تكاليف باهظة لاستهلاك المياه والطاقة لتلبية الطلب المتزايد على أدوات الذكاء الاصطناعي.. شركات التكنولوجيا تعترف

في الوقت الذي يتسابقون فيه للاستفادة من جنون الذكاء الاصطناعي التوليدي، أقر مطورو التكنولوجيا الرائدون، بما في ذلك ميكروسوفت وOpenAI وجوجل، بأن الطلب المتزايد على أدوات الذكاء الاصطناعي الخاصة بهم ينطوي على تكاليف باهظة، بدءًا من أشباه الموصلات الباهظة الثمن وحتى زيادة استهلاك المياه.

لكنهم غالبًا ما يكونون سريين بشأن التفاصيل، لم يعرف سوى عدد قليل من الناس في ولاية أيوا عن مكانتها باعتبارها مسقط رأس نموذج اللغة الكبيرة الأكثر تقدمًا في OpenAI،GPT-4، قبل أن يقول أحد كبار المسؤولين التنفيذيين في Microsoft في خطاب له: “تم صنعه حرفيًا بجوار حقول الذرة غرب دي موين”.

الكثير من المياه

لكن الشيء الوحيد الذي احتاجته شركة OpenAI المدعومة من مايكروسوفت لتقنيتها هو الكثير من المياه، التي يتم سحبها من مستجمعات المياه لنهري راكون ودي موين في وسط ولاية أيوا لتبريد جهاز كمبيوتر عملاق قوي حيث ساعدت في تعليم أنظمة الذكاء الاصطناعي الخاصة بها كيفية تقليد الكتابة البشرية.

يتطلب بناء نموذج لغوي كبير تحليل الأنماط عبر مجموعة ضخمة من النصوص المكتوبة بواسطة الإنسان. كل هذه الحوسبة تستهلك الكثير من الكهرباء وتولد الكثير من الحرارة، للحفاظ على برودة الجو في الأيام الحارة، تحتاج مراكز البيانات إلى ضخ المياه، غالبًا إلى برج تبريد خارج مبانيها بحجم المستودعات.

ارتفاع استهلاك مايكروسوفت من المياه

في أحدث تقرير بيئي لها، كشفت مايكروسوفت أن استهلاكها العالمي للمياه ارتفع بنسبة 34% في الفترة من 2021 إلى 2022 (إلى ما يقرب من 1.7 مليار جالون، أو أكثر من 2500 حوض سباحة أولمبي)، وهي زيادة حادة مقارنة بالسنوات السابقة التي ربطها الباحثون الخارجيون بـ أبحاث الذكاء الاصطناعي الخاصة بها.

وقال شاولي رين، الباحث في جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد، الذي كان يحاول حساب معدل النمو: “من العدل أن نقول إن غالبية النمو يرجع إلى الذكاء الاصطناعي”، بما في ذلك “الاستثمار الضخم في الذكاء الاصطناعي التوليدي والشراكة مع OpenAI”، التأثير البيئي لمنتجات الذكاء الاصطناعي التوليدية مثل ChatGPT.

في بحث من المقرر نشره في وقت لاحق من هذا العام، يقدر فريق رين أن ChatGPT يبتلع 500 ملليلتر من الماء (على مقربة مما يوجد في زجاجة ماء سعة 16 أونصة) في كل مرة تطرح عليه سلسلة من 5 إلى 50 مطالبة أو سؤال.

يختلف النطاق اعتمادًا على مكان تواجد خوادمه والموسم، يتضمن التقدير الاستخدام غير المباشر للمياه الذي لا تقيسه الشركات، مثل تبريد محطات الطاقة التي تزود مراكز البيانات بالكهرباء.

وقال رين: “معظم الناس لا يدركون استخدام الموارد الكامنة وراء ChatGPT”، “إذا لم تكن على دراية باستخدام الموارد، فلا توجد طريقة يمكننا من خلالها المساعدة في الحفاظ على الموارد”.

