Рост ИИ приведет к увеличению нагрузки на окружающую среду на планете, говорят эксперты, которые утверждают, что пришло время подумать о невидимых физических инфраструктурах наших технологий.
В 1930-х годах Алан Тьюринг предложил раннюю концептуальную модель вычислений. Позднее получившая название «Машина Тьюринга», она включала в себя систему с головкой, которая считывает и записывает данные по крупицам на бесконечный рулон ленты, и стала основополагающей идеей в компьютерных науках.
Художница и инженер-эколог, ориентированная на технологии, Тега Брейн утверждает, что идея бесконечного рулона ленты до сих пор находит отражение в том, как общество думает о вычислениях.
«Бесконечный рулон ленты заменяет вычислительную мощность», — сказал Брейн Dezeen. «В самом начале этой области они создали эту воображаемую неограниченную вычислительную мощность, и я думаю, что это то, к чему эта область все еще стремится».
«Но также рулон ленты — это бумага, поэтому он материален и, следовательно, ограничен. Бесконечный рулон никогда не будет возможен».
В отличие от оригинальной концепции Тьюринга, эта физическая модель машины Тьюринга имеет только ограниченный рулон ленты. Фото Рокки Акоста
Растущее сообщество ученых обеспокоено влиянием на окружающую среду нашей современной тенденции рассматривать цифровое как оторванное от физического.
Онлайн-акции имеют немалые материальные затраты. По достоверным оценкам, на сектор информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) приходится не менее 2–4 процентов глобальных выбросов парниковых газов.
По оценкам, на авиацию, гораздо более тщательно изучаемый сектор, приходится 2 процента выбросов ПГ.
Ожидается, что доля выбросов, связанных с ИКТ, будет расти, в значительной степени из-за бума искусственного интеллекта (ИИ) и того, сколько вычислительной мощности требуется для обучения моделей на больших наборах данных.
Увеличение спроса на энергию является препятствием для целей чистой энергии
Эксперты склонны соглашаться с тем, что потребности в энергии и связанные с ними выбросы углерода в результате ИИ вряд ли будут столь же тревожными, как в случае с криптовалютой и NFT.
Однако тенденция роста ИИ с распространением более сложных моделей означает, что это может измениться.
«ИИ может иметь многообещающее, высокотехнологичное видение будущего, но где бы этот ИИ ни жил, он будет выглядеть очень бежевым, он будет выглядеть ничем не примечательным, он окажет огромное влияние на уровень грунтовых вод и потребует много электроэнергии. », — предупредила Энн Пасек, исследователь технологий и климата, которая недавно опубликовала журнал под названием «Вступая в драку с центрами обработки данных».
Углеродный след технологии почти полностью связан с потреблением энергии ее физическими домами — центрами обработки данных, в которых размещены их процессоры.
По всему миру насчитывается не менее 8000 центров обработки данных, размер которых варьируется от небольших офисных зданий до «гипермасштабных» объектов, в основном принадлежащих Amazon, Microsoft и Google, которые питают облако и охватывают футбольные поля.
Такие компании, как Google, используют обширные центры обработки данных, потребляющие большое количество энергии. Фото предоставлено Google (также вверху)
Во всем мире расчетное глобальное потребление электроэнергии центрами обработки данных составляет около 240-340 терраватт-часов, или от 1 до 1,3% мирового спроса, без учета майнинга криптовалюты.
В Ирландии центры обработки данных потребляют примерно 18% всей электроэнергии страны, а это означает, что 70 центров обработки данных потребляют больше энергии, чем все городские дома вместе взятые.
Центры обработки данных становятся все более эффективными. Хотя количество объектов удвоилось с 2015 года, а их рабочая нагрузка увеличилась более чем в три раза, их энергопотребление увеличилось меньше, где-то между 20 и 70 процентами.
Но Пасек отмечает, что даже новый «сверхэффективный, современный, экологический ангел-объект» по-прежнему представляет дополнительный спрос на энергосистему в целом.
