تكلف مراكز البيانات مبلغًا لا يصدق من المال لبناءها، وتتطلب كميات هائلة من الكهرباء لتشغيلها. ولكن في حين أن الشركات قد تتحدث عن مؤهلاتها الخضراء من خلال تحسين كفاءة الأجهزة أو الطاقة المتجددة، فإن أحد المجالات التي غالبًا ما يتم تجاهلها في تصميمها وبنائها هو الكميات الفلكية من المياه التي تستهلكها. لا يثير النطاق الهائل لإعلانات مراكز البيانات و”مصنع الذكاء الاصطناعي” هذا العام مخاوف بشأن استخدامهم للكهرباء وتأثيرها البيئي فحسب، بل أيضًا بشأن الكمية غير المسبوقة من المياه التي سيستهلكونها فقط للحفاظ على برودة هذه المرافق.
يمكن لمركز بيانات واحد أن يستهلك ما يصل إلى خمسة ملايين جالون من المياه يوميًا، أو ما يكفي لمدينة صغيرة يبلغ عدد سكانها 50 ألف شخص، وفقًا لمعهد دراسات البيئة والطاقة. إذا قمت بتوسيع نطاق هذه المشكلة على مستوى البلاد، فستصبح المشكلة أكثر تفاقمًا. في عام 2024، تشير التقديرات إلى أن مراكز البيانات الأمريكية استهلكت أكثر من 60 مليار جالون من الماء من خلال التبريد؛ الرقم المقدم من مختبر لورانس بيركلي الوطني لا يشمل أيضًا كميات المياه المستخدمة لتوليد الكهرباء أو الاحتياجات في الموقع خارج نطاق التبريد.
التبريد صعب
يعد التبريد أمرًا بالغ الأهمية لمراكز البيانات، لأنه يؤثر على الأداء والتكاليف التشغيلية. عادة، يتم التعامل مع ذلك بإحدى طريقتين: التبريد بالحلقة المفتوحة والتبريد بالحلقة المغلقة. في حلقة مفتوحة، يتم نفخ الهواء الساخن من مركز البيانات فوق منصات مبللة بالماء، أو يتم رشه في الهواء في شكل رذاذ خفيف. عندما يتبخر الماء، فإنه يقلل من درجة حرارة الهواء، ولكن يتم فقدان هذا الماء من منسوب المياه المحلي بالكامل، مما يجعله أكثر إسرافًا في استخدام المياه.
يعمل التبريد السائل ذو الحلقة المغلقة على تبريد المكونات مباشرة عبر الكتل والحلقات المائية، أو عن طريق غمر الجهاز في سائل التبريد. وفي كلتا الحالتين، يتم استخدام المبردات الكهربائية لتقليل درجة حرارة الماء بمجرد تسخينه. لا تتبخر هذه التقنية كثيرًا، لذلك يتم تقليل استخدام المياه، على الرغم من أن استخدام الكهرباء وتكاليفها عادة ما تكون أعلى بكثير.
وبطبيعة الحال، تبحث الشركات أيضًا عن طرق تبريد غريبة، مثل التبريد المباشر بالرقاقة والتبريد بالغمر، والذي يمكن أن يؤثر أيضًا على كمية المياه المستخدمة في مثل هذه الحالات.
تحديد حجم المشكلة
“يحظى استخدام المياه باهتمام أقل بكثير من كفاءة استخدام الطاقة بالتأكيد،” كما أوضح ماساو أشتين، كبير مديري تحول الطاقة في شركة صندوق الكربون.
“غالبًا ما يركز السرد على الحد من استهلاك الكهرباء وانبعاثات الكربون، والتي يسهل قياسها كميًا وإدراجها في العناوين الرئيسية. ومع ذلك، فإن أنظمة التبريد بالتبخير، التي تُستخدم عادةً لخفض استخدام الطاقة، يمكن أن تزيد الطلب على المياه بشكل كبير. ونادرا ما يتم تسليط الضوء على هذه المقايضة، على الرغم من أن لها آثار حقيقية على موارد المياه المحلية، وخاصة في المناطق التي تعاني من نقص المياه.”
