人工智慧(AI)的使用正以極快的速度迅速增長。
但這是一項耗能的技術,不僅需要用水來冷卻,還需在產生龐大電力的過程中消耗大量水資源。
根據聯合國的資料,全球已有一半人口正面臨某種程度的缺水問題,而氣候變化與日益增長的需求預計將進一步加劇水資源短缺的情況。
AI的快速擴張,是否會讓情況變得更加嚴峻?
OpenAI執行長山姆·阿爾特曼(Sam Altman)表示,ChatGPT回答一個問題大約會用掉15分之1茶匙的水。
然而,一項由加州與德州的美國學者展開的研究指出,OpenAI的GPT-3模型每回應10到50次查詢,就會消耗約半公升的水——也就是每次回應大約用掉2到10茶匙的水。
實際用水量的估計取決於查詢類型、回應的長度、回應的處理位置以及計算中考慮的因素。
據這些美國學者的估算,每10至50次查詢會耗水500毫升,包含了用於發電的水資源,例如燃煤、天然氣或核能發電廠中推動渦輪機的蒸汽。
阿爾特曼的數字可能未將這部分納入。當 BBC向OpenAI作出查詢時,該公司並未提供詳細的計算方式。
儘管如此,人工智慧的用水量仍在累積。OpenAI表示,ChatGPT每天回應約10億次查詢——而它只是眾多人工智慧機器人中的其中一個。
這項美國研究估計,到了2027年,人工智能產業每年的用水量將是整個丹麥用水量的4到6倍。
「我們使用的人工智慧越多,消耗的水就越多,」該研究作者之一、加州大學河濱分校的任少磊教授(Shaolei Ren)表示。
從電子郵件、串流影音,到生成式文章或「深度偽造」(Deepfake),這些線上活動都是由大型的電腦伺服器機架處理,這些設施稱為資料中心,有些甚至有幾個足球場之大。
當電力流經電腦時,設備就會變熱。
水在冷卻系統中扮演關鍵角色,通常用上的是乾淨的淡水。冷卻方式各有不同,但某些系統最多會將 80%的用水蒸發到大氣中。
人工智慧的任務所需的運算能力遠高於一般線上活動,例如網購或搜尋,尤其是像生成式影像或影片這類型的複雜任務。因此,它們需要更多電力。
雖然差異難以精確量化,但根據國際能源署的估算,一次ChatGPT查詢所消耗的電力幾乎是Google搜尋查詢的10倍。
而使用越多電力,產生的熱量也越多——因此需要更多冷卻。
大型人工智慧科技公司並未單獨公布其人工智慧活動所使用的水量,但其總體用水量正在持續上升。
根據他們的環境報告,自2020年以來,谷歌、Meta和微軟(OpenAI的主要投資者與股東)等公司,其用水量都有顯著增加。Google的用水量幾乎翻倍。至於亞馬遜網絡服務(AWS)則尚未公布相關數據。
隨著人工智慧的需求預計將會持續增長,國際能源署預測,到了2030年,資料中心的用水量將幾乎翻倍,這包括用於發電與製造電腦晶片的水資源。
Google表示,其資料中心在2024年提取了370億公升的水資源,其中有290億公升被「消耗」——主要是指蒸發。
這樣的用水量算多嗎?這取決於比較的對象。
若依照聯合國建議的每日最低用水量50公升,這些水量足以供應160萬人使用一年;或者,根據Google的說法,足以灌溉美國西南部51座高爾夫球場一年。
近年來,在一些容易發生乾旱的地區,包括歐洲、拉丁美洲,以及美國的亞利桑那州等地,當地民眾對資料中心的反對聲浪登上了新聞頭條。
在西班牙,一個名為「你的雲端使我的河流乾涸」(Your Cloud is Drying Up My River)的環保團體成立,旨在抵制資料中心的擴建。
在受到嚴重乾旱影響的智利與烏拉圭,由於當地民眾抗議水資源分配問題,谷歌已暫停或改變了資料中心的計畫。
NTT Data執行長阿比吉特·杜貝(Abhijit Dubey)表示,該公司在全球營運超過150個資料中心,目前對於在炎熱乾燥地區建設資料中心的「興趣日益增加」。
