Воздействие искусственного интеллекта на окружающую среду
Воздействие искусственного интеллекта (ИИ) на окружающую среду может существенно различаться. Многие методы глубокого обучения имеют значительный углеродный след и потребление воды. [ 1 ] Некоторые ученые предположили, что искусственный интеллект может обеспечить решение экологических проблем.
Углеродный след
[ редактировать ]ИИ имеет значительный углеродный след из-за растущего потребления энергии, особенно из-за обучения и использования. [ 2 ] [ 3 ] Исследователи утверждают, что при попытке понять влияние ИИ следует учитывать углеродный след моделей ИИ во время обучения. [ 4 ] Одно исследование показало, что к 2027 году затраты на энергию для ИИ могут увеличиться до 85–134 ТВтч, что составляет почти 0,5% от всего текущего потребления энергии. [ 5 ] [ 1 ] Обучение одной модели глубокого обучения может привести к тому же выбросу углекислого газа, что и выбросы пяти автомобилей за весь срок службы. [ 2 ] Обучение больших языковых моделей (LLM) и другого генеративного ИИ обычно требует гораздо больше энергии по сравнению с выполнением одного прогноза на обученной модели. [ 6 ] Однако повторное использование обученной модели может легко увеличить энергетические затраты на прогнозы. [ 6 ] Вычисления, необходимые для обучения самых передовых моделей искусственного интеллекта, удваиваются в среднем каждые 3,4 месяца, что приводит к экспоненциальному использованию энергии и, как следствие, к выбросам углекислого газа. [ 7 ]
BERT , генеративная модель искусственного интеллекта, обученная в 2019 году, потребляла «энергию трансконтинентального перелета туда и обратно». [ 8 ] Во время тренировок GPT-3 выбросил в атмосферу 552 метрические тонны углекислого газа, что «эквивалентно 123 легковым автомобилям с бензиновым двигателем, проехавшим за один год». [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] Большая часть затрат на электроэнергию связана с неэффективной архитектурой моделей и процессорами. [ 8 ] Одна модель по имени BLOOM от Hugging Face тренировалась с использованием более эффективных чипов и, следовательно, выделяла всего 25 метрических тонн CO 2 . [ 9 ] Учет затрат энергии на производство чипов для системы удвоил выбросы углекислого газа, «приблизительно 60 полетам между Лондоном и Нью-Йорком». [ 9 ] По оценкам, ежедневная эксплуатация BLOOM приведет к выбросу углекислого газа, эквивалентному проезду на 54 мили. [ 9 ]
Алгоритмы, которые требуют меньших затрат энергии, но выполняются миллионы раз в день, также могут иметь значительный углеродный след. [ 9 ] Интеграция ИИ в поисковые системы может значительно увеличить затраты на электроэнергию. [ 8 ] [ 11 ] по некоторым оценкам, затраты на электроэнергию вырастут почти до 30 миллиардов кВтч в год, а это больше, чем во многих странах. [ 12 ] Другая оценка показала, что интеграция ChatGPT в каждый поисковый запрос Google будет потреблять 10 ТВтч каждый год, что эквивалентно годовому потреблению энергии 1,5 миллионами жителей Европейского Союза . [ 11 ]
Искусственный интеллект привел к увеличению потребления воды и энергии, что привело к значительному увеличению требований к сети. [ 13 ] Из-за возросшего спроса на энергию со стороны проектов, связанных с искусственным интеллектом, угольные электростанции в Канзас-Сити [ 14 ] и Западная Вирджиния [ 1 ] отодвинули назад и закрылись. Другие угольные электростанции в районе Солт-Лейк-Сити отложили вывод из эксплуатации своих угольных электростанций почти на десять лет. [ 15 ] В Вирджинии и Франции бушуют экологические дебаты о том, следует ли объявить «мораторий» на создание дополнительных центров обработки данных. [ 14 ] В 2024 году на Всемирном экономическом форуме исполнительный OpenAI директор Сэм Альтман выступил с речью, в которой сказал, что индустрия искусственного интеллекта может расти только в том случае, если произойдет крупный технологический прорыв для ускорения развития энергетики . [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]
