Достаточно ли воды, чтобы подавить жажду супер-центров данных?

Разработчик: Autumn Spredemann via Эпохальные времена,

В то время как искусственный интеллект (ИИ) меняет способ ведения бизнеса в Америке, количество дата-центров, строящихся для удовлетворения растущих вычислительных потребностей, вызвало строительный бум.

Миллионы галлонов воды необходимы для охлаждения этих новых центров обработки данных, спрос на которые вырос вместе с расширением возможностей поддержки ИИ.

Количество воды, необходимое для питания здания центра обработки данных, вызвало обеспокоенность по поводу водоснабжения и безопасности подземных вод в засушливых городах, где строятся многие из комплексов.

Серхио Торо, генеральный директор аналитической группы Aterio, поделился исследованиями с The Epoch Times, которые показали, что в Соединенных Штатах насчитывается 1827 активных центров обработки данных, еще 1726 объявлены и 419 находятся в стадии строительства.

Сотни новых центров планируются или строятся в районах, страдающих от нехватки воды или продолжительной засухи, что вызывает тревогу у тех, кто работает в области устойчивого городского развития и экологии.

На основе выводов Всего планируется построить 1082 дата-центра в 10 штатах, испытывающих некоторую степень водного стресса.

В штатах, испытывающих острый водный стресс, таких как Невада, Аризона, Техас, Юта, Калифорния и Колорадо, запланировано или в настоящее время строится 437 центров обработки данных.

Количество воды, используемой в центрах обработки данных, зависит от типа объекта, который обычно подпадает под одну из двух категорий.

Гипермасштабные центры обработки данных — это крупные объекты, используемые поставщиками облачных услуг и интернет-компаниями, требующие огромного количества электроэнергии и иногда охватывающие миллионы квадратных футов.

Негипермасштабные центры обработки данных, также известные как центры обработки данных совместного размещения, являются объектами, где оборудование, пространство и пропускная способность сдаются в аренду оптовым или розничным клиентам.

В среднем на негипермасштабных объектах используется около 6,57 млн галлонов воды в год. Для сравнения, гипермасштабные центры, необходимые для питания ИИ, используют около 200 миллионов галлонов в год.

Тем не менее, беспокойство вызывает не только объем воды, но и риск загрязнения от выщелачивания в грунтовые воды систем охлаждения, - сказал Стив Росас, президент и директор проекта Omega Environmental Services.

«Мы очистили места, где промышленные операции по охлаждению загрязняли почву и грунтовые воды биоцидами, ингибиторами коррозии и предотвращающими масштаб химическими веществами, которые сохраняются в окружающей среде долго после закрытия объектов», — сказал он.

Водяной охлаждающий насос и трубы в Intergate. Манхэттен, дата-центр, принадлежащий Sabey Data Center Properties, в Нью-Йорке 20 марта 2013 года. По мере того, как новые центры обработки данных строятся для удовлетворения растущего спроса со стороны искусственного интеллекта, сообщества начинают беспокоиться о массовом потреблении воды. Стэн Хонда/AFP через Getty Images

Утолить жажду

По словам Росаса, перед строительством дата-центры должны пройти комплексную оценку воздействия на окружающую среду, а не «реактивную реабилитацию», которая, по его словам, может стоить миллионы и десятилетия.

Он объяснил, что загрязнение от пер- и полифторалкильных веществ или ПФАС, более известных как «вечные химические вещества», потому что они устойчивы в окружающей среде, находится в верхней части его списка проблем с расширением центра обработки данных.

Многие компоненты системы охлаждения и пены пожаротушения содержат химические вещества PFAS, которые мы сейчас исследуем на более чем 600 водных объектах Калифорнии. Розас сказал. Эти «вечные химические вещества» биоаккумулируются и вызывают гормональные эффекты даже при чрезвычайно низких концентрациях, что делает восстановление чрезвычайно дорогостоящим и технически сложным. "

По словам Росаса, соблюдение нормативных требований часто упускается из виду, пока не становится слишком поздно.

Из-за их невоспламеняемости и их способности использоваться в широком температурном спектре, к определенным типам систем охлаждения в качестве хладагентов постоянно добавляются химические вещества. Большинство двухфазных систем охлаждения, используемых в центрах обработки данных, содержат PFAS.

Штеффен Леманн, профессор архитектуры и урбанизма в Университете Невады в Лас-Вегасе, разделяет озабоченность Росаса по поводу растущего числа центров обработки данных и их потенциального воздействия на местные водоснабжение.

В таких районах, как окраины Лас-Вегаса, где земля относительно доступна, планируется или строится несколько крупных центров обработки данных. Леманн сказал.

