هل مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي ضارة بالبيئة؟

يمكن أن تكون مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي ضارة بالبيئة لأنها تركز الطلب الكبير على الكهرباء، وقد تستهلك المياه للتبريد، وتتطلب الأراضي والمباني والأجهزة المتخصصة. الضرر ليس متطابقا في كل مكان. إن المنشأة جيدة الاستخدام والمقامة على شبكة أنظف مع تبريد منخفض المياه لها بصمة مختلفة عن تلك التي تضيف توليدًا أحفوريًا أو تتنافس على المياه في مستجمعات المياه المجهدة.

ولا يقوم كل مركز بيانات بتحميل الذكاء الاصطناعي. يشترك البث والتخزين وبرامج الأعمال والخدمات السحابية التقليدية في نفس البنية التحتية. ويتساءل الحكم الصادق عما تستهلكه المنشأة، ومن أين تأتي الموارد، وما هي المجتمعات التي تتحمل التأثيرات، وما إذا كانت الحوسبة تنتج قيمة كافية لتبريرها.

لماذا يغير الذكاء الاصطناعي طلب مركز البيانات؟

يستخدم تدريب الذكاء الاصطناعي والاستدلال مسرعات مثل وحدات معالجة الرسومات والرقائق المصممة لهذا الغرض. يمكن للأرفف الكثيفة لهذه المعالجات أن تستهلك طاقة أكبر بكثير من أرفف الخوادم التقليدية وتطلق حرارة أكبر في المقابل. وهذا يخلق متطلبات لاتصالات الشبكة وأنظمة التبريد والنسخ الاحتياطي.

ال وكالة الطاقة الدولية يقول قد يكون مركز البيانات التقليدية 10–25 ميغاوات من القدرة، في حين يمكن لمنشأة واسعة النطاق تركز على الذكاء الاصطناعي أن تصل إلى 100 ميغاواط أو أكثر. هذه قدرات توضيحية وليست أرقام استهلاك عالمية.

على الصعيد العالمي، تقدر وكالة الطاقة الدولية أن جميع مراكز البيانات استهلكت حوالي 415 تيراواط في الساعة في عام 2024. وتصل حالتها الأساسية إلى حوالي 945 تيراواط في الساعة بحلول عام 2030، مع خوادم متسارعة مدفوعة بشكل أساسي بالذكاء الاصطناعي مسؤولة عن نصف الزيادة الصافية تقريبًا. إن عدم اليقين المتوقع كبير، لذا يتضمن التقرير حالات الطلب الأعلى والأقل.

تأثيرات الشبكة عالمية ومحلية بشكل مكثف

وعلى المستوى العالمي، شكلت مراكز البيانات حوالي 1.5% من الكهرباء في عام 2024، وفقًا لوكالة الطاقة الدولية. وعلى المستوى المحلي، يمكن للعديد من المشاريع الكبيرة أن تهيمن على الطلب الجديد. قد يتطلب حملها المستمر والمركّز نقلًا ومحطات فرعية وتوليدًا يستغرق بناؤه وقتًا أطول من المرافق.

ما هي الإمدادات التي الطلب عليها تحدد الكثير من تأثير الكربون. وتتوقع وكالة الطاقة الدولية أن تلبي مصادر الطاقة المتجددة ما يقرب من نصف النمو العالمي في إمدادات الكهرباء في مراكز البيانات حتى عام 2030 في حالتها الأساسية. ولا يزال الغاز الطبيعي والفحم معًا يلبيان أكثر من 40% من الإضافة. ويشكل كل من الاستثمار في الطاقة النظيفة والنمو الأحفوري جزءا من الصورة.

يمكن أن تساعد اتفاقيات شراء الطاقة في تمويل مشاريع الطاقة المتجددة. وتعتمد جودتها على ما إذا كان التوليد إضافيًا وقريبًا ومتوافقًا مع الطلب في الوقت المناسب. لا تثبت الشهادة السنوية أن كل ساعة تشغيل كانت خالية من الكربون فعليًا.

التبريد يمكن أن يحول العبء إلى الماء

تقوم المعالجات بتحويل الكهرباء إلى حرارة. تقوم المنشآت بإزالته بمزيج من الهواء والماء المبرد وأنظمة التبخر والسوائل التي يتم توصيلها بالقرب من الرقائق. يمكن أن يقلل التبخر من كهرباء التبريد، لكنه يستهلك الماء؛ يمكن أن يؤدي التبريد الجاف إلى تقليل المياه في الموقع مع زيادة الطلب على الطاقة في بعض الأحيان.

قام تقرير Berkeley Lab لعام 2024 في الولايات المتحدة بوضع نموذج لمتوسط فعالية استخدام المياه في الموقع بما يزيد قليلاً 0.36 لتر لكل كيلووات ساعة في عام 2023. القيمة هي متوسط ​​وطني تقديري عبر التصاميم المختلفة، وليس المعدل لكل مركز بيانات.