نمو 20% في استخدام المياه في شركة جوجل

أعلنت جوجل عن نمو بنسبة 20% في استخدام المياه في نفس الفترة، وهو ما يعزوه رين أيضًا إلى حد كبير إلى عملها في مجال الذكاء الاصطناعي.

لم يكن ارتفاع جوجل منتظمًا، بل كان ثابتًا في ولاية أوريجون حيث اجتذب استخدام المياه اهتمامًا عامًا، بينما تضاعف خارج لاس فيجاس.

كما كانت ولاية أيوا عطشى أيضًا، حيث كانت تسحب المزيد من المياه الصالحة للشرب إلى مراكز بيانات كاونسيل بلافز أكثر من أي مكان آخر.

ردًا على أسئلة وكالة أسوشيتد برس، قالت مايكروسوفت في بيان هذا الأسبوع إنها تستثمر في الأبحاث لقياس الطاقة والبصمة الكربونية للذكاء الاصطناعي “مع العمل على طرق لجعل الأنظمة الكبيرة أكثر كفاءة، في كل من التدريب والتطبيق”.

وقال بيان الشركة، “سنواصل مراقبة انبعاثاتنا، وتسريع التقدم مع زيادة استخدامنا للطاقة النظيفة لتشغيل مراكز البيانات، وشراء الطاقة المتجددة، وغيرها من الجهود لتحقيق أهداف الاستدامة الخاصة بنا المتمثلة في أن نكون سلبيين للكربون، وإيجابي للمياه، وصفر نفايات بحلول عام 2030”.

رددت شركة OpenAI تلك التعليقات في بيانها الخاص، قائلة إنها تفكر كثيرًا في الاستخدام الأمثل للقوة الحاسوبية، وأضافت “نحن ندرك أن تدريب النماذج الكبيرة يمكن أن يستهلك الكثير من الطاقة والمياه” ونعمل على تحسين الكفاءة.

قامت Microsoft بأول استثمار لها بقيمة مليار دولار في OpenAI ومقرها سان فرانسيسكو في عام 2019، أي قبل أكثر من عامين من تقديم الشركة الناشئة ChatGPT وإثارة الانبهار العالمي بتطورات الذكاء الاصطناعي. وكجزء من الصفقة، ستقوم شركة البرمجيات العملاقة بتزويد الطاقة الحاسوبية اللازمة لتدريب نماذج الذكاء الاصطناعي.

أزمة استهلاك المياه والطاقة ويست دي موين بولاية أيوا

وللقيام ببعض هذا العمل على الأقل، تطلعت الشركتان إلى مدينة ويست دي موين بولاية أيوا، وهي مدينة يبلغ عدد سكانها 68 ألف نسمة، حيث تقوم مايكروسوفت بجمع مراكز البيانات لتشغيل خدمات الحوسبة السحابية الخاصة بها لأكثر من عقد من الزمن. ومن المقرر افتتاح مركزي البيانات الرابع والخامس هناك في وقت لاحق من هذا العام.

وقال ستيف جاير، الذي كان عمدة المدينة عندما جاءت مايكروسوفت إلى المدينة: “إنهم يبنونها بأسرع ما يمكن”، وقال جاير إن الشركة انجذبت إلى التزام المدينة ببناء البنية التحتية العامة وساهمت بمبلغ “مذهل” من المال من خلال مدفوعات الضرائب التي تدعم هذا الاستثمار، وأضاف: “لكن، كما تعلمون، كانوا متكتمين للغاية بشأن ما يفعلونه هناك”.

قالت Microsoft لأول مرة إنها تعمل على تطوير أحد أقوى أجهزة الكمبيوتر العملاقة في العالم لـ OpenAI في عام 2020، ورفضت الكشف عن موقعه لـ AP في ذلك الوقت ولكنها وصفته بأنه “نظام واحد” يحتوي على أكثر من 285000 نواة من أشباه الموصلات التقليدية، و10000 معالج رسوميات – نوع من الرقائق التي أصبحت ضرورية لأعباء عمل الذكاء الاصطناعي.

