인공지능(AI)과 관련해 눈길을 끄는 뉴스가 매일같이 쏟아집니다. 최근엔 간단한 명령어만 입력하면 AI가 고화질 동영상을 만들어주는 미국 오픈AI의 ‘AI 소라’가 단연 화제였죠. 세계적 팝가수 테일러 스위프트의 얼굴을 AI로 합성한 딥페이크 음란물도 큰 논란을 일으켰습니다.
그런데 인류 공동의 현안을 논의하는 지난 1월의 세계경제포럼(다보스포럼)은 AI 기술이나 서비스, 부작용이 아닌 조금은 다른 부분에 주목했습니다. 바로 에너지입니다. AI 시대가 본격 도래하면 에너지, 특히 전기 수요가 상상을 초월할 정도로 급증하는데, 여기에 어떻게 대비할 것인가에 머리를 모은 겁니다. 이 행사에서 오픈AI 최고경영자인 샘 올트먼은 “세계의 가장 큰 두 현안은 AI와 에너지”라며 “에너지는 획기적 돌파구가 없으면 AI가 요구하는 수준에 맞출 수 없다”고 말했습니다.
지금 구글 검색을 모두 생성형 AI로 한다면 필요 전력량이 아일랜드가 한 해 소비하는 전력량과 비슷합니다. AI 딥페이크 같은 뉴스에 사람들이 관련 검색을 훨씬 많이 하게 되면 순간적으로 어느 나라, 어느 지역에 정전 사태가 발생할지 모를 일입니다. 에너지와 전기는 ‘문명의 혈관’ ‘현대 경제의 생명선’이라 불릴 정도로 중요하지 않은 적이 없었죠. 그런데 ‘에너지 먹는 하마’라는 AI의 시대에는 차원이 다른 과제가 되고 있습니다. 그 이유와 빅테크들이 주목하고 있는 대안 기술, 바람직한 에너지 정책의 방향 등을 4·5면에서 들여다보겠습니다.
인공지능 시스템은 '전기 잡아먹는 하마'웬만한 나라의 1년 전기 소비량과 맞먹죠
인공지능(AI) 시스템이 대체 전기를 얼마나 소비하기에 이렇게 우려가 클까요? 앞으로 3년 뒤 AI가 전 세계적으로 85~134TWh(테라와트시)에 달하는 전력을 쓸 것이란 분석이 있는데요, 이는 아르헨티나·네덜란드·스웨덴 같은 나라들이 1년 동안 사용하는 전력량과 비슷합니다. <월스트리트저널>은 AI가 미국 내 전기차 전기 소비량의 5~6배를 필요로 할 것이라고 보도했습니다.
상상 초월하는 전기 수요 증가
먼저 AI가 전기를 많이 소비하는 이유를 찬찬히 살펴보죠. 일단 AI를 구동하려면 컴퓨터가 복잡한 연산을 빠르게 풀어야 합니다. 이를 지원하는 AI 반도체는 전기를 더 많이 소비할 수밖에 없죠. 다음으로 AI는 방대한 데이터량을 바탕으로 학습(훈련)을 합니다. 예를 들어, 자연어처리를 위해 1750억 개 파라미터(매개변수)를 가진 GPT-3 모델을 한번 학습시키는 데 1.3GWh(기가와트시) 전력이 소모됩니다. 이는 우리나라에서 1분간 소비되는 전력량입니다. 다음으로 검색서비스 제공을 위한 추론 과정도 일반 검색보다 5~10배 더 전기를 필요로 합니다. AI가 질문을 이해하고 답변을 생각한 뒤, 결론을 공유하는 과정이 복잡하기 때문입니다. 마지막으로 AI의 서버를 돌리는 데이터센터(IDC)도 ‘전기 먹는 하마’의 결정적 요소입니다. 데이터센터는 원래 수천개 의 하드디스크드라이브와 프로세서 등이 데이터를 처리·저장하는 과정에서 엄청난 열이 발생합니다. 생성형 AI는 서버를 훨씬 많이 쓰기 때문에 열도 더 오르게 되죠. 이를 빠르게 식히기 위해 냉각 팬을 쉴 새 없이 돌려야 하고, 그래서 전기 소비가 많은 겁니다.
AI 요인을 제외하더라도 지구촌 전기 수요는 급증하고 있습니다. 유엔은 2050년까지 에너지소비가 지금보다 50% 이상 증가할 것으로 내다봅니다. 세계 인구가 80억 명에서 100억 명으로 늘어나고, 1인당 평균 에너지 소비도 연간 2만1000KWh(킬로와트시)에서 2만5000KWh로 적어도 20%는 증가할 것으로 예상하기 때문이죠. 여기에 교통과 수송 부문의 전기화 추세도 큰 영향을 미칩니다. 지금은 석유·석탄·천연가스 등 1차 에너지의 60%가량이 교통과 난방, 산업용으로 쓰이는데, 이게 점점 전기 수요로 대체될 것으로 보입니다. 그래서 AI 수요까지 모두 아우르면 2050년 전기 수요가 지금의 1000배로 증가할 것이란 극단적 예측도 나옵니다.
