GPU's sturen de toekomst van computergebruik
Hamish Chamberlayne, Head of Global Sustainable Equities, en Richard Clode, Technology Equities Portfolio Manager, vertellen hoe de piepkleine grafische chip een enorme rol speelt binnen de wereldwijde digitale transformatie.
7 beknopt artikel
Kernpunten
- GPU's maken slimmer gebruik van energie, waardoor de aanzienlijke energiebelasting van krachtige gegevensverwerking op datacenters wordt verminderd
- GPU's zijn belangrijke hulpmiddelen voor het trainen van kunstmatige intelligentie (AI) en deep learning-modellen. Ze spelen daarom een essentiële rol bij de digitale transformatie van processen en bedrijven.
- Wij geloven dat de verschuiving naar een koolstofarm bedrijfsmodel kenmerkend is voor langetermijnsucces en we zijn op zoek naar de technologie die deze verandering mogelijk maakt.
Grafische verwerkingseenheden (graphics processing units, GPU's) zijn de motor achter de toekomst van het computergebruik. Een GPU is ontworpen voor parallelle verwerking en fungeert als gespecialiseerd elektronisch circuit dat naast het brein van de computer, de centrale verwerkingseenheid (central processing unit, CPU), de prestaties van computers verbetert. Als u dit artikel op een elektronisch apparaat leest, is de kans groot dat een GPU zorgt voor de goede prestaties van uw scherm.
Hoewel GPU's aanvankelijk werden gebruikt bij computer graphics en beeldverwerking voor persoonlijk en zakelijk computergebruik, is het gebruik ervan aanzienlijk gegroeid naarmate de technologie zich verder ontwikkelde. De wet van Moore die stelt dat het aantal transistors in een geïntegreerde schakeling elke twee jaar verdubbelt terwijl de kosten van computers halveren, heeft het gebruik van GPU's gedemocratiseerd door ze goedkoper en gemakkelijker verkrijgbaar te maken, waardoor de toepassing van GPU's binnen vele sectoren is veranderd. Tegenwoordig staan krachtige GPU's centraal in veel verschillende technologieën en zullen de basis vormen van de volgende generatie computerplatforms.
De kracht van het parallellisme: toepassingen voor AI en deep learning
GPU's zijn ontwikkeld om enorme hoeveelheden parallel rekenwerk tegelijk te kunnen uitvoeren. Op die manier wordt de rekenefficiëntie verhoogd en verbeteren de prestaties van computers. Hoewel dit positief is voor eindmarkten zoals gamers die houden van hoogwaardige, realtime computer graphics, kunnen GPU's ook worden toegepast voor serieuzer gebruik.
Doordat GPU's grote blokken gegevens parallel kunnen verwerken, zijn ze bij uitstek geschikt voor het trainen van modellen voor kunstmatige intelligentie (AI) en deep learning, waarbij honderdduizenden neurale netwerken tegelijk verwerkt moeten worden. Deep learning wordt breed toegepast, van webdiensten tot het verbeteren van zelfrijdende voertuigen en medisch onderzoek.
Hoe kunnen GPU's worden gebruikt om erfelijke ziekten op te sporen? Traditionele methoden om de genetische variaties op te sporen die bij een specifieke ziekte horen, kosten veel tijd en zijn eentonig. Wetenschappers moeten de drie miljard basenparen DNA van een patiënt doorzoeken om die ene verandering te vinden die de ziekte veroorzaakt. De Stanford University School of Medicine heeft echter bewezen dat het gebruik van deep learning op basis van GPU's de diagnosetijd van zes tot acht weken kan terugbrengen naar slechts 7,5 uur. Bij ernstig zieke patiënten kan deze tijdwinst levensreddend zijn, wat bewijst wat voor positief effect GPU's kunnen hebben.1
Digitalisering als motor achter de decarbonisatie
Hoewel GPU's al een positieve impact gehad hebben op werkelijke uitdagingen, is de mogelijkheid om innovatie in verschillende sectoren gestalte te geven nog niet volledig onderzocht. De toepassing van AI en deep learning is essentieel voor een succesvolle digitale toekomst en deze wordt al werkelijkheid nu de trend van digitalisering groeit. Het is belangrijk om te erkennen dat deze trend van invloed is op alle sectoren en dat efficiënte en krachtige technologische mogelijkheden dus cruciaal zijn, nu bedrijven met hun digitale transformatie beginnen.