«Это может быть чище, чем раньше, но если все, что мы делаем, — это повышение эффективности, мы на самом деле не меняем траекторию в целом», — сказала она.
«Наша лучшая стратегия борьбы с изменением климата — электрифицировать все и сделать электричество чистым, но достичь этой цели будет экспоненциально труднее, если мы одновременно не сократим спрос», — продолжил Пасек.
Подсчитать долю ИИ в этом счете за электроэнергию сложно. Одно исследование, проведенное в 2019 году, показало, что для обучения одной модели глубокого обучения может использоваться от 27 до 656 347 киловатт-часов электроэнергии, что в пять раз превышает выбросы углерода в течение всего срока службы автомобиля.
Это широко рассматривается как крайний пример, но Брэйн отметил, что «ресурсы, которые будут использоваться чем-то вроде OpenAI с его беспрецедентным внедрением, будут ошеломляющими».
«У нас всегда должна быть эта большая звездочка, что это своего рода догадка в темноте», — сказал Пасек. «Это означает, что настоящий вопрос заключается не в том, «насколько плохи наши текущие дела», а в том, какие планы на будущее, развертывание и бизнес-модели выдумываются?»
Конкуренция за дефицитные запасы воды
Центры обработки данных также используют огромное количество воды для систем охлаждения, которые предохраняют их серверные стойки от перегрева.
В одном спорном исследовании исследователи подсчитали, что на каждый разговор ChatGPT, состоящий из 20–50 вопросов, в центре обработки данных будет «выпита» 500-миллилитровая бутылка воды.
Но в то время как потребление воды для конкретного процесса, такого как использование или обучение ИИ, трудно поддается количественной оценке, цифры для самих центров обработки данных более конкретны.
После многих лет секретности Google начала публиковать свою статистику использования, сообщив, что ее центры обработки данных по всему миру использовали 5,2 миллиарда галлонов воды в 2022 году.
В своем журнале Пасек использует центр обработки данных Google в Даллесе, штат Орегон, в качестве примера, отмечая, что 350 миллионов галлонов воды, которые он использует, составляют почти треть потребления воды для всего города с 16 000 жителей.
Одно спорное исследование показало, что на каждый разговор с ChatGPT уходит 500 миллилитров воды. Фото Чарльза Делювио
Это число будет расти с планируемым открытием еще двух центров обработки данных, но некоторые эксперты предупреждают, что это может повлиять на рыбу и диких животных в исходных водотоках, а также на других водопользователей.
«Это очень значительный спрос на местную инфраструктуру», — сказал Пасек. «И это также означает, что уровень грунтовых вод в регионе находится под давлением. Если будет засуха, то центры обработки данных могут составить конкуренцию сельскому хозяйству и городскому использованию».
В некоторых регионах мира из-за засухи местные жители уже конфликтовали с центрами обработки данных.
В этом году в столице Уругвая Монтевидео жители, страдающие от такой острой нехватки воды, что в питьевую воду добавляли соленую воду, протестовали против планов построить там дата-центр Google.
После аномальной жары 2021 года в Нидерландах фермеры возглавили оппозиционное движение, в результате которого страна даже ввела девятимесячный запрет на строительство новых центров.
Потребности в технологиях связаны с бумом добычи полезных ископаемых
С помощью ИИ стремление построить больше центров обработки данных, оборудования и энергетической инфраструктуры также связано с затратами на углеродоемкое сырье, начиная от бетона и стали и заканчивая алюминием, пластиком, стеклом, кремнием, медью, золотом и редкоземельными минералами.
Ожидается, что к 2040 году мировой спрос на литий — ключевой аккумуляторный металл — вырастет до 1,1 миллиона метрических тонн, что более чем в 10 раз превышает объем производства в настоящее время, и почти все это будет использоваться для электромобилей или накопителей энергии.