В 2024 году Google не удалось достичь ключевых целей своего нулевого плана из-за работы с ИИ. [ 19 ] [ 20 ] и имели увеличение выбросов парниковых газов на 48%, что связано с их ростом в области искусственного интеллекта. [ 13 ] [ 1 ] У Microsoft и Meta наблюдалось одинаковое увеличение выбросов углекислого газа, что также связано с искусственным интеллектом. [ 1 ] Углеродный след моделей искусственного интеллекта зависит от используемого источника энергии: центры обработки данных, использующие возобновляемые источники энергии, снижают свой экологический след. [ 7 ] Многие технологические компании заявляют, что компенсируют потребление энергии, покупая энергию из возобновляемых источников, хотя некоторые эксперты утверждают, что коммунальные предприятия просто заменяют заявленную возобновляемую энергию увеличенным количеством невозобновляемых источников для других своих клиентов. [ 15 ] Анализ углеродного следа моделей ИИ по-прежнему сложно определить, поскольку они агрегируются как часть углеродного следа центров обработки данных, а некоторые модели могут помочь уменьшить углеродный след других отраслей. [ 21 ] или из-за различий в отчетности компаний. [ 22 ]
Некоторые применения МО, например, для открытия и разведки ископаемого топлива , могут усугубить изменение климата. [ 4 ] [ 10 ] Использование ИИ для персонализированного онлайн-маркетинга также может привести к увеличению потребления товаров , что также может привести к увеличению глобальных выбросов. [ 10 ]
Энергоэффективность
[ редактировать ]Чипы искусственного интеллекта (то есть графические процессоры ) потребляют больше энергии и выделяют больше тепла, чем традиционные ЦП . чипы [ 1 ] Модели искусственного интеллекта с неэффективно реализованной архитектурой или обученные на менее эффективных чипах могут потреблять больше энергии. [ 8 ] С 1940-х годов энергоэффективность вычислений удваивалась каждые 1,6 года. [ 23 ] Некоторые скептики утверждают, что повышение эффективности ИИ может только увеличить использование ИИ и, следовательно, выбросы углекислого газа из-за парадокса Джевонса . [ 21 ]
Использование воды
[ редактировать ]Для охлаждения серверов искусственного интеллекта может потребоваться большое количество пресной воды, которая испаряется в градирнях . [ 21 ] [ 22 ] К 2027 году ИИ сможет использовать до 6,6 млрд кубометров воды. [ 24 ] Один профессор подсчитал, что в среднем на сеанс ChatGPT с 10–50 ответами может потребоваться до полулитра пресной воды. [ 21 ] [ 25 ] [ 26 ] Для обучения GPT-3, возможно, потребовалось 700 000 литров воды, что эквивалентно водному следу при производстве 320 электромобилей Tesla . [ 25 ]
Один центр обработки данных, который Microsoft планировала построить недалеко от Финикса, из-за увеличения использования искусственного интеллекта, вероятно, потреблял до 56 миллионов галлонов пресной воды каждый год, что эквивалентно водному следу 670 семей. [ 24 ] Microsoft, возможно, увеличила потребление воды на 34% благодаря ИИ, а Google увеличила потребление воды на 20% благодаря ИИ. [ 26 ] [ 7 ] Благодаря кластеру центров обработки данных в Айове, Microsoft отвечала за 6% потребления пресной воды в местном городе. [ 26 ]
Электронные отходы
[ редактировать ]Электронные отходы, образующиеся при производстве аппаратного обеспечения искусственного интеллекта, также могут способствовать выбросам. [ 7 ] Быстрый рост ИИ может также привести к более быстрому устареванию устройств, что приведет к образованию опасных электронных отходов. [ 27 ] Некоторые применения ИИ, например переработка роботов, могут сократить количество электронных отходов. [ 28 ] [ 29 ]
Климатические решения
[ редактировать ]ИИ обладает значительным потенциалом для смягчения последствий изменения климата, например, за счет улучшения прогнозов погоды, предотвращения стихийных бедствий и отслеживания погоды. [ 30 ] [ 31 ] Некоторые ученые-климатологи предположили, что ИИ можно использовать для повышения эффективности систем, таких как системы возобновляемых источников энергии. [ 12 ] Google утверждает, что ИИ может помочь смягчить некоторые последствия изменения климата , например, предсказать наводнения или повысить эффективность дорожного движения. [ 20 ] Некоторые алгоритмы могут помочь предсказать последствия более сильных ураганов, измерить таяние полярных льдов, вырубку лесов и помочь контролировать выбросы из источников. [ 10 ] [ 31 ] Один проект машинного обучения, проект Open Catalyst, использовался для определения «подходящих недорогих электрокатализаторов» для аккумуляторного хранения возобновляемых источников энергии. [ 4 ] ИИ может также повысить эффективность цепочек поставок и производства в экологически вредных отраслях, таких как продукты питания и быстрая мода . [ 30 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж Геллес, Дэвид (11 июля 2024 г.). «Ненасытная жажда искусственного интеллекта к энергии» . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 15 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Тэйвс, Роб. «Проблема выбросов углерода в результате глубокого обучения» . Форбс . Архивировано из оригинала 14 июня 2024 года . Проверено 4 июля 2024 г.