Wat de impact ervan betreft, geloven wij dat digitalisering een positieve rol speelt bij de economische ontwikkeling en maatschappelijke bewustwording. Ook zien we een direct verband tussen digitalisering en decarbonisatie. Digitalisatie breekt de schelp open van oudsher analoge functies, waardoor data transparanter worden en mensen en bedrijven de juiste kennis krijgen om goed geïnformeerde beslissingen te nemen over consumptie, productie en reductie op basis van hun huidige gedrag. Zo kunnen ambitieuze doelstellingen om de CO2-uitstoot te verminderen en de klimaatdoelstellingen te halen baat hebben bij het extraheren, transformeren en analyseren van data om de beste koers te bepalen.
We zien nu al dat de digitalisering in traditionele werkwijzen doordringt en deze bevordert. Fabrikanten integreren technologie in industriële processen om de productie te optimaliseren, gebouwbeheerders gebruiken slimme technologie en gegevensanalyse om ervoor te zorgen dat energie alleen wordt verbruikt wanneer dat nodig is en intelligente vervoerssystemen analyseren verkeersgegevens om opstoppingen, brandstofverbruik en uitstoot te verminderen. Elders zijn veel digitale diensten begonnen met het vervangen van traditionele methoden die vaak meer energie verbruiken, zoals online vergaderingen om het aantal zakenreizen te verminderen, waardoor de CO2-uitstoot wereldwijd afneemt.
Brengt de energietechnologie kosten met zich mee?
Een van de grootste uitdagingen bij de wereldwijde digitale transformatie is het forse energieverbruik van krachtige computers. Daarom moeten we weten wat de werkelijke energiekosten van de technologie zijn en wat we kunnen doen om het totale energieverbruik terug te brengen.
Het is een misvatting dat het gebruik van meer datacenters staat voor een grotere vraag naar energie. Volgens het Internationaal Energieagentschap (IEA) is het energieverbruik van datacenters in feite gelijk gebleven, ondanks een explosieve vraag naar datacenters en een sterk gegroeid internetverkeer (grafiek 1). Dit verschil kan toegeschreven worden aan efficiënte systemen en processen. GPU's minimaliseren de aanzienlijke energiebelasting van krachtige gegevensverwerking op datacenters. Voor AI-toepassingen kunnen sommige GPU's tot 42 keer energiezuiniger zijn dan traditionele CPU's. Inmiddels gebruiken sommige op GPU gebaseerde hyperscale datacenters slechts 2% van de rackspace, waardoor ze ruimtebesparender zijn dan op CPU gebaseerde systemen. 2 Kortom, GPU's hebben een hoop in huis. Doordat GPU's voor een slimmer energiegebruik zorgen, helpen ze het energieverbruik tot een minimum te beperken.
Grafiek 1: Energieverbruik datacenters blijft vlak
Bron: IEA, Global trends in internet traffic, data centres workloads and data centre energy use, 2010-2020, IEA, Parijs https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/global-trends-in-internet-traffic-data-centres-workloads-and-data-centre-energy-use-2010-2020
De weg naar netto-nul
Net als alle industrieën zal ook de technologie haar steentje moeten bijdragen om de wereldwijde klimaatverandering aan te pakken en haar eigen ecologische voetafdruk te verkleinen, met als doel het bereiken van netto-nul uitstoot. In 2020 publiceerde het Internationaal Energieagentschap (IEA) zijn jaarlijkse Tracking Clean Energy Progress, waarin verslag wordt gedaan van de belangrijkste energietechnologieën en de sectoren die cruciaal zijn bij het beteugelen van de opwarming van de aarde. Van de 46 sectoren noemde het IEA datacenters en datatransmissienetwerken als een van de slechts zes sectoren die op koers liggen om aan het scenario voor duurzame ontwikkeling te voldoen. Toen het wereldwijde internetgebruik tijdens COVID-19 een vlucht nam doordat mensen meer gebruik maakten van video- en conference streaming, online gaming en sociale netwerken, zakte deze rangschikking in het rapport van 2021 echter naar "meer inspanningen nodig".3
Ondanks deze tegenslag geloven wij dat een focus op voortdurende efficiëntieverbeteringen in de datacenterinfrastructuur essentieel is om de netto-nul doelstellingen te halen. Dit versterkt de rol die GPU's spelen bij het creëren van een duurzaam gedigitaliseerde wereld.
