ما مقدار المياه التي يستخدمها الذكاء الاصطناعي؟

أراهن أنك سمعتَ كل شيء، من "الذكاء الاصطناعي يستهلك زجاجة ماء بعد كل بضعة أسئلة" إلى "إنها بضع قطرات فقط". الحقيقة أكثر تعقيدًا. يتفاوت استهلاك الذكاء الاصطناعي للماء بشكل كبير بناءً على مكان تشغيله، ومدة سؤالك، وكيفية تبريد مركز البيانات لخوادمه. لذا، نعم، الرقم المذكور موجود، لكنه محاط بتفاصيل دقيقة.

فيما يلي سأقوم بتحليل أرقام واضحة وجاهزة لاتخاذ القرارات، وشرح سبب اختلاف التقديرات، وبيان كيف يمكن للبناة والمستخدمين العاديين تقليل استهلاك المياه دون التحول إلى رهبان الاستدامة.

مقالات قد ترغب في قراءتها بعد هذه المقالة:

🔗 ما هي مجموعة بيانات الذكاء الاصطناعي؟
يشرح كيف تُمكّن مجموعات البيانات من تدريب التعلم الآلي وتطوير النماذج.

🔗 كيف يتنبأ الذكاء الاصطناعي بالاتجاهات
يوضح كيف يقوم الذكاء الاصطناعي بتحليل الأنماط للتنبؤ بالتغيرات والنتائج المستقبلية.

🔗 كيفية قياس أداء الذكاء الاصطناعي
يشرح بالتفصيل المقاييس الأساسية لتقييم الدقة والسرعة والموثوقية.

🔗 كيفية التحدث إلى الذكاء الاصطناعي
يوجه استراتيجيات التحفيز الفعالة لتحسين الوضوح والنتائج والاتساق.

كمية المياه التي يستهلكها الذكاء الاصطناعي؟ أرقام سريعة يمكنك استخدامها عمليًا 📏

• يتراوح حجم البيانات المُستهلكة لكل طلب نصي اليوم عادةً بين أقل من ملليلتر لطلب نصي متوسط ​​على أحد الأنظمة الشائعة، وعشرات المليلترات لاستجابة أطول وأكثر تعقيدًا حسابيًا على نظام آخر. على سبيل المثال، تُشير إحصائيات جوجل الإنتاجية إلى أن متوسط ​​حجم البيانات المُستهلكة لطلب نصي يبلغ حوالي 0.26 ملليلتر (مع احتساب تكاليف الخدمة الإضافية) [1]. ويُقدّر تقييم دورة حياة تطبيق ميسترال حجم لرد مساعد مكون من 400 رمز بحوالي 45 ملليلتر (استدلال هامشي) [2]. يُعد السياق ونوع النموذج عاملين مهمين للغاية.

• قد يتطلب تدريب نموذج على نطاق واسع ملايين اللترات من المياه ، معظمها من التبريد والمياه المستخدمة في توليد الكهرباء. وقدّر تحليل أكاديمي واسع الانتشار أن تدريب نموذج من فئة GPT حوالي 5.4 مليون لتر حوالي 700 ألف لتر تُستهلك في الموقع للتبريد، ودعا إلى جدولة ذكية لتقليل استهلاك المياه [3].

• مراكز البيانات بشكل عام: تمتد المواقع الكبيرة على مئات الآلاف من الجالونات يوميًا في المتوسط ​​لدى المشغلين الرئيسيين، مع ذروات أعلى في بعض الجامعات اعتمادًا على المناخ والتصميم [5].

لنكن صريحين: تبدو هذه الأرقام غير متسقة في البداية. وهي كذلك بالفعل. وهناك أسباب وجيهة لذلك.

مقاييس استخدام المياه بالذكاء الاصطناعي ✅

الإجابة الجيدة على سؤال " كمية المياه التي يستخدمها الذكاء الاصطناعي؟" بعض النقاط:

1. وضوح الحدود:
   هل يشمل ذلك التبريد الموجودة في الموقع ، أم يشمل أيضًا الموجودة خارج الموقع والتي تستخدمها محطات الطاقة لتوليد الكهرباء؟ أفضل الممارسات تميز بين سحب المياه واستهلاكها ، وتحدد النطاقات 1-2-3، على غرار محاسبة الكربون [3].

