Künstliche Intelligenz (KI) gilt als Wachstumsmotor der europäischen Wirtschaft, doch ihr Betrieb schlägt sich zunehmend in Strom- und Wasserrechnungen nieder. Die Europäische Kommission reagiert darauf mit einem Entwurf für ein verpflichtendes EU-weites Nachhaltigkeits-Label für Rechenzentren, das den Verbrauch der Branche erstmals nach einheitlichen Kriterien einstufen soll – ähnlich jener Energiekennzeichnung, die Konsument:innen von Haushaltsgeräten kennen. Während in Brüssel also künftig gemessen und verglichen wird, setzt Silicon Austria Labs (SAL) bereits eine Ebene darunter an. Das österreichische Forschungszentrum für elektronikbasierte Systeme nimmt die Rechen-Hardware und die KI-Modelle selbst in den Fokus – also jene Bereiche, in denen der Energiebedarf überhaupt erst entsteht.
Brüssel macht Verbrauch zum Wettbewerbsfaktor
Das EU-weit geplante Label wäre weit mehr als eine Kennzeichnung an der Rechenzentrumstür: Vorgesehen ist, dass die Einstufung auch darüber mitentscheidet, wer Zugang zu nachhaltiger Finanzierung erhält und wer bei öffentlichen Aufträgen zum Zug kommt. Auch im kommenden Cloud and AI Development Act soll sie eine Rolle spielen. Bewertet wird dabei nicht nur der Strombedarf, sondern ebenso, wie viel Wasser die Kühlung verschlingt. Bestätigt werden muss der Entwurf noch von den Mitgliedstaaten und vom Europäischen Parlament.
Die Größenordnung des Problems ist tatsächlich enorm, denn laut Prognosen der Internationalen Energieagentur dürften Rechenzentren bis 2030 weltweit rund 945 Terawattstunden Strom benötigen. Das wäre mehr als doppelt so viel wie heute und entspricht in etwa dem derzeitigen Stromverbrauch von ganz Japan. Für Anbieter von Rechenleistung wird Sparsamkeit damit von einer Nebenbedingung zum Marktargument. In der österreichischen Industriestrategie ist dieser Zusammenhang bereits angelegt. "Unsere Industriestrategie setzt darauf, dass ökologische und wirtschaftliche Ziele zusammengehören. Dass hier in Österreich an Künstlicher Intelligenz geforscht wird, die leistungsfähig und ressourcenschonend zugleich ist, zeigt, dass dieser Weg funktioniert. Genau solche Arbeiten sichern unseren Standort für die Zukunft", so Innovations- und Infrastrukturminister Peter Hanke.
Zwei Hebel im Chip und im Gerät
Bei SAL laufen die entsprechenden Arbeiten vor allem in den Bereichen Embedded Systems und Intelligent Wireless Systems, und sie greifen an zwei Punkten an. Der erste betrifft das Rechnen selbst. Statt KI-Aufgaben von Standardprozessoren erledigen zu lassen, entstehen bei SAL sogenannte Hardware-Beschleuniger, also Chip-Bausteine, die exakt auf die Rechenmuster von KI zugeschnitten sind. Eingebettet ist diese Forschung in europäische Strukturen: Im Projekt "Isolde" arbeitet SAL im Rahmen des Chips Joint Undertaking an solchen Beschleunigern auf Basis der offenen Chip-Architektur RISC-V.
"Unsere Stärke liegt darin, KI dort effizient zu machen, wo sie tatsächlich rechnet, im Chip und im Datacenter. Wir entwickeln Hardware und Verfahren, die dieselbe Rechenleistung mit deutlich weniger Energie erbringen. Das ist die Grundlage, damit KI in Europa nachhaltig wachsen kann", erklärt Christina Hirschl, CEO von Silicon Austria Labs.
Der zweite Hebel liegt in der Frage, wo überhaupt gerechnet wird. SAL verschlankt KI-Modelle so weit, dass sie im Gerät selbst arbeiten, ob im Sensor, im Haushaltsgerät oder im Satelliten. Der energieintensive Umweg über ein großes Rechenzentrum entfällt damit. Ähnliches gilt für föderiertes Lernen, ein Verfahren, bei dem Modelle trainiert werden, ohne dass sensible Daten an einem Ort zusammenlaufen. Auch hier untersucht das Forschungszentrum die sparsamsten Methoden.
Damit berührt die Arbeit von SAL eine Debatte, die Europa seit Jahren beschäftigt. Wer die Chips und Verfahren für sparsame Rechenleistung selbst beherrscht, muss sie nicht bei außereuropäischen Anbietern einkaufen. "Energieeffiziente Elektronik ist ein Standortvorteil für Österreich und Europa", so Hirschl.
www.silicon-austria-labs.com
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