他解釋,這些地區之所以具有吸引力,是因為土地供應充足、電力基礎設施完善、擁有豐富的可再生能源(如太陽能與風能),以及友善的法規等因素。
專家也指出,濕度過高會加速腐蝕設備,並增加建築物冷卻所需的能源,這使得乾燥地區在某些情況下反而更具優勢。
谷歌、微軟 和Meta都在其環境報告中表示,他們的資料中心確實使用來自乾旱地區的水資源。
根據這些公司最新的環境報告:谷歌表示,其取水量中有14%來自「高風險」缺水地區」,另有14%來自「中度風險」地區。微軟表示,其46%的取水來自「水資源緊張」的地區。Meta則表示,其26%的用水來自「高」或「極高」水平的水資源壓力地區。亞馬遜雲端服務尚未提供相關數據。
任少磊教授表示,乾式或空氣冷卻系統可以作為替代方案,但通常比水冷系統耗電更多。
微軟、Meta和亞馬遜都表示,他們正在開發「封閉循環」系統,在這種系統中,水或其他冷卻液體會在系統內循環使用,無需蒸發或更換。
NTT Data的執行長杜貝認為,未來在乾旱地區,這類系統很可能會被廣泛採用,但他也指出,目前整個產業在導入這些技術方面仍處於「非常初期的階段」。
在德國、芬蘭和丹麥等國已有計畫或正在實施將資料中心產生的廢熱回收,用於當地的住所。
專家指出,企業通常偏好使用乾淨、新鮮的水,例如飲用水,因為這樣可以降低細菌滋生、管道堵塞與設備腐蝕的風險。
然而,也有部分企業開始增加對非飲用水來源的使用,例如海水或工業廢水。
人工智慧已經被應用於減輕地球的壓力,例如協助偵測強效溫室氣體甲烷的洩漏,或是以更節能的方式重新規劃交通路線。
聯合國兒童基金會(UNICEF)創新辦公室全球主任湯瑪斯·達文(Thomas Davin)表示,人工智慧有可能成為全球兒童在教育、健康,甚至氣候變化領域的「改變遊戲規則者」。
但他表示,他希望看到企業之間的競爭是朝著「效率與透明度」邁進,而不是單純地「爭相推出最強大、最先進的模型」。
他也希望企業能將其模型開源,也就是讓所有人都能使用並加以改良。
達文認為,這樣可以減少訓練模型所需的大量電力與水資源——訓練過程需要餵入大量資料,讓模型進行處理並據此生成回應。
然而,獨立研究員洛雷娜·豪梅-帕拉西(Lorena Jaume-Palasí)則持不同看法。她曾為多個歐洲政府、歐盟與聯合國機構提供建議,並創辦了「倫理科技協會」(Ethical Tech Society)網絡。她表示,人工智慧的大規模增長「根本無法」在環境上實現永續。
她說:「我們可以讓它更有效率,但效率提升的結果就是會產生更多使用量。」
「從長遠來看,我們根本沒有足夠的原材料來支撐這場打造更大、更快人工智慧系統的競賽。」
谷歌、微軟、亞馬遜雲端服務和Meta都表示,他們會根據當地條件謹慎選擇冷卻技術。
這些公司都已設定目標,在2030年前達成「水資源正向效益」(water positive)。這表示他們的目標是,在整體營運中,平均回補的水量要多於取用的水量。
為了實現這一目標,他們資助並支持保護或補充該地區水資源的項目,例如恢復森林或濕地、修復洩漏點、改善灌溉系統等。
亞馬遜雲端服務表示,他們已達成目標的41%,微軟則表示「進展順利」,而谷歌和 Meta公布的數據顯示,他們的回補水資源的數量已有顯著增加。
不過,聯合國兒童基金會的達文指出,整體而言,距離實現這些目標仍有「很長的路要走」。
OpenAI則表示,他們正在努力提升水與能源的效率,並補充說:「認真思考如何最佳地利用計算能力仍然至關重要。」
然而,任教授指出,業界仍需有更一致、標準化的用水報告:「如果我們無法測量,那我們就無法管理。」
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14/07/2025 05:00PM
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