2. حساسية الموقع
   كمية المياه لكل كيلوواط ساعة حسب المنطقة ومزيج الشبكة، لذلك يمكن أن يكون لنفس التنبيه تأثيرات مختلفة على المياه اعتمادًا على المكان الذي يتم فيه تقديم الخدمة - وهو سبب رئيسي لتوصية الأدبيات بجدولة الوقت والمكان [3].

3. واقعية عبء العمل:
   هل يعكس الرقم متوسط ​​متطلبات الإنتاج ، بما في ذلك السعة الخاملة وتكاليف مركز البيانات، أم فقط أداء المعالج عند ذروة الاستخدام؟ تؤكد جوجل على حساب النظام بالكامل (الخامل، ووحدات المعالجة المركزية/ذاكرة الوصول العشوائي، وتكاليف مركز البيانات) للاستدلال، وليس فقط حسابات وحدة معالجة الموتر [1].

4. تقنيات التبريد
   ، مثل التبريد التبخيري، والتبريد السائل ذي الدائرة المغلقة، والتبريد الهوائي، والأساليب الحديثة للتبريد المباشر للرقائق تغييرات جذرية في كثافة استخدام المياه. وتُطلق مايكروسوفت تصاميم تهدف إلى الاستغناء عن استخدام مياه التبريد في بعض مواقع الجيل القادم [4].

5. الوقت من اليوم والموسم
   الحرارة والرطوبة وظروف الشبكة تغير فعالية استخدام المياه في الحياة الواقعية؛ تشير إحدى الدراسات المؤثرة إلى جدولة الأعمال الرئيسية عندما يكون استهلاك المياه أقل [3].

شرح الفرق بين سحب المياه واستهلاكها 💡

• السحب = المياه المأخوذة من الأنهار أو البحيرات أو طبقات المياه الجوفية (بعضها يُعاد).

• الاستهلاك = المياه التي لا يتم إرجاعها لأنها تتبخر أو تدخل في العمليات/المنتجات.

تستهلك أبراج التبريد المياه بشكل أساسي عن طريق التبخر. ويمكن لتوليد الكهرباء سحب كميات كبيرة من المياه (وأحيانًا استهلاك جزء منها)، وذلك حسب المحطة وطريقة التبريد. ويُشير نظام الذكاء الاصطناعي الموثوق لتصنيف المياه إلى البيانات التي يُبلغ عنها [3].

أين يذهب الماء في الذكاء الاصطناعي: الدلاء الثلاثة 🪣

1. النطاق 1 - التبريد في الموقع
   : الجزء المرئي: الماء المتبخر في مركز البيانات نفسه. تحدد خيارات التصميم مثل التبريد التبخيري مقابل التبريد الهوائي أو التبريد السائل ذي الدائرة المغلقة خط الأساس [5].

2. النطاق 2 - توليد الكهرباء
   يمكن أن تحمل كل كيلوواط ساعة علامة مائية مخفية؛ يحدد المزيج والموقع إشارة اللترات لكل كيلوواط ساعة التي يرثها عبء العمل الخاص بك [3].

3. النطاق 3 - سلسلة التوريد
   تصنيع الرقائق على المياه فائقة النقاء في عملية التصنيع. ولن يظهر ذلك في مقياس "لكل طلب" إلا إذا كان النطاق يشمل صراحةً التأثيرات المتضمنة (مثل تقييم دورة الحياة الكامل) [2][3].

مقدمو الخدمات بالأرقام، مع مراعاة الفروق الدقيقة 🧮

• يُظهر تطبيق جوجل جيميني
  طريقة تقديم الخدمة الكاملة (بما في ذلك وقت الخمول وتكاليف التشغيل). يبلغ متوسط ​​الطلب النصي حوالي 0.26 مل من الماء مصحوبًا بحوالي 0.24 واط ساعة من الطاقة؛ وتعكس هذه الأرقام حركة الإنتاج والحدود الشاملة [1].

