Современный мир стремительно развивается под воздействием цифровых инноваций, и искусственный интеллект (ИИ) становится неотъемлемой частью повседневной жизни, меняя отношения человека с технологиями. Однако при всей привлекательности и потенциале ИИ важно обращать внимание на его скрытые экологические последствия, которые часто остаются вне поля зрения большинства пользователей. Глубинное понимание влияния разработки и эксплуатации ИИ на окружающую среду позволяет сформировать более ответственное и экологически сознательное отношение к технологиям, а также принимать меры для снижения негативного воздействия. В основе любой работы ИИ лежат огромные вычислительные мощности, расположенные в так называемых дата-центрах — специально оборудованных объектах, где размещены тысячи серверов. Эти серверные фермы обрабатывают каждый запрос пользователя — от простой обработки текста до генерации изображений и видео.
Современные дата-центры, предназначенные для задач искусственного интеллекта, значительно отличаются от своих предшественников по требованиям к электропитанию и охлаждению. Один из главных двигателей работы современных систем ИИ — графические процессоры (GPU). Изначально предназначенные для видео- и компьютерных игр, GPUs показали свою эффективность в параллельных вычислениях, позволяя обрабатывать огромные объемы данных за минимальное время. Однако такая мощность требует значительных затрат электроэнергии. В простом сравнении энергозатраты на обработку одного запроса в ChatGPT могут варьироваться от 114 джоулей для небольших моделей до 6706 джоулей для более крупных.
Для понимания: это эквивалентно работе микроволновой печи от долей секунды до нескольких секунд или энергии, необходимой для поездки на электровелосипеде на расстоянии нескольких сотен футов. Обработка мультимедийных запросов, таких как создание изображения или особенно видео, требует в разы больше энергии. Генерация пятисекундного видео высокого качества может сопровождаться потреблением энергии, эквивалентным работе микроволновки до одного часа или поездке на электровелосипеде на 38 миль. Все эти данные кажутся незначительными, если рассматривать отдельный запрос, однако учитывая миллиарды запросов ежедневно, расход электричества увеличивается в геометрической прогрессии. Энергопотребление дата-центров сегодня составляет значительную долю общего энергопотребления.
По данным исследований, в 2018 году дата-центры потребляли около 1,9% от общего объема электроэнергии США. К 2023 году эта цифра почти удвоилась и составила 4,4%, а прогнозы на ближайшие годы предполагают рост до 6,7-12%. Такой тренд вызывает серьезные вопросы как относительно энергоэффективности, так и относительно источников электроэнергии, используемой компаниями. Энергия, потребляемая дата-центрами, не расходуется без последствий. Из-за неполной эффективности GPUs и серверов значительная часть электроэнергии преобразуется в тепло, которое необходимо отводить для предотвращения перегрева оборудования.
Одним из способов охлаждения являются системы водяного охлаждения, которые требуют огромных объемов воды. Вода циркулирует через специальные системы, поглощая тепло и унося его в атмосферу посредством испарения. Такой процесс нуждается в постоянном восполнении потерянной воды. В 2023 году дата-центры в Соединенных Штатах потребили около 66 миллиардов литров воды только на своих объектах. Эта цифра сама по себе огромна, а учитывая косвенное потребление воды на производство электроэнергии, эта величина увеличивается более чем в десять раз.
Данное расходование воды приобретает особую остроту в засушливых регионах страны, таких как Калифорния, Аризона и Техас, где уже отмечается дефицит водных ресурсов. Дата-центры конкурируют с местным населением и сельским хозяйством за ограниченные водные ресурсы, что усиливает социально-экологические напряжения. Часто недостаточно внимания уделяется прямому воздействию дата-центров на качество воздуха и здоровье населения. Электростанции, обеспечивающие энергией серверные фермы, часто работают на основе сжигания ископаемого топлива, что сопровождается выбросом вредных веществ: мелких твердых частиц (PM2.5), оксидов азота и диоксида серы.
Эти загрязнители влияют на развитие респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний у людей, а бюджетные затраты на лечение связанных с загрязнением воздуха заболеваний и потерю трудоспособности могут достигать десятков миллиардов долларов в год. Помимо самих электростанций, негативное воздействие на здоровье оказывают дизельные генераторы, используемые в дата-центрах как резервные источники питания. Они выбрасывают в атмосферу большое количество загрязняющих веществ во время тестовых запусков и аварийных ситуаций. Более того, производство компонентов ИИ требует добычи и переработки металлов и редких минералов, что также связано с значительными загрязнениями и высоким энергопотреблением на этапах производства и поставок. Особенно остро вопросы экологической справедливости стоят в отношении сообществ, живущих в непосредственной близости к этим объектам.
Как правило, наибольшие экологические и санитарные риски возникают для социально уязвимых районов и групп населения, которые нередко получают крайне ограниченный экономический эффект от функционирования технологических гигантов. Такая ситуация ставит задачи обеспечения участия местных сообществ в процессах планирования и принятия решений, а также необходимости законодательного регулирования, обеспечивающего защиту интересов населения и окружающей среды. В ответ на эти вызовы растет понимание необходимости интеграции экологических и социальных факторов в развитие искусственного интеллекта. Одним из направлений является разработка и внедрение более энергоэффективных вычислительных технологий и оборудования, использование возобновляемых источников энергии и совершенствование методов охлаждения дата-центров, например, с применением технологий рекуперации тепла или альтернативных методов охлаждения с минимальным расходом воды. Важным аспектом также становится прозрачность и открытость компаний, разработчиков и операторов инфраструктуры ИИ в вопросах экологической ответственности.
Доступ к информации об энергопотреблении, выбросах и расходах ресурсов помогает обществу и регулирующим органам принимать обоснованные решения, а также мотивирует технологические корпорации следовать экологическим стандартам. Переосмысление роли и места искусственного интеллекта в современном обществе требует не только понимания выгод и возможностей, но и осознания связанных с ним экологических затрат. Технологии сами по себе не являются ни добрыми, ни злыми — их влияние определяется тем, как и с какой ответственностью они внедряются и используются. Формирование экологически устойчивых моделей развития ИИ — одна из ключевых задач современных ученых, инженеров, политиков и граждан. Применение законов и нормативных актов, направленных на ограничение негативных экологических последствий, формирование обязательств по снижению углеродного следа, а также продвижение практик умного управления ресурсами способны значительно уменьшить нагрузку ИИ-технологий на природу.
В то же время, повышение общественной осведомленности и развитие цифровой грамотности позволяет каждому пользователю сделать более взвешенные выборы в пользу ответственного использования искусственного интеллекта. В конечном счете, устойчивость развития искусственного интеллекта зависит от баланса между инновациями и уважением к окружающей среде. Только совместными усилиями можно создать будущее, в котором технологии и природа будут сосуществовать гармонично, обеспечивая качество жизни и благополучие для всех.