"Для охлаждения этих объектов потребуются значительная энергия и вода. Обычные крупномасштабные центры обработки данных могут потреблять до 5 миллионов галлонов воды в день, что эквивалентно ежедневному водопользованию города с населением от 20 000 до 50 000 жителей. "

Даже относительно простые рабочие нагрузки требуют много воды для охлаждения. Например, платформа искусственного интеллекта ChatGPT потребляет эквивалент 500 мл бутылки воды для от 10 до 50 ответов средней длины, согласно совместному исследованию Калифорнийского университета в Риверсайде и Техасского университета в Арлингтоне.

ChatGPT посещается примерно 5,24 миллиарда раз в месяц, согласно майским данным Semrush.

Данные комплексы используют воду в системах охлаждения, а также косвенно через невозобновляемую выработку электроэнергии.

В отчете об использовании воды в центрах обработки данных за 2021 год отмечается, что объем воды, потребляемой для охлаждения, поступающей из питьевого источника воды, не перерабатываемого или регенерированного, в некоторых случаях составляет до 57 процентов.

Иллюстрация показывает программное обеспечение искусственного интеллекта ChatGPT в Лирде, Бельгия, 3 февраля 2023 года. Рабочие нагрузки ИИ требуют значительной воды для охлаждения. Исследования показывают, что для получения от 10 до 50 ответов средней длины используется примерно такое же количество воды, как и для бутылки 500 мл. По данным Semrush, в мае у ChatGPT было около 5,24 миллиарда посещений. Nicolas Maeterlinck/BELGA MAG/AFP на сайте Getty Images

Трудно точно определить, сколько центров обработки данных строится исключительно для поддержки растущих потребностей ИИ.

Анализ, проведенный McKinsey & Company в 2024 году, предсказал, что потребность в местах поддержки с поддержкой ИИ будет расти со скоростью 33% в год до 2030 года.

Этот фактор является ключевым фактором, вызывающим беспокойство у таких людей, как Леманн, который наблюдает за расширением центра обработки данных в сильно нагруженной водой части южной Невады. Несмотря на то, что Серебряный штат является самым сухим штатом Америки, он переживает огромный рост в центрах обработки данных.

Исследование Торо показывает, что в Неваде есть 44 новых объекта, которые были объявлены или находятся в стадии строительства.

Быстрое расширение центров обработки данных создало конкурентную напряженность между ростом населения, загородным развитием и строительством этих энерго- и водоемких объектов. Леманн сказал.

Он считает, что прозрачность со стороны разработчиков, строящих объекты, и компаний, которые владеют ими, имеет решающее значение для решения растущих проблем использования воды.

Некоторые технические инсайдеры разделяют его опасения.

«Одна из проблем, о которой люди не всегда задумываются, — это воздействие на местную инфраструктуру. Вытягивание больших объемов воды может снизить уровень грунтовых вод, нанести вред местной дикой природе и даже вызвать конкуренцию с сельским хозяйством, - сказал Арнольд Пиньхасов, инженер-программист технологического ускорителя OSLabs.

Пинхасов сказал, что увеличение использования воды в центрах обработки данных может иметь такие последствия, как увеличение износа муниципальных систем водоснабжения, которые не были предназначены для такого большого объема промышленного использования.

«Еще одной упущенной проблемой является тепловое загрязнение, когда вода, используемая для охлаждения, возвращается в окружающую среду при более высокой температуре, что может повлиять на экосистемы в реках и озерах», - сказал он.

Регламент

Многие из тех, кто работает над расширением центров обработки данных, пытаются решить проблему пересечения роста и использования воды, прежде чем она станет критической.

«Местные факторы, включая доступность воды, влажность и климат, являются ключевыми соображениями в системах охлаждения и стратегиях, которые центры обработки данных используют для максимизации эффективности и минимизации их водного следа», - сказал Джон Хакилл, директор по коммуникациям в Коалиции центров обработки данных. Коалиция является торговой ассоциацией для сектора центров обработки данных.

В целом, отрасль привержена ответственному водопользованию в законодательной среде, где правила широко варьируются от штата к штату.

Центр обработки данных Amazon Web Services (AWS) находится рядом с односемейными домами в Стоун-Ридж, штат Вирджиния, 17 июля 2024 года. Северная Вирджиния является крупнейшим в мире рынком центров обработки данных, говорится в недавнем отчете. Центры обработки данных могут потреблять до 5 миллионов галлонов воды в день — примерно столько же, сколько город с населением от 20 000 до 50 000 человек — и AWS работает над использованием более устойчивых источников, таких как переработанная или собранная дождевая вода. Натан Ховард / Getty Images

В Вирджинии, которая является домом для крупнейшего в мире рынка центров обработки данных, в настоящее время нет государственного регулирования использования воды в центрах обработки данных. Штат, в котором расположено более 150 центров обработки данных только в Северной Вирджинии, иллюстрирует напряженность между необходимостью регулирования и стремлением к прогрессу.