Ethische implicaties van AI
Hoewel het brede gebruik van AI veel voordelen biedt, brengt de grotere populariteit van de technologie aanzienlijke onderliggende ethische risico's met zich mee.
In gevallen waarin kunstmatige intelligentie goedkoper, sneller en slimmer is dan menselijke arbeid, kan AI worden gebruikt om bestaande arbeidskrachten te vervangen. Chatbots hebben callcentermedewerkers vervangen dankzij het vermogen van AI om natuurlijke taal te verwerken, de plaats van veel fabrieksarbeiders is ingenomen door geautomatiseerde machines, en robotaxi's kunnen binnenkort mogelijk zonder menselijke bestuurders. We onderkennen de gevolgen die dit kan hebben voor de werkgelegenheid, vooral in dichtbevolkte gebieden, en we zijn van mening dat het van vitaal belang is om in deze gevallen rekening te houden met de maatschappelijke langetermijngevolgen. We zien echter ook een voordeel in het uitbesteden van bepaalde monotone functies aan AI. AI maakt menselijk kapitaal vrij en biedt de mogelijkheid om interessanter taken te verrichten die AI niet kan: persoonlijke training, creatief ontwerp en onderwijs. Dit kan een verrijking van de samenleving betekenen.
Wel is het zaak om mogelijke griezelige toepassingen van de technologie onder ogen te zien. De Amerikaanse regering heeft onlangs maatregelen getroffen om de export naar China te beperken van door nVIDIA geproduceerde top-end GPU-chips, in een poging te voorkomen dat bepaalde Chinese bedrijven GPU's kopen voor massasurveillance, vooral in het geval van Oeigoerse moslims. Wij juichen alle beperkingen toe die potentiële ethische bedreigingen voor de samenleving willen verminderen.
Sommige bedrijven, waaronder nVIDIA, hebben ook ethische kaders gebruikt om 'betrouwbare AI'-beginselen in het productecosysteem van het bedrijf in te voeren. Wij zien grote waarde in het centraal stellen van ethische principes bij productontwerp en -ontwikkeling om positieve verandering en transparantie in de ontwikkeling van kunstmatige intelligentie te bevorderen.
Conclusie
Digitalisering is de hoeksteen van onze toekomst. Na een bescheiden begin is de GPU uitgegroeid tot een van de belangrijkste facilitatoren van innovatie en digitale transformatie voor de samenleving. We geloven ook dat de volgende generatie computers essentieel is bij het bereiken van de wereldwijde duurzaamheidsdoelstellingen. Tijdens het analyseren van individuele bedrijven zien we dat de verschuiving naar een koolstofarm bedrijfsmodel kenmerkend is voor langetermijnsucces en we zijn daarom op zoek naar de technologie die deze verandering mogelijk maakt.
Voetnoten
1 Nvidia blog, ‘World Record-Setting DNA Sequencing Technique Helps Clinicians Rapidly Diagnose Critical Care Patients’, 2022
2 Nvidia, Corporate Social Responsibility Report, 2021
3 International Energy Agency, Tracking Clean Energy Progress Report, 2022
Dit zijn de visies van de auteur op het moment van publicatie en die kunnen afwijken van de visies van andere personen of teams bij Janus Henderson Investors. De genoemde effecten, fondsen, sectoren en indices in dit artikel vormen geen (deel van een) aanbod of verzoek om die effecten te kopen of te verkopen.