كان النقص الكبير في المياه المتاحة أحد المخاوف البارزة في المملكة المتحدة مؤخرًا عندما أعلنت العديد من أفضل شركات الذكاء الاصطناعي في العالم عن مشاريع مراكز بيانات في البلاد. جاء ذلك بعد أسابيع فقط من إعلان الحكومة البريطانية عن إجراءات لمعالجة النقص “الكبير على المستوى الوطني” في المياه، مثل أخذ المواطنين لفترات قصيرة للاستحمام أو حذف رسائل البريد الإلكتروني القديمة.
قضية أخرى هي نوعية المياه المحلية. في عام 2024، وثق مفتشو ولاية ماريلاند والمقاطعات عدة حالات من أحداث “الانكسار”، حيث تم إطلاق سوائل الحفر والرواسب في أحد روافد نهر مونوكاسي أثناء الحفر تحت الأرض لمد كابلات الألياف الضوئية. يمكن أن يكون لبعض هذه السوائل تأثير كارثي على الحياة البحرية، وقد فشلت شركات البناء المعنية في الإبلاغ عن المشكلة بشكل فعال، فضلاً عن الاستمرار في الحفر حتى بعد أن أدركت التأثير البيئي.
وأوضح أشتين: “تم تصميم معظم المرافق الحديثة مع ضوابط صارمة للتصريف، ولكن يمكن أن تنشأ المخاطر من المعالجات الكيميائية المستخدمة في أنظمة التبريد أو من الإدارة غير السليمة لمياه الصرف الصحي”. “من المؤكد أن التأثيرات المحلية يمكن أن تحدث إذا لم يتم تطبيق الضمانات بشكل صحيح.”
في أنظمة التبريد بالتبخير، غالبًا ما تحتوي المنتجات الثانوية لمياه الصرف الصحي على أملاح وشوائب يجب تنظيفها عن طريق معالجة المياه أو تصريفها في البيئة. يمكن أن تحتوي هذه المياه “المتدفقة” على نسبة عالية من الملوحة وتشكل خطرًا حقيقيًا على مصادر المياه المحلية. نظرًا للمخاوف بشأن هذا الأمر، فإن بعض المقاطعات، مثل فيرفاكس، فيرجينيا، تتضمن الآن نصيحة صارمة بعدم السماح بالتفجير في أي ظرف من الظروف بسبب التأثير السلبي المحتمل الذي قد يحدثه على مصادر المياه المجهدة بالفعل.
بناء عالم أفضل (الماء).
الحلول لقضايا استهلاك المياه في مراكز البيانات كثيرة ومتنوعة وطويلة الأجل. لن يكون هناك إيقاف لصنبور مراكز البيانات الحالية، ولن يكون هناك إعادة لجني الذكاء الاصطناعي إلى القمقم. ومع وجود مئات المليارات على المحك، ووقوف بعض أكبر الحكومات والشركات في العالم وراء سباق التسلح في مجال الذكاء الاصطناعي، فإن مراكز البيانات هذه قادمة سواء أردنا ذلك أم لا.
لكن هذا لا يعني أنه لا يوجد شيء يمكن القيام به. وفي الواقع، هناك الكثير مما يمكن القيام به لجعل المشكلة أقل وضوحا وتحميل الشركات المسؤولية عن استخداماتها للمياه وتأثيراتها على البيئات المحلية ومصادر المياه.
يبدأ بتقارير دقيقة. لدى جميع شركات التكنولوجيا الكبرى تقارير سنوية عن الاستدامة، لكن بعضها يفعل ذلك بشكل أفضل من البعض الآخر. تستخدم شركة جوجل كميات من المياه أكبر من تلك التي تستخدمها معظم الشركات الأخرى مجتمعة، ولكننا نعرف ذلك لأنها تنتج تقريرًا سنويًا عنها. كما أنه يتعمق أيضًا في استخدام المياه في مراكز البيانات الفردية، مما يمنحنا رؤية أكبر بكثير من الآخرين.
لا تقدم أمازون وميتا ومايكروسوفت نفس المستوى من التفاصيل، على الرغم من أن أحدث تقاريرهم تشير إلى أنهم جميعًا يتطلعون إلى إعادة المزيد من المياه إلى المصادر المحلية عما يستهلكونه بحلول عام 2030، مما يدل على أنهم على الأقل على دراية بهذه المشكلة.