Местные жители принимают свои собственные решения, чтобы определить, какие правила или проверки будут применяться к использованию воды в центрах обработки данных.

Законопроект 1601 о Палате представителей штата Вирджиния предусматривал проведение оценки воздействия на окружающую среду поверхностных и подземных вод на объектах центра обработки данных, но в мае губернатор Гленн Янгкин наложил вето на эту меру.

Янгкин сказал, что законодательство ограничит местную дискрецию и создаст «ненужную бюрократию» для новых центров обработки данных.

«Несмотря на благие намерения, законодательство налагает универсальный подход на сообщества, которые лучше всего подходят для принятия своих собственных решений», - сказал Янгкин, когда наложил вето.

Кроме того, Хакилл сказал, что центры обработки данных активно инвестируют и внедряют технологии, чтобы помочь уменьшить их водный след. Некоторые из этих инноваций включают безводное охлаждение, системы замкнутого цикла и использование переработанной или переработанной воды.

«Многие члены Коалиции центров обработки данных принимают на себя обязательства, связанные с водой, наряду с этими значительными инвестициями». Хакилл сказал.

«На самом деле, 83% центров обработки данных в Вирджинии используют такое же количество воды или меньше, чем среднее крупное офисное здание», — сказал он.

Сохранение ресурсов

Amazon Web Services (AWS) заявляет, что «удваивает усилия по сохранению ресурсов пресной воды», поскольку работает над сокращением потребления воды в центрах обработки данных.

AWS является крупнейшим именем в облачных вычислениях с обширной глобальной сетью центров обработки данных. Розничный и технологический гигант также имеет обширные возможности и поддержку, предназначенные для работы с ИИ и машинным обучением. Компания стремится к тому, чтобы к 2030 году в своих центрах обработки данных было «положительно на воду», то есть она намерена вернуть больше воды общинам, чем использует в своей прямой деятельности.

AWS фокусируется на использовании более устойчивых источников воды, таких как переработка воды или сбор дождевой воды, где это возможно. Об этом сообщил представитель AWS The Epoch Times.

Сточные воды обрабатываются на предварительной стадии переработки на объекте муниципального водного округа Западного бассейна в Эль-Сегундо, Калифорния, 14 сентября 2015 года. Сотни дата-центров планируются или строятся в штатах с дефицитом воды, таких как Невада, Аризона, Техас, Юта, Калифорния и Колорадо, что вызывает обеспокоенность среди экспертов по устойчивому развитию и окружающей среде. Robyn Beck/AFP с помощью Getty Images

AWS ранее инвестировала в инфраструктуру переработки воды на западе Соединенных Штатов, включая Калифорнию, и расширяет эти усилия по переработке воды.

«Двигаясь вперед, мы будем продолжать использовать новые возможности ... для использования переработанной воды в наших центрах обработки данных, где это возможно. "

Хотя внедрение этих методов зависит от наличия местной инфраструктуры, правил и стандартов качества воды, команда облачного гиганта проводит тщательные оценки в каждом месте для определения стратегий устойчивого управления водными ресурсами.

«Эти оценки учитывают, среди прочего, состояние источников воды, существующий потенциал инфраструктуры и прогнозируемые потребности сообщества». - сказал пресс-секретарь.

Другие крупные технологические игроки объявили об усилиях по сокращению потребления воды в своих обширных центрах обработки данных. Google использует очищенную воду в более чем 25% своих центров обработки данных. В августе прошлого года Microsoft запустила новый дизайн, который не требует воды для охлаждения рабочих нагрузок, связанных с ИИ.

Отвечая на вопрос о прогрессе в достижении цели компании по улучшению качества воды к 2030 году, представитель AWS сказал, что центры обработки данных компании составляют 53 процента пути туда, по сравнению с 41 процентом в 2023 году.

«В Северной и Южной Америке наш нынешний парк центров обработки данных не использует воду для охлаждения в течение 90 процентов года. Кроме того, наши проекты по пополнению запасов воды в США и во всем мире, как ожидается, помогут пополнить более 9 миллиардов литров воды каждый год для окружающей среды и наших сообществ после завершения каждого проекта.

В июне AWS объявила о планах расширить усилия по переработке воды в центрах обработки данных в более чем 120 местах по всей территории Соединенных Штатов.