Resultaten uit het verleden geven geen indicatie over toekomstige rendementen. Alle performancegegevens omvatten inkomsten- en kapitaalwinsten of verliezen maar geen doorlopende kosten en andere fondsuitgaven.
De informatie in dit artikel mag niet worden beschouwd als een beleggingsadvies.
Reclame.
Belangrijke informatie
Lees de volgende belangrijke informatie over fondsen die vermeld worden in dit artikel.
- Aandelen/klasse van deelnemingsrechten kunnen snel in waarde dalen en gaan doorgaans gepaard met hogere risico's dan obligaties of geldmarktinstrumenten. Als gevolg daarvan kan de waarde van uw belegging dalen.
- Aandelen van kleine en middelgrote bedrijven kunnen volatieler zijn dan aandelen van grotere bedrijven en kunnen soms moeilijk te waarderen of te verkopen zijn op het gewenste moment en tegen de gewenste prijs, wat het risico op verlies vergroot.
- Als een Fonds een hoge blootstelling heeft aan een bepaald land of een bepaalde geografische regio, loopt het een hoger risico dan een Fonds dat meer gediversifieerd is.
- Dit Fonds kan een bijzonder geconcentreerde portefeuille hebben in vergelijking met zijn beleggingsuniversum of andere fondsen in zijn sector. Een ongunstige gebeurtenis die een impact heeft op slechts een klein aantal participaties zou tot een aanzienlijke volatiliteit of grote verliezen voor het Fonds kunnen leiden.
- Het Fonds hanteert een duurzame beleggingsbenadering, waardoor het overwogen en/of onderwogen kan zijn in bepaalde sectoren en dus anders kan presteren dan fondsen die een vergelijkbare doelstelling hebben maar geen duurzame beleggingscriteria hanteren bij de selectie van effecten.
- Het Fonds kan gebruikmaken van derivaten om het risico te verminderen of om de portefeuille efficiënter te beheren. Dit gaat echter gepaard met andere risico's, waaronder met name het risico dat een tegenpartij bij derivaten niet in staat is om haar contractuele verplichtingen na te komen.
- Als het fonds activa aanhoudt in andere valuta's dan de basisvaluta van het fonds, of als u belegt in een aandelenklasse/klasse van een andere valuta dan het fonds (tenzij afgedekt, d.w.z. gemitigeerd door een compenserende positie in een gerelateerd effect in te nemen), kan de waarde van uw belegging worden beïnvloed door veranderingen in de wisselkoersen.
- Wanneer het fonds, of een aandelenklasse/klasse, tracht de wisselkoersschommelingen van een valuta ten opzichte van de basisvaluta te beperken (afdekking), kan de afdekkingsstrategie zelf de waarde van het fonds positief of negatief beïnvloeden als gevolg van verschillen in de kortetermijnrente tussen de valuta's.
- Effecten in het Fonds kunnen moeilijk te waarderen of te verkopen zijn op het gewenste moment of tegen de gewenste prijs, vooral in extreme marktomstandigheden waarin de prijzen van activa kunnen dalen, wat het risico op beleggingsverliezen verhoogt.
- Het Fonds kan geld verliezen als een tegenpartij met wie het Fonds handelt niet bereid of in staat is om aan zijn verplichtingen te voldoen, of als gevolg van een fout in of vertraging van operationele processen of verzuim van een derde partij.
Specific risks
- Aandelen/klasse van deelnemingsrechten kunnen snel in waarde dalen en gaan doorgaans gepaard met hogere risico's dan obligaties of geldmarktinstrumenten. Als gevolg daarvan kan de waarde van uw belegging dalen.
- Aandelen van kleine en middelgrote bedrijven kunnen volatieler zijn dan aandelen van grotere bedrijven en kunnen soms moeilijk te waarderen of te verkopen zijn op het gewenste moment en tegen de gewenste prijs, wat het risico op verlies vergroot.
