Зачем искусственному интеллекту вода и почему это экологическая проблема

Для поддержки цифровых сервисов и инфраструктуры искусственного интеллекта, которая разворачивается по всему миру, используются мощные центры обработки данных, которые потребляют не только электроэнергию, но и воду в огромных количествах. Это может стать настоящим вызовом для экологии, сообщает Tech Xplore.

В своем блоге о будущем ИИ гендиректор OpenAI Сэм Альтман написал, сколько ChatGPT использует этих ресурсов:

"На средний запрос ChatGPT требуется около 0,34 ватт-часа. Примерно столько же средняя микроволновка использовала бы чуть больше чем за секунду. Он также использует около 0,000085 галлона воды — примерно одну пятнадцатую чайной ложки", — отметил Альтман.

Это небольшие количества, но умноженные на все запросы всех пользователей во всем мире, они становятся очень ощутимыми. Именно поэтому эксперты говорят, что уже сейчас мировая энергетическая инфраструктура работает на пределе возможностей. Аппетиты будут расти с развитием технологии искусственного интеллекта. Уже сейчас разработчики конкурируют за крупные энергетические контракты и участвуют в восстановлении атомных электростанций.

С водой ситуация не менее проблематична. Она не циркулирует при использовании в центрах обработки данных, а полностью испаряется. Даже какая-то часть полученной воды не возвращается в цикл повторного использования. Американские ученые, занимающиеся ИИ, машинным обучением и дата-центрами, опубликовали в 2023 году исследование на тему, сколько искусственный интеллект будет потреблять воды. Это препринт, то есть на работу еще нет рецензий. Но ее подготовила команда опытных ученых из четырех авторитетных вузов: Рочестерского технологического института, Хьюстонского университета, Техасского университета в Арлингтоне и Калифорнийского университета в Риверсайде. В исследовании говорится о следующем:

"В 2027 году прогнозируется, что мировой спрос на ИИ составит 4,2-6,6 миллиарда кубических метров забора воды. Это превышает общий годовой объем забора воды на нужды половины Великобритании".

Вода нужна для системы охлаждения. Центры обработки данных — это преимущественно тысячи круглосуточно работающих серверов. Во время работы они сильно нагреваются. Если их не охлаждать, оборудование может выйти из строя. Особенно рискованными являются периоды жары. Кроме производимого техникой тепла влияет еще и температура окружающей среды.

Например, когда в Великобритании в 2022 году наблюдалась рекордная жара и термометр показывал 40° Цельсия, произошел сбой в центрах обработки данных Google и Oracle в Лондоне. Технические неисправности на таких объектах означают, что тысячи пользователей по всему миру не смогут воспользоваться системой поиска, отправить электронное письмо, загрузить фотографии в мессенджер или посмотреть сериал на какой-то из стриминговых платформ.

Сейчас центр обработки данных мощностью 1 мегаватт (МВт) требует до 25,5 млн литров воды в год. Глобальная мощность центров обработки данных составляет около 59 ГВт. Это примерно 1 504,5 миллиарда литров в год. Это чуть меньше половины Киевского моря. 

После испарения вода попадает в атмосферу и оттуда возвращается в виде дождя. Но не всю дождевую воду можно использовать. Так же меняется ее распределение и она фактически теряется для водного баланса тех регионов, где была испарена. Это особенно опасно для засушливых мест. Но именно там построено две трети центров обработки данных. В Америке это засушливые штаты. В Саудовской Аравии и ОАЭ вообще экстремально высокий водный стресс.

Ученые уже сейчас пытаются найти способы, как экономить воду без влияния на мощности и развитие технологии. Например, исследователи из Нортумбрийского университета в Великобритании разработали метод с распределением с помощью слоя фольги двух потоков воздуха, горячего и влажного. Фольга впитывает тепло из первого и передает его на второй. Таким образом охлаждаются серверные. При этом пар не вредит оборудованию, так как он изолирован.

Эти технологические разработки становятся все более актуальными, учитывая темпы роста инфраструктуры искусственного интеллекта. Гендиректор Nvidia Corp. Дженсен Хуанг заявил, что к 2028 году инфраструктура искусственного интеллекта только в Европе вырастет в десять раз.