قال الخبراء إنه قد يكون من المنطقي “التدريب المسبق” لنموذج الذكاء الاصطناعي في مكان واحد بسبب الكميات الكبيرة من البيانات التي يجب نقلها بين مراكز الحوسبة.

لم يكشف رئيس مايكروسوفت، براد سميث، إلا في أواخر شهر مايو عن أنها قامت ببناء “مركز بيانات الحوسبة الفائقة المتقدم للذكاء الاصطناعي” في ولاية أيوا، حصريًا لتمكين OpenAI من تدريب ما أصبح نموذج الجيل الرابع، GPT-4، يعمل النموذج الآن على تشغيل الإصدارات المتميزة من ChatGPT وبعض منتجات Microsoft الخاصة، وقد أدى إلى تسريع النقاش حول احتواء المخاطر المجتمعية للذكاء الاصطناعي.

وقال سميث: “لقد صنعه هؤلاء المهندسون الاستثنائيون في كاليفورنيا، لكنه صنع بالفعل في ولاية أيوا”.

في بعض النواحي، يعد ويست دي موين مكانًا فعالًا نسبيًا لتدريب نظام قوي للذكاء الاصطناعي، خاصة بالمقارنة مع مراكز بيانات مايكروسوفت في أريزونا التي تستهلك كمية أكبر بكثير من المياه لنفس الطلب على الحوسبة.

وقال رين: “لذا، إذا كنت تقوم بتطوير نماذج الذكاء الاصطناعي داخل مايكروسوفت، فيجب عليك تحديد موعد تدريبك في ولاية أيوا بدلاً من أريزونا”، “فيما يتعلق بالتدريب، لا يوجد فرق، وفيما يتعلق باستهلاك المياه أو استهلاك الطاقة، هناك فرق كبير.”

خلال معظم أيام العام، يكون الطقس في ولاية أيوا باردًا بما يكفي لتمكين Microsoft من استخدام الهواء الخارجي للحفاظ على عمل الكمبيوتر العملاق بشكل صحيح وتهوية الحرارة خارج المبنى.

سحب كميات كبيرة من المياه

وقالت الشركة في بيان عام إنها فقط عندما تتجاوز درجة الحرارة 29.3 درجة مئوية (حوالي 85 درجة فهرنهايت) فإنها تقوم بسحب المياه.

من الممكن أن يكون هناك الكثير من الماء، خاصة في فصل الصيف، في يوليو 2022، أي قبل شهر من إعلان OpenAI أنها أكملت تدريبها على GPT-4، ضخت Microsoft حوالي 11.5 مليون جالون من المياه إلى مجموعة مراكز البيانات التابعة لها في ولاية أيوا، وفقًا لشركة West Des Moines Water Works، ويمثل ذلك حوالي 6% من إجمالي المياه المستخدمة في المنطقة، والتي توفر أيضًا مياه الشرب لسكان المدينة.

في عام 2022، قالت وثيقة من West Des Moines Water Works إنها وحكومة المدينة “لن تنظرا إلا في مشاريع مراكز البيانات المستقبلية” من Microsoft إذا كانت هذه المشاريع قادرة على “إظهار وتنفيذ التكنولوجيا لتقليل استخدام المياه بشكل كبير من المستويات الحالية” إلى الحفاظ على إمدادات المياه للاحتياجات السكنية والتجارية الأخرى.

وقالت مايكروسوفت، إنها تعمل بشكل مباشر مع أعمال المياه لمعالجة ملاحظاتها، وقالت أعمال المياه في بيان مكتوب، إن الشركة كانت شريكًا جيدًا وتعمل مع المسؤولين المحليين لتقليل بصمتها المائية مع الاستمرار في تلبية احتياجاتها.

تابعنا على تطبيق نبض