- Als een Fonds een hoge blootstelling heeft aan een bepaald land of een bepaalde geografische regio, loopt het een hoger risico dan een Fonds dat meer gediversifieerd is.
- Het Fonds focust op bepaalde sectoren of beleggingsthema's en kan sterk worden beïnvloed door factoren zoals wijzigingen in overheidsregulering, hogere prijsconcurrentie, technologische vooruitgang en andere ongunstige gebeurtenissen.
- Het Fonds hanteert een duurzame beleggingsbenadering, waardoor het overwogen en/of onderwogen kan zijn in bepaalde sectoren en dus anders kan presteren dan fondsen die een vergelijkbare doelstelling hebben maar geen duurzame beleggingscriteria hanteren bij de selectie van effecten.
- Het Fonds kan gebruikmaken van derivaten om het risico te verminderen of om de portefeuille efficiënter te beheren. Dit gaat echter gepaard met andere risico's, waaronder met name het risico dat een tegenpartij bij derivaten niet in staat is om haar contractuele verplichtingen na te komen.
- Als het fonds activa aanhoudt in andere valuta's dan de basisvaluta van het fonds, of als u belegt in een aandelenklasse/klasse van een andere valuta dan het fonds (tenzij afgedekt, d.w.z. gemitigeerd door een compenserende positie in een gerelateerd effect in te nemen), kan de waarde van uw belegging worden beïnvloed door veranderingen in de wisselkoersen.
- Wanneer het fonds, of een aandelenklasse/klasse, tracht de wisselkoersschommelingen van een valuta ten opzichte van de basisvaluta te beperken (afdekking), kan de afdekkingsstrategie zelf de waarde van het fonds positief of negatief beïnvloeden als gevolg van verschillen in de kortetermijnrente tussen de valuta's.
- Effecten in het Fonds kunnen moeilijk te waarderen of te verkopen zijn op het gewenste moment of tegen de gewenste prijs, vooral in extreme marktomstandigheden waarin de prijzen van activa kunnen dalen, wat het risico op beleggingsverliezen verhoogt.
- Het Fonds kan geld verliezen als een tegenpartij met wie het Fonds handelt niet bereid of in staat is om aan zijn verplichtingen te voldoen, of als gevolg van een fout in of vertraging van operationele processen of verzuim van een derde partij.
Specific risks
- Aandelen/klasse van deelnemingsrechten kunnen snel in waarde dalen en gaan doorgaans gepaard met hogere risico's dan obligaties of geldmarktinstrumenten. Als gevolg daarvan kan de waarde van uw belegging dalen.
- Als een Fonds een hoge blootstelling heeft aan een bepaald land of een bepaalde geografische regio, loopt het een hoger risico dan een Fonds dat meer gediversifieerd is.
- Het Fonds focust op bepaalde sectoren of beleggingsthema's en kan sterk worden beïnvloed door factoren zoals wijzigingen in overheidsregulering, hogere prijsconcurrentie, technologische vooruitgang en andere ongunstige gebeurtenissen.
- Dit Fonds kan een bijzonder geconcentreerde portefeuille hebben in vergelijking met zijn beleggingsuniversum of andere fondsen in zijn sector. Een ongunstige gebeurtenis die een impact heeft op slechts een klein aantal participaties zou tot een aanzienlijke volatiliteit of grote verliezen voor het Fonds kunnen leiden.
- Het Fonds kan gebruikmaken van derivaten om het risico te verminderen of om de portefeuille efficiënter te beheren. Dit gaat echter gepaard met andere risico's, waaronder met name het risico dat een tegenpartij bij derivaten niet in staat is om haar contractuele verplichtingen na te komen.
- Als het fonds activa aanhoudt in andere valuta's dan de basisvaluta van het fonds, of als u belegt in een aandelenklasse/klasse van een andere valuta dan het fonds (tenzij afgedekt, d.w.z. gemitigeerd door een compenserende positie in een gerelateerd effect in te nemen), kan de waarde van uw belegging worden beïnvloed door veranderingen in de wisselkoersen.
