Почему ИИ-датацентры угрожают экологии и как это исправить

Стремительный рост искусственного интеллекта привёл к взрывному увеличению строительства датацентров, что уже начало негативно сказываться на инфраструктуре и ресурсах. Некоторые регионы, где размещаются такие объекты, сталкиваются с нехваткой воды и перегрузкой энергосетей. Чем же новые датацентры отличаются от традиционных и можно ли снизить их воздействие?

Аппетиты железа

Отрасль уверена, что ИИ проникнет во все сферы жизни, и готовится к росту спроса. Однако оборудование для работы с ИИ потребляет значительно больше ресурсов, чем стандартные облачные серверы. Ключевое отличие — использование графических процессоров (GPU) вместо центральных (CPU). Если CPU можно сравнить с высокоскоростным шоссе с одной полосой, то GPU — это тысяча медленных полос, работающих параллельно. Это позволяет эффективно обрабатывать огромные массивы данных, но делает систему крайне энергоёмкой.

С каждым новым поколением GPU растёт не только их производительность, но и энергопотребление. Исследование Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли показало, что с 2014 по 2023 год энергопотребление датацентров в США выросло с 60 до 176 ТВт·ч. К началу 2030-х годов эта цифра может достигнуть 12% от общего потребления страны.

Проблема перегрева

Как нить лампы накаливания, GPU выделяют огромное количество тепла. Для поддержания температуры в рекомендованных пределах (18–27°C) требуются мощные системы охлаждения. Чаще всего используются методы содержания горячих и холодных коридоров, а также прямое и непрямое испарительное охлаждение.

Вода — ключевой ресурс для охлаждения. Если в 2014 году датацентры США потребляли 21,2 млрд литров воды, то к 2023-му этот показатель для объектов ИИ достиг 55,4 млрд. Прогнозы говорят о 124 млрд литров к 2028 году. Большая часть этой воды испаряется или направляется на очистные сооружения, а химическая обработка делает её непригодной для повторного использования.

Косвенное водопотребление — через энергетику — ещё значительнее. На производство электроэнергии для датацентров уходит в среднем 7,1 кубометра воды на мегаватт-час.

Альтернативные решения

Один из перспективных методов — замкнутые системы жидкостного охлаждения. В отличие от испарительных, они практически не теряют воду и эффективнее отводят тепло. Технологии microfluidics, где охлаждающая жидкость проходит через микроканалы на самом чипе, показывают трёхкратное превосходство над традиционными методами.

Свободное охлаждение — использование естественных условий — также набирает популярность. В холодных регионах забирают наружный воздух, в прибрежных — морскую воду. Стартапы вроде Start Campus в Португалии используют морскую воду для охлаждения, возвращая её обратно без изменения температуры.

Геотермальная энергия — ещё один многообещающий источник. Она может покрыть до 64% роста энергопотребления датацентров в США к 2030-м годам. Подземные резервуары и геотермальные теплообменники обеспечивают стабильное охлаждение без нагрузки на местные ресурсы.

Оптимизация вместо расширения

Помимо технических решений, важно повышать прозрачность и эффективность. Компаниям следует открыто сообщать о потреблении ресурсов, оптимизировать использование существующих мощностей и разрабатывать более эффективные процессоры. Многие современные модели ИИ избыточны для своих задач — использование меньших, но настроенных моделей может дать сопоставимые результаты без гигантских затрат.

Строительство всё более мощных датацентров без учёта реальных потребностей ведёт к рискам для энергосистем, нехватке воды и росту тарифов. Как отмечают эксперты, пора задуматься: «А оно нам надо?»