بعد از روی کار آمدن هوش مصنوعی و سر و صدا‌هایی که به پا کرد، حالا بازار هوش مصنوعی مولد داغ شده که نوع پیشرفته‌تر این فناوری است و در پاسخ به فرمان کاربر، قادر به تولید متن، تصاویر یا سایر رسانه‌ است. مدل‌های این نوع فناوری، الگو‌ها و ساختار داده‌های آموزشی ورودی خود را یاد می‌گیرند و سپس داده‌های جدیدی تولید می‌کنند. ChatGPT یکی از بارزترین مدل‌های هوش مصنوعی مولد است که به عنوان نخستین مدل هوش مصنوعی، توانست بسیاری از معادلات دنیا را دگرگون کند. شواهد حاکی از آن است که تضاد‌های مشابهی درباره هوش مصنوعی و انرژی در بسیاری از نقاط جهان که مراکز داده با سرعتی بی‌سابقه در حال رشد هستند، در حال شکل‌گیری است. شرکت‌های بزرگ فناوری به شدت روی هوش مصنوعی مولد تمرکز کرده‌اند که در مقایسه با مدل‌های قدیمی‌تر هوش مصنوعی که الگو‌ها را از داده‌ها استخراج می‌کنند، اما متن و تصاویر تازه تولید نمی‌کنند، برای کار کردن به انرژی به‌مراتب بالاتری نیاز دارند. این امر باعث می‌شود شرکت‌ها به طور جمعی صد‌ها میلیارد دلار برای مراکز داده و سرور‌های جدید هزینه کنند تا ظرفیت خود را افزایش دهند. از آنجایی که مصرف هوش مصنوعی مولد (Gen AI) سریع‌تر از سایر کاربرد‌ها رشد می‌کند، پیش‌بینی می‌شود مصرف برق آن توسط مراکز داده تا سال 2030 به دو برابر تا 4 درصد از مصرف برق جهانی برسد.

مصرف 30 برابری برق در جست‌وجو‌های هوش مصنوعی
اجرای هوش مصنوعی مشابه ChatGPT در هر جست‌وجوی گوگل به 400 هزار تا 500 هزار سرور NVIDIA A100 نیاز دارد که براساس تقاضای برق این سرور‌ها، سالانه 23 تا 29 تراوات ساعت برق مصرف خواهد کرد. همچنین، گوگل روزانه 9 میلیارد جست‌وجو را پردازش می‌کند که هر درخواست از طریق یک سرور هوش مصنوعی به 7 تا 9 وات ساعت انرژی نیاز دارد. این انرژی 23 تا 30 برابر انرژی یک جست‌وجوی معمولی برق مصرف می‌کند که این رقم، نگرانی‌هایی را در مورد تأثیر هوش مصنوعی بر محیط زیست، تغییرات آب و هوایی یا شبکه برق به دنبال داشته است. باوجود این، محققان معتقدند استفاده از GPT-4o احتمالاً تقریباً 0.3 وات ساعت برق مصرف می‌کند که چند برابر کم‌تر از جست‌وجو‌های سنتی است. مصرف 0.3 وات ساعت انرژی شاید خیلی کم به نظر برسد اما با توجه به ظهور مدل‌های جدید در آینده، انتظار می‌رود انرژی بیشتری نسبت به استفاده از ChatGPT امروز مصرف شود.
ChatGPT و سایر چت بات‌ها توسط مدل‌های زبانی بزرگ (LLM)‌ها پشتیبانی می‌شوند. اجرای این مدل‌ها نیاز به محاسبه دارد و تراشه‌ها و مراکز داده‌ای که پردازش می‌کنند، به برق نیاز دارد. ChatGPT روی چند مدل مختلف اجرا می‌شود اما در این میان، GPT-4o پیشروترین مدل همه‌منظوره OpenAI است. مدل‌های استدلالی جدید این شرکت یعنی o1، o3 و o3-mini، احتمالاً به انرژی بیشتری برای فعالیت نیاز دارند. GPT 4o-mini، کوچک‌تر و ارزان قیمت‌تر از مدل GPT-4o است. LLM‌ها خروجی‌هایی را در واحد‌هایی موسوم به توکن تولید می‌کنند. برای شرکت OpenAI، یک توکن به طور متوسط 0.75 کلمه را نشان می‌دهد. عملیات «نقطه شناور در ثانیه» (FLOP) یک واحد استاندارد برای اندازه‌گیری محاسبات است و برای تولید یک نشانه تقریباً دو FLOP برای هر پارامتر فعال در مدل نیاز دارد. محققان پیش‌تر گفته بودند که GPT-4o تقریباً 200 میلیارد پارامتر دارد و به احتمال زیاد یک مدل ترکیبی از متخصصان است به این معنی که تمام این پارامتر‌ها به یکباره فعال نمی‌شوند. برای تولید یک توکن به 200 میلیارد FLOP نیاز است. در این میان، جست‌وجو‌های GPT-4o با بیش از 500 توکن خروجی انجام می‌شود.