- ^ Хейккиля, Мелисса (5 декабря 2023 г.). «Углеродный след искусственного интеллекта больше, чем вы думаете» . Обзор технологий Массачусетского технологического института . Архивировано из оригинала 5 июля 2024 года . Проверено 4 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б с «Достижение нулевых выбросов с помощью машинного обучения: предстоящие задачи» . Природный машинный интеллект . 4 (8): 661–662. 30 августа 2022 г. doi : 10.1038/s42256-022-00529-w . ISSN 2522-5839 . Архивировано из оригинала 22 апреля 2024 года . Проверено 4 июля 2024 г.
- ^ Эрдэнэсанаа, Дельгер (10 октября 2023 г.). «Скоро искусственному интеллекту может понадобиться столько же электроэнергии, сколько всей стране» . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Архивировано из оригинала 26 июня 2024 года . Проверено 3 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Десиславов, Радосвет; Мартинес-Плумед, Фернандо; Эрнандес-Оралло, Хосе (1 апреля 2023 г.). «Тенденции в энергопотреблении, основанные на выводах ИИ: за пределами законов глубокого обучения, основанных на соотношении производительности и параметров» . Устойчивые вычисления: информатика и системы . 38 : 100857. arXiv : 2109.05472 . Бибкод : 2023SCIS...3800857D . дои : 10.1016/j.suscom.2023.100857 . ISSN 2210-5379 . Архивировано из оригинала 6 июля 2024 года . Проверено 3 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б с д Сундберг, Никлас (12 декабря 2023 г.). «Решение проблемы изменения климата с помощью ИИ» . Обзор менеджмента Слоана MIT . Архивировано из оригинала 27 июня 2024 года . Проверено 4 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Саенко, Кейт (25 мая 2023 г.). «Ученый-компьютерщик выявил огромный углеродный след генеративного искусственного интеллекта» . Научный американец . Архивировано из оригинала 6 июля 2024 года . Проверено 3 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Архив Хейккиля, Мелисса (14 ноября 2022 г.). «Мы получаем лучшее представление об истинном углеродном следе ИИ» . Обзор технологий Массачусетского технологического института . Архивировано из оригинала 3 июля 2024 года . Проверено 3 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б с д Коулман, Джуд. «Влияние искусственного интеллекта на климат выходит за рамки его выбросов» . Научный американец . Архивировано из оригинала 27 июня 2024 года . Проверено 3 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Калверт, Брайан (28 марта 2024 г.). «ИИ уже использует столько же энергии, сколько небольшая страна. Это только начало» . Вокс . Архивировано из оригинала 3 июля 2024 года . Проверено 3 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Кольберт, Элизабет (9 марта 2024 г.). «Непристойные энергетические требования ИИ», The New Yorker . ISSN 0028-792X . Архивировано из оригинала 3 июля 2024 года . Проверено 3 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Рахман-Джонс, Имран (3 июля 2024 г.). «ИИ означает, что выбросы парниковых газов Google вырастут на 48% за 5 лет» . bbc.com . Архивировано из оригинала 4 июля 2024 года . Проверено 4 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Пикар, Александр (10 февраля 2024 г.). « Взрывной спрос на электроэнергию, связанный с искусственным интеллектом, уже имел локальные последствия » . Le Monde.fr . Архивировано из оригинала 30 июня 2024 года . Проверено 3 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б «ИИ истощает энергосистему. Технологические компании ищут чудо-решение» . Вашингтон Пост . 21 июня 2024 года. Архивировано из оригинала 25 июня 2024 года . Проверено 3 июля 2024 г.
- ^ Кроуфорд, Кейт (22 февраля 2024 г.). «Затраты на окружающую среду, связанные с генеративным искусственным интеллектом, растут — и по большей части секретны». Природа . 626 (8000): 693. Бибкод : 2024Natur.626..693C . дои : 10.1038/d41586-024-00478-x . ПМИД 38378831 .
