كيف يؤثر الذكاء الاصطناعي على البيئة؟

يؤثر الذكاء الاصطناعي على البيئة من خلال أجهزة الكمبيوتر ومراكز البيانات وسلاسل التوريد التي تجعله يعمل. نماذج التدريب والتشغيل تستخدم الكهرباء. التبريد يمكن أن يستهلك الماء. تتطلب رقائق التصنيع ومرافق البناء المواد والمياه والطاقة. تعتمد انبعاثات الكربون الناتجة بشكل كبير على كيفية توليد الكهرباء.

ويمكن للذكاء الاصطناعي أيضًا أن يقلل من الأضرار البيئية - على سبيل المثال من خلال التنبؤ بالطاقة المتجددة أو اكتشاف تسربات غاز الميثان - ولكن هذه الفوائد هي نتائج محددة، وليست تصريحًا مجانيًا لكل تطبيق من تطبيقات الذكاء الاصطناعي. يتغير حجم البصمة بشكل كبير مع النموذج والمهمة وطول الاستجابة والأجهزة والموقع وعدد المستخدمين. إن أي إجابة تحدد تكلفة بيئية ثابتة لـ "الذكاء الاصطناعي" تتجاهل سياقًا مهمًا.

يبدأ التأثير بالأجهزة

قبل أن يتم تدريب النموذج، يجب تصنيع معالجاته. إن تصنيع أشباه الموصلات هو عملية صناعية كثيفة الاستخدام للطاقة والمياه، وتتضمن المياه فائقة النقاء والمواد الكيميائية وسلاسل التوريد العالمية المعقدة. تحتاج الخوادم أيضًا إلى أجهزة الذاكرة والتخزين والشبكات والطاقة. تضيف المباني الخرسانة والفولاذ وأنظمة التبريد.

هذه التأثيرات المجسدة حقيقية ولكن من الصعب التعبير عنها في كل مرة. يمكن للمعالج تدريب العديد من النماذج وخدمة العديد من أعباء العمل الأخرى على مدار سنوات. إن تقسيم بصمتها التصنيعية على عدد مفترض من الإجابات يتطلب اختيارات غير مؤكدة حول الاستخدام والعمر.

ولهذا السبب فإن معظم الأرقام المنشورة "لكل استعلام" تغطي الكهرباء التشغيلية بدلاً من دورة الحياة الكاملة. من الممكن أن يظل هذا الرقم مفيدًا إذا كانت الحدود واضحة. يصبح مضللاً عندما يتم تقديمه على أنه التأثير بأكمله. يفصل التقييم السليم التصنيع والبناء عن الطاقة المستخدمة أثناء التدريب أو تقديم النموذج.

التدريب والاستدلال وظيفتان مختلفتان

يقوم التدريب بضبط النموذج باستخدام مجموعات بيانات كبيرة والعديد من الحسابات المتكررة. وقد تشغل مجموعات من المسرعات لأسابيع أو أشهر. يحدث الاستدلال بعد التدريب عندما يطلب شخص ما من النموذج تصنيف شيء ما أو التنبؤ به أو توليده.

التدريب مركّز ومن السهل ملاحظته، لكن الخدمات الشائعة يمكن أن تتراكم استنتاجات أكثر بكثير على مدى عمرها التشغيلي. لا توجد قاعدة ثابتة بشأن أيهما أكبر: يعتمد التوازن على عمليات التدريب، وعمر النموذج، وحركة المرور اليومية، والعمل المنجز لكل طلب.

تختلف المهام التوليدية أيضًا. إن إنتاج جملة قصيرة وتحليل مستند طويل وإنشاء فيديو لا يمكن مقارنتهما. الدراسة المعالجة الجائعة للطاقة قام الباحثون بقياس 1,000 استنتاج عبر المهام التمثيلية، ووجدوا أنظمة عامة الأغراض أكثر استهلاكًا للطاقة بشكل ملحوظ من البدائل الخاصة بمهمة محددة. وهو لا يقدم معدلا عالميا، ولكنه يدعم درسا عمليا: استخدام أنظمة متخصصة أو أصغر عندما تتمكن من القيام بالمهمة.