مصرف برق ChatGPT معادل شارژ 4 میلیون تلفن همراه
درحالی‌که شبکه برق فرسوده آمریکا در حال حاضر با مشکل مواجه است، هوش مصنوعی تقاضای بی‌سابقه‌ای را برای برق نشان می‌دهد. ویرجینیای شمالی معادل چند نیروگاه هسته‌ای بزرگ برق نیاز دارد تا بتواند به تمام مراکز داده جدید برنامه‌ریزی شده و در حال ساخت خدمت‌رسانی کند. مطالعات نشان می‌دهد سرور‌های NVIDIA به تنهایی می‌توانند تا سال 2027 سالانه 85 تا 134 تراوات ساعت برق مصرف کنند که معادل 3 تا 5 برابر مصرف برق ایرلند است. ChatGPT در حال حاضر ممکن است از حدود 20 میلیون کیلووات ساعت در روز استفاده کند که برای شارژ چهار میلیون تلفن همراه کافی است. 112 کشور کم‌مصرف، هرکدام کم‌تر از ChatGPT برق مصرف می‌کنند.

ChatGPT روزانه 20 گالن آب مصرف می‌کند
حتی پیش از رونق هوش مصنوعی، مراکز داده جزء 10 صنعت برتر صنعتی یا تجاری آمریکا بودند. امروز حتی یک مرکز داده کوچک‌تر می‌تواند تا 18 هزار گالن معادل ۶۸هزار و ۱۳۷ لیتر در روز آب تبخیر کند درحالی‌که مراکز داده در مقیاس بزرگ مانند گوگل تا 550 هزار گالن در روز آب مصرف می‌کنند. در سطح جهان، ChatGPT روزانه حدود 20 گالن آب(حدود ۷۵ لیتر) استفاده می‌کند که معادل مصرف هر فرد بلژیکی در هر بار استفاده از توالت است. میزان مصرف آب ChatGPT در طول یک سال، برای 7 بار پر کردن مخزن «سنترال پارک» در نیویورک کافی است. به طورکلی، آبی که شرکت‌های هوش مصنوعی از آن برای خنک کردن سرور‌های خود استفاده می‌کنند، همان آب شیرینی است که برای نوشیدن، پخت‌وپز و شست‌وشو و خاموش کردن آتش به کار می‌رود. در آمریکا از هر پنج مرکز داده، یک مرکز از مناطقی که در حال حاضر بیش از حد گسترده شده‌اند، آب دریافت می‌کند. در عین حال، در انگلیس برنامه‌هایی که برای افزایش ظرفیت هوش مصنوعی با توجه به فشار‌های محیطی موجود در نظر گرفته شده‌، در تضاد قرار گرفته و نخستین منطقه رشد هوش مصنوعی برای بالاترین منطقه پرخطر انگلیس برنامه‌ریزی شده است. انگلیس تا سال 2050 روزانه با کمبود 5 میلیارد لیتر آب مواجه است.
تقاضا و عرضه آب یک موضوع جهانی است و باتوجه‌به این که تنها 0.5 درصد از آب کره زمین به صورت آب شیرین در دسترس است، مصرف بالای آب توسط هوش مصنوعی می‌تواند ذخایر آب جهان را بیش از حد در معرض خطر قرار دهد. کشور‌های محروم از آب در حال حاضر برای برآوردن نیاز‌های سرور‌های داده خود تلاش می‌کنند. اما برخی از کسب و کار‌های آمریکایی، در جایی که تأمین آب بیشترین تقاضا را دارد، دنیای در حال توسعه را به عنوان یک بازار بزرگ در حال توسعه برای محصولات دیجیتال از جمله هوش مصنوعی می‌دانند. سایر کشور‌ها نیز ممکن است از مراکز داده خارج از کشور برای آموزش مدل‌های هوش مصنوعی خود استفاده کنند.

متن کامل گزارش ندا اظهری، مترجم را در روزنامه فرهیختگان بخوانید.