Ключевой вопрос заключается в том, что металлы и полезные ископаемые необходимо добывать, и — особенно с учетом того, что технологическая отрасль медленно осваивает переработку электронных отходов и циркуляцию — это создает экологическую и социальную нагрузку, которую богатые западные страны в основном экспортируют на Глобальный Юг.
Архитектор и исследователь Антонио дель Джудиче, который работал с коренными общинами в Чили, чьи земли используются для добычи меди и лития, сказал, что Европа списала целые регионы как «зоны, принесенные в жертву» для добычи полезных ископаемых.
Литий поступает из шахт в основном на Глобальном Юге. Фото Бруны Фискук
Есть проблемы и с тем, что происходит с этими материалами в конце срока службы.
В то время как некоторые лидеры технологической индустрии, в том числе Google, добиваются прогресса, большинство вышедших из употребления деталей из центров обработки данных по-прежнему попадают на свалки, а электронные отходы, по оценкам, составляют около 70 процентов токсического загрязнения на уровне поверхности в мире.
Большинство частей из выведенных из эксплуатации центров обработки данных оказываются в таких местах, как «цифровая свалка» Агбогблоши в Гане, где, по оценкам, электронные отходы составляют около 70 процентов токсического загрязнения на уровне поверхности в мире.
Напротив, есть по крайней мере одна область ИКТ-инфраструктуры, которая относительно беспроблемна: подводные кабели, которые соединяют центры обработки данных и передают информацию по всему миру через оптоволокно. Они сделаны в основном из стекловолокна, стали и меди.
Исследователь Николь Старосельски, написавшая книгу на эту тему, рассказала Dezeen, что кабели потребляют относительно небольшое количество электроэнергии, производят небольшие выбросы углерода и оказывают незначительное влияние на морскую среду.
Она даже хочет, чтобы было проложено больше кабелей, чтобы дать более изолированным странам лучшую защиту от повреждений и соединить больше частей мира с центрами обработки данных в местах с самым низким уровнем воздействия.
«[The cables] имеют размер садового шланга, остаются на месте в течение 25 лет и в значительной степени нейтральны, — сказал Старосельски. — Я бы выступал за прокладку большего количества кабелей, особенно для подключения к центрам обработки данных в центрах экологически чистой энергии».
Переосмысление технологии и использования материалов
Некоторые исследователи ИИ утверждают, что он обещает большие экологические преимущества, от поиска эффективности до большого прорыва в ядерном синтезе для возобновляемых источников энергии.
Но другие призывают к устойчивости, чтобы иметь большее значение в этических принципах для ИИ. Шарлотта Фрайтаг, Майк Бернерс-Ли и их соавторы по документу о выбросах в секторе ИКТ отмечают, что устойчивость в настоящее время является одним из наименее представленных вопросов в этих упражнениях, но ее включение может помочь изменить парадигму.
Brain, тем временем, определяет потенциальную роль интерфейсных дизайнеров, которые могли бы обеспечить прозрачность использования материалов в интерфейсах, чтобы побудить людей рассматривать цифровой мир как переплетенный с ресурсами планеты.
Мозг выступает за дизайн в планетарных пределах, а ее собственное произведение «Солнечный протокол» — это провокация к размышлениям о том, как может выглядеть Интернет, если мы примем прерывистость солнечной энергии.
«Способ, которым разрабатываются интерфейсы, заключается в том, чтобы их содержимое выглядело как по волшебству», — сказала она. «Ресурсы или контекст, в котором работает система, не раскрываются. Гладкий, бесшовный дизайн намеренно делает это непрозрачным».
Иллюстрация Селины Яу
Айтопия
Эта статья является частью серии AItopia от Dezeen, в которой исследуется влияние искусственного интеллекта (ИИ) на дизайн, архитектуру и человечество как сейчас, так и в будущем.
в глубине
Если вам нравится читать интервью, мнения и статьи Dezeen, подпишитесь на Dezeen In Depth. Рассылаемый в последнюю пятницу каждого месяца, этот информационный бюллетень предоставляет единое место для чтения историй дизайна и архитектуры, стоящих за заголовками.
