Yuk bahas transistor, komponen dasar dari prosesor komputer. Transistor ini kecil banget, ukurannya bisa sampai beberapa nanometer aja. Bisa sampai miliaran transistor muat di satu chip komputer.

Walaupun nggak punya bagian yang bergerak, transistor butuh listrik untuk menyimpan dan mengubah bit informasi. “Angka satu dan nol dibuat dengan tegangan tinggi dan rendah,” kata Timothy Sherwood, profesor ilmu komputer di University of California Santa Barbara. “Saat kamu melakukan perhitungan, yang terjadi di dalam mikroprosesor itu sebuah angka satu pindah jadi nol, atau nol jadi satu. Setiap kali itu terjadi, selalu butuh sedikit energi.”

Kalau dikumpulkan — dari miliaran transistor di tiap chip, lalu miliaran chip di komputer dan server — totalnya jadi bagian besar dan makin berkembang dari kebutuhan energi manusia.

Menurut International Energy Agency, penggunaan komputer dan penyimpanan data sekarang memakai sekitar 1 sampai 1,5 persen listrik dunia.

Dengan berkembangnya kecerdasan buatan (AI) dan mata uang kripto yang andalkan data center besar-besaran, bagian ini bakal makin membesar. Contohnya, satu pencarian Google pakai sekitar 0.3 watt-hour, sedangkan satu pertanyaan ke ChatGPT butuh 2.9 watt-hour. Di 2024, kapasitas data center yang dibangun di AS naik 70 persen dibanding 2023. Beberapa perusahaan teknologi yang getol sama AI emisi gas rumah kacanya jadi naik dan makin susah ngejar target lingkungan mereka sendiri.
Jadi, berapa banyak lagi listrik yang bakal dibutuhin buat komputasi di masa depan, dan apakah ini bakal bikin target iklim jadi sulit tercapai?

AI bikin prediksi kebutuhan listrik makin nggak jelas

IEA memperkirakan permintaan energi dari data center bakal dua kali lipat di 2030. McKinsey bahkan memperkirakan bisa tiga sampai lima kali lipat. Jadinya, perusahaan teknologi besar sekarang berlomba-lomba cari sumber daya listrik. Setahun terakhir, mereka jadi pembeli terbesar sumber listrik yang rendah emisi gas rumah kaca. Amazon sekarang jadi pembeli energi terbarukan terbesar di dunia. Perusahaan seperti Microsoft bahkan menghidupkan lagi pembangkit nuklir lama dan investasi di teknologi nuklir baru.

Tapi, sebagian perusahaan ini nggak terlalu pilih-pilih soal sumber listriknya. “Kami butuh dari kalian,” ujar mantan CEO Google Eric Schmidt di depan komisi Energy and Commerce DPR AS awal bulan ini, “energi dalam bentuk apapun: terbarukan, tidak terbarukan, terserah. Yang penting ada, dan cepat.”

Sekarang pun, permintaan energi dari data center masih bikin pembangkit listrik batu bara tua tetap hidup dan bahkan bikin pasar baru buat pembangkit gas alam. IEA memprediksi bahwa lima tahun ke depan, setengah pertumbuhan listrik tambahan untuk data center bakal dipenuhi energi terbarukan, lalu sisanya dari gas, batu bara, dan tenaga nuklir.

Tapi, banyak proyeksi kebutuhan energi ini pakai tren sekarang, sementara semuanya lagi berubah cepat banget. “Yang pertama mau saya bilang, kita nggak benar-benar tahu gimana pertumbuhan kebutuhan listrik data center ke depannya,” kata Jessika Trancik, profesor di MIT yang meneliti sektor teknologi dan energi.

Sedikit gambaran: Sekarang data center cuma pake kurang dari 2 persen listrik dunia. Kalau dobel, tiga kali, bahkan lima kali lipat pun, bagian data center tetap di bawah 10 persen. Kebutuhan listrik dunia lebih banyak tumbuh dari negara berkembang yang industrinya maju dan pendapatannya naik. Pemakaian energi juga dipengaruhi ekonomi. Misal, waktu resesi biasanya permintaan listrik turun.