- ^ Gizmodo, Лукас Ропек / (18 января 2024 г.). «Сэм Альтман о силе искусственного интеллекта, его влиянии на рабочие места и выборах 2024 года» . Кварц . Архивировано из оригинала 29 апреля 2024 года . Проверено 10 июля 2024 г.
- ^ Бениофф, Марк; Мило, Джули; Хант, Джереми; Бурла, Альберт; Альтман, Сэм; Закария, Фарид (18 января 2024 г.). «Технологии в турбулентном мире» . Всемирный экономический форум. Архивировано из оригинала 29 марта 2024 года . Проверено 10 июля 2024 г.
- ^ Сент-Джон, Алекса (2 июля 2024 г.). «Google не достигает важной климатической цели, ссылаясь на потребности ИИ в электроэнергии» . Новости АВС . Архивировано из оригинала 2 июля 2024 года . Проверено 3 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б «Google обвиняет ИИ в том, что его выбросы растут, а не стремятся к нулю» . Аль Джазира . Архивировано из оригинала 3 июля 2024 года . Проверено 3 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б с д Берреби, Дэвид (20 февраля 2024 г.). «Растущее воздействие генеративного искусственного интеллекта на окружающую среду» . Журнал «Undark» . Архивировано из оригинала 15 апреля 2024 года . Проверено 4 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Берреби, Дэвид (6 февраля 2024 г.). «По мере роста использования ИИ растет и количество необходимой ему энергии и воды» . Йель E360 . Архивировано из оригинала 1 июля 2024 года . Проверено 4 июля 2024 г.
- ^ МакКлерг, Лесли (11 июля 2024 г.). «Какова углеродная стоимость нашей цифровой жизни?» . KQED (Подкаст).
- ^ Jump up to: а б Хао, Карен (1 марта 2024 г.). «ИИ берет воду из пустыни» . Атлантика . Архивировано из оригинала 6 июля 2024 года . Проверено 4 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Данельски, Дэвид (28 апреля 2023 г.). «Программы искусственного интеллекта потребляют большие объемы дефицитной воды | UCR News | UC Riverside» . news.ucr.edu . Архивировано из оригинала 3 июля 2024 года . Проверено 4 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б с О'Брайен, Мэтт; Фингерхат, Ханна (9 сентября 2023 г.). «Инструменты искусственного интеллекта привели к увеличению потребления воды Microsoft на 34%, и один город с его центрами обработки данных обеспокоен влиянием на водоснабжение в жилых домах» . Удача . Архивировано из оригинала 8 февраля 2024 года . Проверено 4 июля 2024 г.
- ^ Жук А. (15 декабря 2023 г.). «Воздействие искусственного интеллекта на окружающую среду: скрытые экологические издержки и этико-правовые проблемы» . Журнал цифровых технологий и права . 1 (4): 932–954. дои : 10.21202/jdtl.2023.40 . hdl : 10230/59428 . ISSN 2949-2483 . Архивировано из оригинала 6 июля 2024 года . Проверено 4 июля 2024 г.
- ^ Стоун, Мэдди (3 февраля 2022 г.). «Могут ли роботы на базе искусственного интеллекта решить проблему электронных отходов смартфонов?» . Грань . Архивировано из оригинала 17 декабря 2023 года . Проверено 4 июля 2024 г.
- ^ Шрейас Мадхав, А.В.; Раджараман, Рагхав; Харини, С; Килирур, Сину С (июль 2022 г.). «Применение искусственного интеллекта для улучшения сбора электронных отходов: потенциальное решение для сбора и сортировки бытового WEEE в Индии» . Управление отходами и исследования . 40 (7): 1047–1053. Бибкод : 2022WMR....40.1047S . дои : 10.1177/0734242X211052846 . ISSN 0734-242X . ПМЦ 9109239 . ПМИД 34726090 .
- ^ Jump up to: а б «Объяснитель: Как ИИ помогает бороться с изменением климата | Новости ООН» . news.un.org . 3 ноября 2023 года. Архивировано из оригинала 10 июня 2024 года . Проверено 6 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Мастерсон, Виктория (12 февраля 2024 г.). «9 способов, которыми ИИ помогает бороться с изменением климата» . Всемирный экономический форум .