 기계 냉각에 사용되는 물 소비량은 0.26ml다. 이는 TV를 9초 시청했을 때의 전력 소비량이나 물 5방울에 해당한다.

또 오픈AI 샘 알트만 CEO가 지난 6월 밝힌 내용에 따르면 챗GPT 평균 쿼리에 필요한 전력은 0.34Wh로 이는 오븐이 1초 조금 넘게 소비하는 전력과 거의 같다고 한다. 오픈AI 사용 통계에서 사용자 1인당 하루 쿼리 수는 평균 25건으로 산출되어 1인당 하루 8.5Wh 전력을 소비하고 있다고 할 수 있다.

오픈AI는 챗GPT는 주당 사용자 7억 명을 보유하고 있으며 하루 25억 건에 달하는 쿼리를 처리하고 있다고 발표했다. 평균 쿼리가 0.34Wh를 소비한다고 가정하고 계산하면 전체 사용자를 합쳐 챗GPT는 하루 850MWh를 소비하고 있는 셈이다. 이는 전기자동차 1만 4,000대를 충전하기에 충분한 전력에 해당한다.

또 하루 25억 건 쿼리는 연간 9,000억 건이며 챗GPT 사용자가 계속 확대되면 연간 1조 건을 초과할 가능성이 높다. 동일한 계산식으로 연간 에너지 소비량을 계산하면 챗GPT 연간 소비는 310GWh가 되어 미국 내 2만 9,000 가구의 연간 전력 공급량에 해당한다고 한다.

AI가 더 발전할 것으로 예상하는 이들은 하루 평균 쿼리 수가 향후 5년간 급격히 증가할 것으로 전망하고 있다. 프랑스에 본사를 둔 슈나이더일렉트릭(Schneider Electric) 지속 가능한 에너지 관리 연구팀이 제시한 보고서에서는 생성형 AI 전체 에너지 소비량이 2025년 15TWh, 2030년에는 347TWh에 달할 것으로 추정하고 있다. 오픈AI가 주도하는 5,000억 달러 규모 AI 인프라 건설 계획인 스타게이트(Stargate)에서도 전체 규모는 5GWh이며 스타게이트급 데이터센터가 여러 개 필요한 것으로 계산된다. 추정에 따르면 생성형 AI 에너지 소비량이 347TWh에 달할 경우 원자력발전소를 44개 늘려야 한다고 한다.

구글에 따르면 최근 1년간 제미나이 에너지 소비량은 33분의 1로 감소했으며 총 탄소 배출량은 44분의 1로 감소했다고 한다. 따라서 2030년 생성형 AI 에너지 소비량이 어떻게 될지는 불확실하지만 AI는 앞으로도 더 확대될 것으로 예상되기 때문에 에너지 소비량 증가에 어떻게 대처할 것인지, 보다 효율적인 에너지 관리와 기술 혁신을 위한 과제에 대해 주목해야 할 문제가 되고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.