• دورة حياة Mistral Large 2
  تكشف دورة حياة مستقلة نادرة (مع ADEME/Carbone 4) عن ~281000 م³ للتدريب + الاستخدام المبكر وهامش استدلال ~45 مل لرد مساعد مكون من 400 رمز

• طموح مايكروسوفت في التبريد بدون ماء:
  تم تصميم مراكز البيانات من الجيل التالي بحيث لا تستهلك أي ماء للتبريد ، بالاعتماد على أساليب التبريد المباشر للرقاقة؛ ولا تزال استخدامات الإدارة تتطلب بعض الماء [4].

• على نطاق مراكز البيانات العامة،
  يبلغ المشغلون الرئيسيون علنًا عن مئات الآلاف من الجالونات يوميًا في المتوسط ​​في المواقع الفردية؛ المناخ والتصميم يدفعان الأرقام إلى الأعلى أو الأسفل [5].

• 
  وقدّر التحليل الأكاديمي الأساسي السابق ملايين اللترات لتدريب نماذج GPT، وأن 10-50 إجابة متوسطة يمكن أن تعادل تقريبًا سعة 500 مل - اعتمادًا بشكل كبير على متى وأين يتم تشغيلها [3].

لماذا تختلف التقديرات كثيراً؟ 🤷

• حدود مختلفة.
  بعض الأرقام تحسب التبريد في الموقع فقط ؛ بينما تضيف أخرى مياه الكهرباء ؛ وقد تضيف تقييمات دورة الحياة تصنيع الرقائق . التفاح والبرتقال وسلطة الفواكه [2][3].

• أحمال العمل المختلفة:
  لا يمثل موجه النص القصير تشغيلًا طويلًا متعدد الوسائط / التعليمات البرمجية؛ وتؤدي أهداف التجميع والتزامن وزمن الاستجابة إلى تغيير الاستخدام [1][2].

• تختلف المناخات وشبكات المياه.
  التبريد التبخيري في منطقة حارة وجافة لا يساوي التبريد بالهواء/السائل في منطقة باردة ورطبة. وتختلف كثافة المياه في الشبكة اختلافًا كبيرًا [3].

• منهجيات البائعين
  : نشرت جوجل منهجية خدمة شاملة للنظام؛ ونشرت ميسترال تقييمًا رسميًا لدورة حياة المنتج. بينما يقدم آخرون تقديرات تقريبية باستخدام منهجيات محدودة. وقد تصدرت عناوين الأخبار ادعاءات بارزة حول استهلاك "جزء من خمسة عشر من ملعقة صغيرة" لكل طلب، ولكن بدون تفاصيل دقيقة، لا يمكن مقارنتها [1][3].

• هدف متحرك:
  يتطور التبريد بسرعة. تقوم مايكروسوفت بتجربة التبريد بدون ماء في مواقع معينة؛ وسيؤدي نشر هذه التقنية إلى تقليل استهلاك المياه في الموقع حتى لو كانت الكهرباء في المصدر الرئيسي لا تزال تحمل إشارة مائية [4].

ما يمكنك فعله اليوم لتقليل البصمة المائية للذكاء الاصطناعي 🌱

1. تحسين حجم النموذج:
   غالبًا ما تحقق النماذج الأصغر حجمًا والمُحسّنة للمهام دقةً مماثلة مع استهلاك أقل للموارد الحاسوبية. ويؤكد تقييم ميسترال على وجود ارتباطات قوية بين حجم النموذج وحجم البيانات المُستهلكة، وينشر أرقام الاستدلال الهامشية حتى تتمكن من التفكير في المفاضلات [2].

2. اختر المناطق الموفرة للمياه.
   فضل المناطق ذات المناخ البارد والتبريد الفعال والشبكات ذات كثافة المياه المنخفضة لكل كيلوواط ساعة؛ يوضح عمل "الذكاء الاصطناعي المتعطش" أن الواعية بالوقت والمكان تساعد [3].

3. نقل أحمال العمل في الوقت المناسب
   جدولة التدريب / الاستدلال الدفعي الثقيل لساعات موفرة للمياه (ليالي أكثر برودة، ظروف شبكة مواتية) [3].

4. اطلب من موردك مقاييس شفافة.
   اطلب كمية المياه لكل طلب ، وتعريفات الحدود، وما إذا كانت الأرقام تشمل الطاقة غير المستخدمة وتكاليف التشغيل للمنشأة. وتضغط مجموعات السياسات من أجل الإفصاح الإلزامي لجعل المقارنات العادلة ممكنة [3].