وللكهرباء بصمة مائية غير مباشرة أيضًا. قد تظل المنشأة التي يتم الإعلان عنها على أنها لا تستخدم الماء للتبريد تعتمد على توليد يستهلك الماء. للحصول على التمييز الكامل بين الانسحاب والاستهلاك والاستخدام غير المباشر، راجع لماذا تستخدم مراكز البيانات الماء؟.

المباني والرقائق مهمة خارج نطاق التشغيل

يحتوي الحرم الجامعي الجديد على الخرسانة والفولاذ والكابلات والبطاريات والمولدات وأميال من المعدات. يستخدم إنتاج الرقائق الطاقة والمواد الكيميائية والمياه فائقة النقاء. التعدين والتكرير توريد المعادن. تحدث هذه التأثيرات المتجسدة قبل أن يجيب النموذج على سؤاله الأول.

ونادرا ما تظهر في أرقام المستوى الفوري. يتطلب تخصيص مبنى أو معالج عبر أعباء العمل العديدة الخاصة به افتراضات حول العمر والاستخدام. يمكن أن يؤدي الاستخدام الأعلى إلى تقليل التأثير المتجسد لكل وظيفة، في حين أن الاستبدال السريع يمكن أن يزيد الإجمالي حتى عندما تكون الأجهزة الجديدة أكثر كفاءة من الناحية التشغيلية.

ولهذا السبب يحتاج التقييم البيئي الكامل إلى حسابات تشغيلية ومجسدة منفصلة. تصف قيمة فعالية استخدام الطاقة المنخفضة النفقات العامة للطاقة في المنشأة. ولا يشهد على استدامة إمدادات الأجهزة أو المياه أو الأراضي أو الكهرباء.

تحتاج المجتمعات إلى أكثر من المتوسطات العالمية

ومن الممكن أن يكون الطلب الوطني تحت السيطرة في حين أن المنشأة المقترحة تخلق مقايضات محلية جادة. قد يتساءل السكان بشكل معقول من الذي يدفع تكاليف تحديث الشبكة، وما إذا كانت المولدات الاحتياطية تؤثر على جودة الهواء، وما هي كمية المياه التي يتم استهلاكها أثناء الجفاف، وعدد الوظائف الدائمة التي يخلقها المشروع.

يأخذ تحديد المواقع الجيدة في الاعتبار الطلب التراكمي من المرافق القريبة بدلاً من السماح لكل منها بمعزل عن غيرها. يجب أن يستخدم الإبلاغ الإجهاد المائي على مستوى مستجمعات المياه وبيانات الكهرباء كل ساعة حيثما أمكن ذلك. يجب على المشغلين نشر الاستهلاك الفعلي بعد الافتتاح، وليس فقط كفاءة التصميم أو وعود التجديد المستقبلية.

يمكن أن يؤدي تجديد المياه إلى تمويل مشاريع مستجمعات المياه المفيدة، ولكن الحجم العالمي لا يعادل تلقائيًا الاستهلاك في مكان وموسم معين. وعلى نحو مماثل، فإن شراء الكهرباء المتجددة في مكان آخر لا يزيل كل قيود الشبكة المحلية. الجغرافيا جزء من السلامة البيئية.

كيفية الحكم على مركز بيانات الذكاء الاصطناعي

اسأل عن الكهرباء السنوية المتوقعة والفعلية، وذروة الطلب، ومصادر الطاقة والمطابقة بالساعة. اسأل عن كمية المياه التي يتم سحبها واستهلاكها، ونوعيتها، ومصدرها، والقمم الموسمية، والإجهاد المائي المحلي. تحقق من تصميم التبريد ومعدل دوران الأجهزة المتوقع وخطط إعادة الاستخدام.

ثم افحص طبقة الخدمة. هل تُستخدم النماذج عالية القدرة فقط عند الحاجة إليها؟ هل يتم استخدام المسرعات بشكل جيد؟ هل يقوم المزود بالإبلاغ عن المجاميع المطلقة إلى جانب الكفاءة؟ كيف يؤثر الذكاء الاصطناعي على البيئة يعتمد على هذه القرارات التشغيلية، وليس مجرد تسمية المبنى.

للاستخدام الفردي، اختر نماذج متناسبة وتجنب التوليد المسرف. Treechat تنشر افتراضات الاستلام المستندة إلى النموذج على موقعها صفحة المنهجية. لا يمكن لهذه التقديرات أن تكشف عن المياه أو الطاقة الخاصة بمنشأة معينة ولا تدعي ذلك. تُفضل الحدود الشفافة على النتيجة الخضراء الدقيقة غير المدعومة بالبيانات التشغيلية.

مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي ليست مباني جيدة أو سيئة بطبيعتها. فهي البنية التحتية الصناعية المترتبة على ذلك. الاستنتاج الأكثر فائدة من السؤال ما يفعله الذكاء الاصطناعي للبيئة هو أن مكان وكيفية توسع هذه البنية التحتية سيحدد ما إذا كان الطلب على الذكاء الاصطناعي سيعمل على تسريع الشبكات النظيفة والتبريد الفعال - أو تعميق الضغوط الحالية.