Perubahan iklim juga bisa mempengaruhi loh. Salah satu pemicu kenaikan permintaan listrik tahun lalu cuma gara-gara cuaca panas banget, jadi banyak orang nyalain AC. Jadi walau AI makin banyak butuh listrik, itu bukan satu-satunya faktor yang merubah masa depan kebutuhan energi.

Sekarang juga lagi musim “ledakan Cambrian” di dunia crypto dan AI — intinya banyak perusahaan coba berbagai cara. Semua percobaan ini bikin pemakaian energi naik dalam waktu dekat, tapi nggak semua cara ini bakal lanjut. Nanti kalau industrinya udah matang dan pemainnya makin sedikit, kebutuhan energinya bisa aja turun lagi.

Kabar baiknya, komputer makin efisien dari tahun ke tahun. AI dan crypto sekarang pakai graphics processing unit (GPU), chip khusus buat perhitungan berat kayak AI dan crypto itu. GPU sekarang jauh lebih kenceng, terutama buat AI yang harus mengolah banyak info dan bikin kesimpulan.

“Selama 10 tahun terakhir, platform kami jadi 100.000 kali lebih hemat energi untuk pekerjaan inference yang sama,” kata Joshua Parker, pemimpin tim sustainability Nvidia, produsen GPU terbesar dunia. “Dalam dua tahun terakhir aja — satu generasi produk kami — sudah 25 kali lebih hemat energi.”

Nvidia sekarang jadi pemimpin jelas di dunia AI, dan salah satu perusahaan dengan nilai terbesar sepanjang sejarah.

Tapi, makin efisien sebuah prosesor komputer, makin murah biaya ngejalaninnya, sehingga orang justru bisa pakai lebih banyak — kadang penghematan energinya jadi mentok juga.

“Bisnis sekarang makin gampang pakai AI karena murah, jadinya konsumsi energi secara total malah naik, ini kayak paradoks,” kata Parker. “Laju pertumbuhan kayak gini hanya terus terjadi kalau memang biaya tambahannya nol. Tapi kenyataannya, listrik dan komputasi itu tetap ada biayanya. Meskipun efisiensi terus ditingkatkan, akhirnya pasti ada batasnya, karena nggak gratis.”

Faktor lain yang perlu dipikirkan, AI juga bisa bantu lingkungan. Misalnya, AI bisa dipakai buat simulasi, jadi nggak perlu uji coba dunia nyata yang boros, mahal, dan lambat kayak pas bikin pesawat. Operator jaringan listrik pakai AI untuk optimalkan distribusi listrik, supaya energi terbarukan bisa dipakai lebih banyak, listrik lebih stabil, dan sedikit yang terbuang. AI sudah bantu desain baterai lebih oke dan panel surya yang lebih bagus juga.

Di tengah segala ketidakpastian soal masa depan ini, ada kok jalur yang bisa bikin pertumbuhan AI tetap sejalan dengan usaha nahan perubahan iklim. Perusahaan teknologi harus terus berinovasi biar makin efisien. Industri ini juga punya peluang besar buat nurunin emisi karbon di rantai pasok alat-alat mereka, dan di infrastruktur data center. Pake energi bersih jauh lebih banyak juga penting banget.

Sudah ada beberapa negara yang ekonominya maju sambil menurunkan emisi karbon. Walau saat ini AI sedikit memperlambat kemajuan itu, AI nggak harus bikin perubahan iklim makin parah dalam jangka panjang, bahkan bisa mempercepat solusi kita. Tapi itu nggak akan terjadi tanpa usaha serius dan tindakan yang sengaja diambil dari sekarang.

“Mudah banget nulis judul artikel yang bilang AI bakal ngancurin jaringan listrik dan bikin emisi makin banyak,” kata Parker. “Tapi saya pribadi optimis — dan ini optimisme yang masuk akal — ke depannya AI justru bisa jadi alat terbaik buat keberlanjutan yang pernah ada di dunia.”