تقوم مراكز البيانات بتحويل الحساب إلى طلب محلي

تقوم الخوادم بسحب الكهرباء وإطلاقها كلها تقريبًا على شكل حرارة. ويجب على مراكز البيانات التخلص من هذه الحرارة مع الحفاظ على الطاقة والشبكات والتخزين الموثوق بها. يضيف التبريد وتحويل الطاقة والمعدات الداعمة الأخرى أعباء تتجاوز المعالجات نفسها.

ال تقديرات وكالة الطاقة الدولية واستخدمت جميع مراكز البيانات حوالي 415 تيراواط/ساعة في عام 2024، أو حوالي 1.5% من الكهرباء العالمية. ترتفع حالتها الأساسية إلى حوالي 945 تيراواط في الساعة في عام 2030، مع الخوادم المتسارعة المرتبطة بشكل أساسي بالذكاء الاصطناعي المسؤولة عن ما يقرب من نصف صافي النمو. تتضمن هذه المجاميع أيضًا أعباء عمل غير متعلقة بالذكاء الاصطناعي، لذلك لا يجب إعادة تسميتها باسم "كهرباء الذكاء الاصطناعي".

يمكن للأسهم العالمية أن تخفي الضغوط المحلية. مجموعة المرافق حيث تتوفر الأراضي والشبكات واتصالات الشبكة. قد يؤثر الحرم الجامعي الجديد عالي الكثافة بشكل ملموس على تخطيط الطاقة في منطقة واحدة حتى في حين تظل مراكز البيانات تمثل حصة متواضعة من الطلب العالمي. نظرة عامة لدينا على تأثيرات مركز بيانات الذكاء الاصطناعي ينظر إلى هذا السياق المحلي.

تنتج الكهرباء الكربون، ولكن ليس بمعدل واحد

البصمة الكربونية التشغيلية هي الطاقة مضروبة في كثافة انبعاثات الكهرباء. تختلف هذه الشدة حسب البلد والمنطقة والساعة. تعمل الشبكات النظيفة على تقليلها؛ وتزيده الشبكات ذات الأحفوريات الثقيلة.

المشتريات المتجددة تعقد الصورة. يجوز للشركة توقيع عقود تضيف التوليد النظيف أو شراء شهادات مطابقة لاستهلاكها السنوي. قد يكون ذلك ذا قيمة، لكنه يختلف عن إثبات تزويد الخادم بكهرباء خالية من الكربون في كل لحظة. يمكن أن تكون التقارير المستندة إلى الموقع والتقارير المستندة إلى السوق مشروعة عندما يتم تصنيفها بوضوح.

وتتوقع وكالة الطاقة الدولية أن تلبي مصادر الطاقة المتجددة ما يقرب من نصف النمو في إمدادات الكهرباء في مراكز البيانات حتى عام 2030 في حالتها الأساسية. وتتوقع أيضًا أن يلبي الغاز الطبيعي والفحم معًا أكثر من 40% من الإمدادات الإضافية خلال تلك الفترة. هذه النظرة المختلطة هي السبب في أن "الذكاء الاصطناعي يعمل على مصادر الطاقة المتجددة" و"الذكاء الاصطناعي يعمل على الوقود الأحفوري" يمكن أن يختار كل منهما جزءًا حقيقيًا في حين يفتقد النظام.

استخدام المياه له طبقتين

قد تستهلك مراكز البيانات الماء مباشرة عندما تبخره أنظمة التبريد لرفض الحرارة. كما يمكن أن يكون لها بصمة مائية غير مباشرة لأن بعض محطات الطاقة تستهلك الماء عند توليد الكهرباء. قد تؤدي المنشأة التي تستخدم التبريد الجاف إلى خفض الاستهلاك في الموقع مع استخدام المزيد من الكهرباء، مما يؤدي إلى إنشاء مقايضة بدلاً من التخفيض المجاني.