ويمكن لهذه الشركات أيضًا التفكير في حلول تبريد بديلة في منشآتها. لا تستخدم غالبية مراكز البيانات في المملكة المتحدة حاليًا التبريد المائي على الإطلاق. ورغم أن ذلك قد يكون أصعب في المناطق الأكثر حرارة، إلا أنه ممكن. يتم تبريد منشأة جوجل في بفلوجيرفيل بولاية تكساس بالهواء، وليس بالماء، ولا تستخدم سوى القليل من الماء مقارنة بالبدائل المبردة بالتبخير. ويجب تعزيزها بالطاقة المتجددة لضمان عدم زيادة استخدام المياه في توليد الطاقة، ولكن من المؤكد أن الإمكانية موجودة للاستفادة بشكل أفضل من طرق التبريد الطبيعية في بناء مراكز البيانات.
واقترح أشتين أن “بعض الاستراتيجيات التي رأيتها تشمل إعادة تدوير المياه وإعادة استخدامها ضمن أنظمة التبريد، أو حتى استخدام مصادر المياه غير الصالحة للشرب، مثل المياه المستصلحة أو مياه الأمطار”. “إن تحديد موقع المرافق في مناطق وفيرة بالمياه أو بالقرب من مصادر المياه المستدامة هو أمر بديهي أيضًا، ولكن اللوجستيات والاقتصاديات ستتفوق دائمًا في اتخاذ القرار النهائي.”
الاستدلال باستخدام الذكاء الاصطناعي لا يتوقف فعليًا، لكن التدريب ليس كذلك. إذا كانت الشركة ستقضي ملايين ساعات الحوسبة في مشروع تدريبي، فهل يمكنها تشغيله طوال الليل عندما يكون الجو أكثر برودة؟ هل يمكنهم فقط استخدام مراكز البيانات ذات الكميات الأكبر من توليد الطاقة المتجددة؟ ماذا عن التفويض الحكومي الذي يقضي بأنه لا يمكن استخدام سوى المرافق التي تحتوي على حلول تبريد مغلقة في التدريب على الذكاء الاصطناعي؟
يمكن تحسين الأجهزة نفسها أيضًا. ناقشت مايكروسوفت مؤخرًا تقنية تبريد الموائع الدقيقة لرقائقها، والتي يمكن أن تعمل على تحسين كفاءة التبريد بشكل كبير وتقليل درجات الحرارة الإجمالية للأجهزة. ومن المرجح أن يساعد تطوير ASICs للذكاء الاصطناعي أيضًا، نظرًا لأن وحدات معالجة الرسوميات ذات الأغراض العامة متعطشة للطاقة بشكل لا يصدق. وكما رأينا مع تعدين العملات المشفرة، قد نشهد تطوير المزيد من الرقائق المخصصة والفعالة، على الأقل لأحمال عمل الاستدلال بالذكاء الاصطناعي، مما قد يقلل من متطلبات الطاقة والتبريد في هذه المرافق.
أما بالنسبة للمستخدمين؟ إنها مجرد قطرة في دلو يُضرب به المثل والحرف، ولكن في كل مرة ترسل فيها رسالة مطالبة إلى الذكاء الاصطناعي، فإنه يستهلك الماء. هناك تقارير متضاربة حول الكمية، من 50 مل إلى 500 مل لكل 5-50 ردًا، ولكن لا يمكن إنكار أن لها تأثيرًا. إن استخدام الذكاء الاصطناعي بحكمة أكبر يمكن أن يساعد في الحد من استخدام المياه.
لكن الجزء الأكثر أهمية هو أن تكون أكثر اطلاعاً. إن استخدام المياه في هذه المرافق وفي الواقع بالنسبة لتقنيتنا واستخدامها ككل غالبًا ما يأخذ مقعدًا خلفيًا للطلب على الكهرباء. وفي حين أن هذا أمر مبرر على الأرجح في حين أن انبعاثات الغازات الدفيئة تشكل مصدر قلق أكبر من نقص المياه، فمن المرجح أن يتغير هذا النموذج على مدار هذا القرن. إن كونك واعيًا الآن قد يساعد في جعل هذه المشكلة أقل وضوحًا في المستقبل.
التعليقات