5. تُعد تقنية التبريد مهمة
   إذا كنت تقوم بتشغيل الأجهزة، فقم بتقييم التبريد ذي الحلقة المغلقة / التبريد المباشر إلى الشريحة ؛ إذا كنت تستخدم السحابة، ففضل المناطق / مقدمي الخدمات الذين يستثمرون في تصميمات الماء الخفيف [4][5].

6. استخدام المياه الرمادية وخيارات إعادة الاستخدام:
   يمكن للعديد من الجامعات استبدال مصادر المياه غير الصالحة للشرب أو إعادة تدويرها داخل الحلقات؛ ويصف المشغلون الكبار موازنة مصادر المياه وخيارات التبريد لتقليل التأثير الصافي [5].

مثال سريع لتوضيح الأمر (ليس قاعدة عامة): نقل مهمة تدريب ليلية من منطقة حارة وجافة في منتصف الصيف إلى منطقة أكثر برودة ورطوبة في الربيع - وتشغيلها خلال ساعات خارج أوقات الذروة وأكثر برودة - يمكن أن يُغير كلاً من استهلاك المياه في الموقع خارج الموقع (الشبكة). هذا هو نوع النجاح العملي والبسيط الذي يمكن أن يحققه التخطيط المسبق [3].

جدول مقارنة: خيارات سريعة لتقليل استهلاك الذكاء الاصطناعي للمياه 🧰

(مصطلح "السعر" غير دقيق بطبيعته - وتختلف عمليات النشر.)

تحليل معمق: دقات الطبول السياسية تزداد قوة 🥁

تطالب الهيئات الهندسية بالإفصاح الإلزامي عن استهلاك الطاقة والمياه في مراكز البيانات، لتمكين المشترين والمجتمعات من تقييم التكاليف والفوائد. وتشمل التوصيات تحديد نطاق العمل، وإعداد التقارير على مستوى الموقع، وتقديم إرشادات حول اختيار المواقع، لأنه بدون مقاييس قابلة للمقارنة ومراعية للموقع، فإننا نخوض نقاشًا في الظلام [3].

تحليل معمق: مراكز البيانات لا تستهلك جميعها بنفس الطريقة 🚰

هناك اعتقاد خاطئ شائع بأن "التبريد الهوائي لا يستخدم الماء". هذا غير صحيح. فأنظمة التبريد الهوائي غالباً ما تتطلب كمية أكبر من الكهرباء ، والتي في كثير من المناطق تُستخدم لنقل المياه من الشبكة؛ في المقابل، للتبريد المائي أن يقلل من استهلاك الطاقة والانبعاثات على حساب المياه المتوفرة في الموقع. وتُوازن الشركات الكبيرة هذه المفاضلات بشكل واضح لكل موقع على حدة [1][5].

نظرة معمقة: تقييم سريع للحقائق حول الادعاءات المنتشرة 🧪

ربما رأيتَ تصريحاتٍ جريئةً تُشير إلى أنَّ طلبًا واحدًا يُعادل "زجاجة ماء"، أو على النقيض، "بضع قطرات فقط". الأفضل هو التَّحلي بالتواضع عند استخدام الأرقام . تُشير التقديرات الموثوقة اليوم حوالي 0.26 مل مع احتساب تكلفة التقديم كاملةً [1]، بينما حوالي 45 مل (استنتاج هامشي) [2]. أما الادعاء الشائع "جزء من خمسة عشر من ملعقة صغيرة" فيفتقر إلى معيار أو طريقة مُحددة؛ لذا تعامل معه كما لو كان تنبؤًا جويًا بدون المدينة [1][3].

أسئلة وأجوبة سريعة: ما مقدار الماء الذي يستخدمه الذكاء الاصطناعي؟ مرة أخرى، بلغة بسيطة 🗣️

• إذن، ماذا أقول في الاجتماع؟
  "بحسب السؤال، يتراوح الأمر بين قطرات قليلة إلى رشفات معدودة ، وذلك تبعًا للنموذج والمدة ومكان التنفيذ. التدريب يتطلب جهدًا متواصلًا ، لا مجرد رشفات صغيرة." ثم اذكر مثالًا أو مثالين مما سبق.

