Penyelidik yang diketuai Cornell mendedahkan impak alam sekitar yang semakin meningkat daripada pusat data AI, membandingkan pelepasan mereka dengan menambah berjuta-juta kereta di jalan raya AS. Kajian ini menawarkan peta jalan untuk pengurangan ketara dalam penggunaan karbon dan air.
Memandangkan kecerdasan buatan disepadukan dengan pantas ke dalam kehidupan seharian, infrastruktur pengkomputeran yang diperlukan untuk menyokong AI telah berkembang dengan pesat. Lonjakan ini telah mendorong peningkatan permintaan tenaga dan kebimbangan alam sekitar, terutamanya mengenai penggunaan kuasa dan penggunaan air pusat data yang besar.
Satu kajian baharu yang diketuai oleh penyelidik di Universiti Cornell menyediakan analisis negeri demi negeri yang komprehensif tentang kesan alam sekitar pusat data AI. Dengan memanfaatkan analisis data lanjutan dan AI, pasukan itu meramalkan bahawa trajektori semasa pertumbuhan AI akan mengeluarkan 24 hingga 44 juta tan metrik karbon dioksida setiap tahun menjelang 2030. Ini bersamaan dengan menambah 5 hingga 10 juta kereta ke jalan raya AS.
Selain itu, pusat data ini boleh menggunakan 731 hingga 1,125 juta meter padu air setiap tahun — setanding dengan penggunaan air isi rumah tahunan 6 hingga 10 juta rakyat Amerika.
Penemuan yang menyedihkan, diterbitkan hari ini dalam jurnal Nature Sustainability, menggariskan keperluan mendesak untuk menangani jejak alam sekitar sektor AI yang sedang berkembang.
"Kecerdasan buatan mengubah setiap sektor masyarakat, tetapi pertumbuhan pesatnya datang dengan jejak sebenar dalam tenaga, air dan karbon," kata Fengqi You, Profesor Roxanne E. dan Michael J. Zak dalam Kejuruteraan Sistem Tenaga dalam Kejuruteraan Cornell dan peneraju projek itu, dalam satu kenyataan berita. "Kajian kami dibina untuk menjawab soalan mudah: Memandangkan magnitud ledakan pengkomputeran AI, apakah trajektori alam sekitar yang diperlukan? Dan yang lebih penting, apakah pilihan yang membawanya ke arah kemampanan?"
Pasukan penyelidik, termasuk pengarang pertama Tianqi Xiao, pelajar kedoktoran dalam kumpulan penyelidikan You, menyusun data berbilang dimensi selama tiga tahun, termasuk rekod kewangan, pemasaran dan pembuatan. Data ini disepadukan dengan maklumat khusus lokasi tentang sistem kuasa dan penggunaan sumber untuk memproyeksikan kesan alam sekitar pertumbuhan infrastruktur AI.
"Terdapat banyak data, dan itu adalah usaha yang besar. Maklumat kemampanan, seperti tenaga, air, iklim, cenderung terbuka dan awam. Tetapi data industri sukar, kerana tidak setiap syarikat melaporkan segala-galanya," kata You dalam siaran berita.
Pasukan itu menggunakan AI untuk mengisi jurang tertentu dalam data, memastikan analisis yang komprehensif.
Tetapi kajian itu melangkaui mengenal pasti masalah. Ia membentangkan peta jalan yang boleh diambil tindakan untuk mengurangkan kesan alam sekitar pusat data AI dengan ketara. Strategi termasuk penempatan yang lebih bijak, penyahkarbonan grid yang lebih pantas dan kecekapan operasi yang lebih baik. Melaksanakan langkah-langkah ini boleh mengurangkan pelepasan karbon sebanyak kira-kira 73% dan penggunaan air sebanyak kira-kira 86%.
Satu faktor kritikal dalam mengurangkan kesan alam sekitar ialah lokasi pusat data. Banyak hab sedia ada pada masa ini terletak di kawasan kekurangan air seperti Nevada dan Arizona, memburukkan lagi tekanan sumber tempatan. Memindahkan kemudahan ke kawasan yang mempunyai tekanan air yang lebih rendah, ditambah dengan kecekapan penyejukan yang dipertingkatkan, boleh mengurangkan penggunaan air sekitar 52%.
Kawasan optimum untuk kecekapan karbon dan air, menurut kajian itu, adalah di Midwest dan apa yang dipanggil "tali pinggang" negeri seperti Texas, Montana, Nebraska dan South Dakota.
"Negeri New York kekal sebagai pilihan rendah karbon, mesra iklim terima kasih kepada campuran elektrik bersih nuklear, kuasa hidro dan tenaga boleh diperbaharui yang semakin meningkat, walaupun mengutamakan penyejukan yang cekap air dan kuasa bersih tambahan adalah kunci," tambah Anda.
Keperluan mempercepatkan penyahkarbonan grid untuk seiring dengan permintaan AI juga ditekankan dalam kajian ini. Tanpa penambahbaikan yang ketara, pelepasan karbon boleh meningkat kira-kira 20%.
"Walaupun setiap kilowatt-jam menjadi lebih bersih, jumlah pelepasan boleh meningkat jika permintaan AI berkembang lebih cepat daripada grid dinyahkarbon," tambah You. "Penyelesaiannya adalah untuk mempercepatkan peralihan tenaga bersih di tempat yang sama di mana pengkomputeran AI berkembang."
Selain itu, menggunakan teknologi canggih seperti penyejukan cecair dan penggunaan pelayan yang dipertingkatkan boleh mengurangkan lagi pelepasan karbon dioksida sebanyak 7% dan penggunaan air sebanyak 29%.
Memandangkan gergasi industri seperti OpenAI dan Google terus melabur dalam pusat data AI, penyelidikan ini menyerlahkan detik penting untuk perancangan yang diselaraskan antara pihak berkepentingan industri, penyedia utiliti dan pengawal selia. Pilihan yang dibuat sekarang akan menentukan sama ada AI berfungsi sebagai alat untuk kemajuan iklim atau beban alam sekitar tambahan.
"Ini adalah saat membina," Anda membuat kesimpulan. "Pilihan infrastruktur AI yang kami buat dekad ini akan memutuskan sama ada AI mempercepatkan kemajuan iklim atau menjadi beban alam sekitar yang baharu."
Pengarang bersama kajian itu termasuk penyelidik dari Institut Teknologi Diraja KTH di Stockholm, Universiti Concordia di Montreal, dan Institut Ekonomi dan Alam Sekitar Eropah RFF-CMCC di Milan.
sumber: Universiti Cornell