- Wanneer het fonds, of een aandelenklasse/klasse, tracht de wisselkoersschommelingen van een valuta ten opzichte van de basisvaluta te beperken (afdekking), kan de afdekkingsstrategie zelf de waarde van het fonds positief of negatief beïnvloeden als gevolg van verschillen in de kortetermijnrente tussen de valuta's.
- Effecten in het Fonds kunnen moeilijk te waarderen of te verkopen zijn op het gewenste moment of tegen de gewenste prijs, vooral in extreme marktomstandigheden waarin de prijzen van activa kunnen dalen, wat het risico op beleggingsverliezen verhoogt.
- Het Fonds kan geld verliezen als een tegenpartij met wie het Fonds handelt niet bereid of in staat is om aan zijn verplichtingen te voldoen, of als gevolg van een fout in of vertraging van operationele processen of verzuim van een derde partij.
Specific risks
- Aandelen/klasse van deelnemingsrechten kunnen snel in waarde dalen en gaan doorgaans gepaard met hogere risico's dan obligaties of geldmarktinstrumenten. Als gevolg daarvan kan de waarde van uw belegging dalen.
- Aandelen van kleine en middelgrote bedrijven kunnen volatieler zijn dan aandelen van grotere bedrijven en kunnen soms moeilijk te waarderen of te verkopen zijn op het gewenste moment en tegen de gewenste prijs, wat het risico op verlies vergroot.
- Het Fonds hanteert een duurzame beleggingsbenadering, waardoor het overwogen en/of onderwogen kan zijn in bepaalde sectoren en dus anders kan presteren dan fondsen die een vergelijkbare doelstelling hebben maar geen duurzame beleggingscriteria hanteren bij de selectie van effecten.
- Het Fonds kan gebruikmaken van derivaten om het risico te verminderen of om de portefeuille efficiënter te beheren. Dit gaat echter gepaard met andere risico's, waaronder met name het risico dat een tegenpartij bij derivaten niet in staat is om haar contractuele verplichtingen na te komen.
- Als het fonds activa aanhoudt in andere valuta's dan de basisvaluta van het fonds, of als u belegt in een aandelenklasse/klasse van een andere valuta dan het fonds (tenzij afgedekt, d.w.z. gemitigeerd door een compenserende positie in een gerelateerd effect in te nemen), kan de waarde van uw belegging worden beïnvloed door veranderingen in de wisselkoersen.
- Wanneer het fonds, of een aandelenklasse/klasse, tracht de wisselkoersschommelingen van een valuta ten opzichte van de basisvaluta te beperken (afdekking), kan de afdekkingsstrategie zelf de waarde van het fonds positief of negatief beïnvloeden als gevolg van verschillen in de kortetermijnrente tussen de valuta's.
- Effecten in het Fonds kunnen moeilijk te waarderen of te verkopen zijn op het gewenste moment of tegen de gewenste prijs, vooral in extreme marktomstandigheden waarin de prijzen van activa kunnen dalen, wat het risico op beleggingsverliezen verhoogt.
- Het Fonds kan geld verliezen als een tegenpartij met wie het Fonds handelt niet bereid of in staat is om aan zijn verplichtingen te voldoen, of als gevolg van een fout in of vertraging van operationele processen of verzuim van een derde partij.
Specific risks
7 beknopt artikel
- GPU's maken slimmer gebruik van energie, waardoor de aanzienlijke energiebelasting van krachtige gegevensverwerking op datacenters wordt verminderd
- GPU's zijn belangrijke hulpmiddelen voor het trainen van kunstmatige intelligentie (AI) en deep learning-modellen. Ze spelen daarom een essentiële rol bij de digitale transformatie van processen en bedrijven.
- Wij geloven dat de verschuiving naar een koolstofarm bedrijfsmodel kenmerkend is voor langetermijnsucces en we zijn op zoek naar de technologie die deze verandering mogelijk maakt.
Gerelateerde inzichten