• هل الذكاء الاصطناعي سيئ بشكل فريد؟
  إنه متمركز : فالرقائق عالية الطاقة المكدسة معًا تخلق أحمال تبريد كبيرة. لكن مراكز البيانات هي أيضًا المكان الذي تميل فيه أفضل تقنيات الكفاءة إلى الظهور أولاً [1][4].

• ماذا لو قمنا بتحويل كل شيء إلى التبريد الهوائي؟
  قد يؤدي ذلك إلى تقليل في الموقع، ولكن زيادة خارج الموقع عن طريق الكهرباء. يُوازن المشغلون المتمرسون بين الخيارين [1][5].

• ماذا عن التكنولوجيا المستقبلية؟
  إن التصاميم التي تتجنب مياه التبريد على نطاق واسع ستكون بمثابة تغيير جذري لنطاق 1. بعض المشغلين يتجهون في هذا الاتجاه؛ لا تزال الكهرباء في اتجاه المنبع تحمل إشارة مائية حتى تتغير الشبكات [4].

ملاحظات ختامية - طويل جدًا، لم أقرأه 🌊

• لكل طلب: فكر في كمية تتراوح من أقل من ملليلتر إلى عشرات المليلترات ، وذلك حسب النموذج وطول الطلب ومكان تشغيله. متوسط ​​حجم الطلب حوالي 0.26 ملليلتر على أحد أنظمة المعالجة الرئيسية؛ وحوالي 45 ملليلتر لرد مكون من 400 رمز على نظام آخر [1][2].

• التدريب: ملايين اللترات للنماذج الرائدة، مما يجعل الجدولة وتحديد المواقع وتقنيات التبريد أمراً بالغ الأهمية [3].

• ما يجب فعله: تحديد حجم النماذج المناسبة، واختيار المناطق الموفرة للمياه، ونقل الأعمال الشاقة إلى ساعات أكثر برودة، وتفضيل البائعين الذين يقدمون تصميمات موفرة للمياه، والمطالبة بحدود شفافة [1][3][4][5].

استعارةٌ فيها بعض الخلل للختام: الذكاء الاصطناعي أشبه بأوركسترا متعطشة - اللحن هو الحساب، لكن الطبول هي مياه التبريد والشبكة. اضبط الفرقة، وسيظل الجمهور يستمتع بالموسيقى دون أن تعمل رشاشات المياه. 🎻💦

مراجع

1. مدونة جوجل كلاود - ما مقدار الطاقة التي يستهلكها الذكاء الاصطناعي من جوجل؟ أجرينا الحسابات (المنهجية + الطاقة 0.26 مل تقريبًا، مع مراعاة التكاليف الإضافية). رابط
   (ورقة بحثية تقنية بصيغة PDF: قياس الأثر البيئي لتقديم الذكاء الاصطناعي على نطاق جوجل ). رابط

2. ميسترال للذكاء الاصطناعي - مساهمتنا في معيار بيئي عالمي للذكاء الاصطناعي (تقييم دورة الحياة مع وكالة إدارة البيئة والغابات/كربون 4؛ ~281,000 متر مكعب للتدريب + الاستخدام المبكر؛ ~45 مل لكل مكون من 400 رمز ، استدلال هامشي). رابط

3. لي وآخرون - جعل الذكاء الاصطناعي أقل استهلاكًا للمياه: الكشف عن البصمة المائية الخفية لنماذج الذكاء الاصطناعي ومعالجتها (تدريب ملايين اللترات ، والجدولة المراعية للزمان والمكان ، والسحب مقابل الاستهلاك). رابط

4. مايكروسوفت - مراكز البيانات من الجيل التالي لا تستهلك أي مياه للتبريد (تصاميم مباشرة على الرقاقة تستهدف التبريد بدون ماء في مواقع محددة). رابط

5. مراكز بيانات جوجل - التشغيل المستدام (المفاضلات المتعلقة بتبريد كل موقع على حدة؛ إعداد التقارير وإعادة الاستخدام، بما في ذلك المياه المُستصلحة/الرمادية؛ تقديرات الاستخدام اليومي النموذجي على مستوى الموقع). رابط

اكتشف أحدث تقنيات الذكاء الاصطناعي في متجر مساعدي الذكاء الاصطناعي الرسمي

معلومات عنا