环境：在水资源短缺的情况下，人工智能的“水耗问题”引发担忧
TWN气候变化信息服务
2024年4月17日
第三世界网络
环境：在水资源短缺的情况下，人工智能的“水耗问题”引发担忧
发表于2024年4月17日SUNS #9987
槟城4月16日（Lean Ka-Min）——众所周知，人工智能（AI）非常耗电，但很少有人意识到的是，人工智能也非常耗水。
在运行人工智能模型时消耗大量能源的服务器计算机，同样需要大量水来冷却。
因此，在讨论人工智能对环境的影响时，不仅要考虑其能源使用所产生的碳足迹，还要考虑其“水足迹”。
这将是一个巨大而潮湿的“印记”——到2027年，全球对人工智能的需求最终会消耗更多的水，且可能会比4-6个丹麦的年用水量还要多。
目前有20多亿人生活在供水不足的国家，40多亿人每年至少有一个月的时间严重缺水，在这种情况下，人工智能的水耗问题令人担忧。
运行人工智能应用程序和其他在线云服务（如电子邮件和互联网搜索引擎）的服务器所在的数据中心耗水量极大。
能源密集型服务器产生的大量热量必须从数据中心排出，通常是通过冷却塔或外部空气进行冷却——这两种方式都需要水，而且是大量的水。
在冷却塔中，一部分通过服务器机房循环后被加热的水将会蒸发，将热量散发到外部环境中，剩余的冷却水则被泵回系统以吸收更多热量。
然而，这种水只能循环使用几次，然后就会因为累积的盐分和矿物质而不适合在数据中心的原始环境中使用。
因此，必须不断补充新的清洁水源，通常也就是人类的饮用水，以弥补蒸发的水和排放的水。
除了冷却塔，还可以用外部空气吹过服务器来进行降温。
尽管如此，当外界空气太热时，仍然需要水来进行蒸发，当空气太干燥时，仍然需要水来控制湿度。
在被指定为潜在数据中心地点的炎热热带国家，这一因素变得更加重要。
除了直接用水外，人工智能数据中心对水的需求还包括为其供电的发电厂所用的水。
与数据中心本身一样，冷却热电厂（如煤炭和天然气）和核电厂也需要大量的水，而水力发电则会加速蒸发，造成水的流失。
另一种间接的用水形式嵌入在为人工智能应用进行数据处理的芯片和服务器中。晶圆制造需要超纯水，半导体工厂也需要水的冷却性能。
所有这些加起来就是巨大的耗水量。2022年，谷歌、微软和Meta在全球的数据中心共耗水约22亿立方米，大约相当于两个丹麦的年总取水量。
当然，这并不能全部归因于人工智能，因为数据中心还运行着各种其他云应用程序。
但随着人工智能成为这些中心扩展最快的工作负载之一，它们对水的需求将急剧增加。
从2021年到2022年，谷歌数据中心的用水量已经增长了20%，微软同期增长了34%。
据估计，到2027年，全球人工智能的总取水量将达到42-66亿立方米，比4-6个丹麦的年取水量还要多。
以GPT-3为例，这是一个“大型语言模型”，流行的ChatGPT AI聊天机器人就是在这个模型上运行的。
四位美国研究人员在2023年进行的一项研究发现，在微软美国数据中心训练GPT-3需要消耗540万升水。
从更日常的尺度上来讲，GPT-3每回复10到50个问题，就能让模型“喝”下半升瓶装水。
随着更新、更大的GPT-4迭代，这些数字可能还会增加。
随着水资源短缺的加剧，越来越多的人对人工智能的“水耗问题”表示担忧。
美国爱荷华州西得梅因是运行GPT-4的数据中心集群所在地，该地居民提起诉讼，称该集群在2022年7月，即该模型训练结束的前一个月，使用了该地区约6%的水。
在饱受旱灾之苦的智利，谷歌在圣地亚哥塞里洛斯建立数据中心的计划遭到了当地的抵制，最终法院做出裁决，要求该公司考虑气候变化对圣地亚哥中部含水层的影响，并修改中心冷却系统的设计。
这种设计上的改变——例如，可能需要更多地依赖空气冷却或净化的非饮用水等——是减少人工智能水足迹的措施之一。
此外，人工智能训练和部署的地点和时间也很重要，因为它的用水量会根据数据中心外的温度和当地电网使用的能源而有所不同（热电厂比太阳能和风能发电厂需要更多的水）。
“例如，”加州大学河滨分校电气与计算机工程系副教授任绍磊（Shaolei Ren）表示，“微软全球数据中心每千瓦时能耗中，人工智能耗水量为1.8-12升，其中爱尔兰和美国华盛顿州分别是用水效率最高和最低的地区。”
尽管任绍磊等人进行了研究，但迄今为止，人工智能的耗水方式还没有引起广泛关注，人们更多关注的是其能源使用。
南加州大学安纳伯格分校专门研究人工智能社会影响的教授凯特·克劳福德（Kate Crawford）警告说：“如果没有更高的透明度和更多的相关报告，就不可能追踪人工智能模型对环境的真正影响。而在地球上许多地区正在经历深度和长期干旱，淡水已经成为稀缺资源的时候，这一点非常重要。”
未来可能会有更多更清晰的信息。
根据欧洲议会最近批准的欧盟《人工智能法案》，“高风险人工智能系统”（包括为ChatGPT和类似应用提供动力的“基础模型”）必须报告其整个生命周期的能源消耗、资源使用和其他影响。
在美国，国会提出的一项法案将要求政府评估并建立一个报告人工智能环境影响的标准化系统。
与此同时，制定商品和服务国际生产标准的国际标准化组织（ISO）正在制定“可持续人工智能”标准，其中包括能源效率和水消耗等内容。
更清晰地了解人工智能对环境的影响，反过来也会提高人们的认识，即虽然该技术的潜力被认为是巨大的，但其对自然资源的使用必须建立在资源稀缺的现实基础上。
对人类生存至关重要的水资源决不能被“口渴”的机器集群吸干，无论它们有多么“智能”。+