مختبر بيركلي تقرير مركز البيانات الأمريكي نماذج تصاميم التبريد والكهرباء والسيناريوهات المستقبلية. وتختلف نتائجها حسب نوع المنشأة وتوضح سبب عدم قدرة المتوسط ​​الوطني على وصف موقع معين.

الطقس مهم أيضا. قد يستهلك التبريد كمية أكبر من المياه في يوم حار، بينما يتغير مزيج الكهرباء بالساعة. إن ندرة المياه تجعل اللتر في حوض جاف أكثر أهمية من اللتر في منطقة وفيرة بالمياه. السؤال "كيف يستخدم الذكاء الاصطناعي الماء؟" ولذلك يحتاج إلى الموقع والتوقيت، وليس مجرد حجم عالمي.

إن الفوائد البيئية للذكاء الاصطناعي تحتاج إلى واقع مضاد

يُستخدم الذكاء الاصطناعي في التنبؤ بالطقس، والتنبؤ بالطلب على الكهرباء، والتكامل المتجدد، والضوابط الصناعية، واكتشاف التسرب. ال كتالوجات وكالة الطاقة الدولية الطرق التي يمكن لهذه التطبيقات من خلالها تحسين أنظمة الطاقة. هناك أيضًا تكاليف: أجهزة الاستشعار والشبكات والنماذج والتغييرات في السلوك.

لتحديد ما إذا كان أحد التطبيقات يساعد أم لا، قارنه بما يمكن أن يحدث بخلاف ذلك. قم بقياس الطاقة أو الانبعاثات أو النفايات التي تم تجنبها، واطرح أثر النظام وراقب النتائج بعد النشر. لا تعتبر الإمكانية المختبرية بمثابة توفير محقق.

آثار الارتداد تستحق الاهتمام. يمكن للكفاءة أن تجعل النشاط أرخص وتشجع المزيد منه. إن التحسين الذي يخفض الطاقة لكل وظيفة قد يظل مصاحبًا لزيادة إجمالي الاستهلاك. وهذا لا يجعل الكفاءة عديمة الجدوى؛ وهذا يعني أنه يجب الإبلاغ عن التأثيرات لكل وحدة والتأثيرات الإجمالية معًا. اقرأ ما إذا كان الذكاء الاصطناعي يمكن أن يكون مفيدًا للبيئة كسؤال دليل، وليس تسمية.

كيفية تقليل تأثير استخدامك

استخدم الأداة الأقل تطلبًا من الناحية الحسابية والتي تحل المهمة بشكل موثوق. الآلة الحاسبة أو نتيجة البحث أو القاعدة المحلية قد تتفوق على النموذج العام. بالنسبة للعمل في مجال الذكاء الاصطناعي، تفضل نموذجًا صغيرًا وقادرًا؛ الحفاظ على تركيز المستندات وتاريخ المحادثات؛ تجنب التجديد غير الضروري. وحجز الصور والفيديو والاستدلال الطويل للحالات التي تستدعيها.

اسأل مقدمي الخدمة عن الحدود وعدم اليقين. هل يشمل الرقم فقط كهرباء المسرع أو مركز البيانات بأكمله أو المياه أو الأجهزة المضمنة أو التدريب؟ هل يتم قياسها أو نمذجتها أو متوسطها؟ لدينا المنهجية يقول Treechat إن إيصالات كل رسالة هي تقديرات تشغيلية قائمة على النموذج. إنها ليست قياسات مباشرة أو مطالبات دورة الحياة الكاملة.

إن التأثير البيئي للذكاء الاصطناعي هو في النهاية مسألة نظام. تؤثر الاختيارات الفردية على الطلب، بينما يحدد مقدمو الخدمة بنية النموذج واستخدام الأجهزة وموقع المنشأة والإفصاح عنها. تشكل السياسة إمدادات الكهرباء وترخيص المياه وإعداد التقارير. تتطلب القرارات الأفضل المستويات الثلاثة جميعها، ورفض تحويل الأرقام غير المكتملة إلى يقين.