Tài nguyên thiết yếu bị đe dọa vì AI

Khi người dùng nhập câu lệnh vào chatbot AI, hệ thống sẽ gửi yêu cầu đến trung tâm dữ liệu, góp phần làm cạn kiệt nguồn tài nguyên vốn ngày càng khan hiếm: nước.

Theo Bloomberg, khoảng 2/3 trung tâm dữ liệu đã/có kế hoạch xây dựng tại Mỹ từ năm 2022 nằm tại các khu vực thiếu nước. Trong số đó, 72% trung tâm dữ liệu nằm tại 5 bang chịu căng thẳng về nước.

Khi công nghệ đe dọa tài nguyên thiết yếu

Vấn đề thực chất đã tồn tại trong nhiều năm. Từ khi ChatGPT chưa xuất hiện, nhiều cộng đồng dân cư đã phàn nàn về việc trung tâm dữ liệu tốn hơn 3 triệu lít nước mỗi ngày, tại các thành phố có nguồn nước dự trữ hạn chế. Tình trạng trở nên nghiêm trọng hơn sau khi ChatGPT khơi mào cơn sốt AI tạo sinh.

Theo dữ liệu từ Viện Tài nguyên Thế giới và công ty nghiên cứu DC Byte, hơn 160 trung tâm dữ liệu AI xây dựng tại Mỹ trong 3 năm qua nằm tại nơi căng thẳng về nguồn nước. Con số này tăng 70% so với giai đoạn 3 năm trước đó.

Tình trạng tương tự cũng xuất hiện tại những quốc gia khác, gồm các khu vực khô cằn như UAE hay Saudi Arabia. Trong khi đó, tỷ lệ trung tâm dữ liệu ở khu vực khô hạn tại Trung Quốc, Ấn Độ thậm chí cao hơn Mỹ.

Giới phân tích nhận định khi xây dựng trung tâm dữ liệu AI, các công ty có xu hướng chọn tiểu bang, quốc gia nhiều năng lượng và quy định thuận lợi. Tuy nhiên, các khu vực ấy lại thiếu nguồn cấp nước dồi dào. Hậu quả là trung tâm dữ liệu đang đe dọa nguồn cấp nước, ngành nông nghiệp và sản xuất năng lượng tại địa phương.

“Đây là vấn đề ngày càng gia tăng, lan rộng khắp nơi”, Newsha Ajami, Giám đốc chiến lược và phát triển nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley, Giám đốc sáng lập chương trình chính sách nước đô thị tại Đại học Stanford, cho biết.

Đã có biểu tình về việc trung tâm dữ liệu gây thiếu nước tại Hà Lan, Uruguay và Chile. Trong đó, chính quyền Chile phải tạm thời thu hồi giấy phép xây trung tâm dữ liệu 200 triệu USD của Google.

Tại Mỹ, các công ty công nghệ đang mở rộng trung tâm dữ liệu tại những bang dễ hạn hán như Arizona hay Texas, làm gia tăng mối lo ngại về nguồn nước địa phương.

“Mọi nơi tại tiểu bang đang đối mặt cuộc khủng hoảng nước-năng lượng này”, Amy Bush, nhà thủy văn học tại RMBJ Geo Inc. ở Abilene (thành phố thuộc bang Texas) cho biết. Đây cũng là nơi OpenAI có kế hoạch xây dựng trung tâm dữ liệu công suất 1,2 GW, phục vụ dự án Stargate.

Vấn đề lan rộng

Sharlene Leurig, thành viên thuộc công ty tư vấn nước Fluid Advisors, cho rằng nước thường là yếu tố được cân nhắc cuối cùng khi các công ty chọn vị trí đặt trung tâm dữ liệu, bởi chúng rẻ hơn so với chi phí bất động sản và điện.

“Với các công ty công nghiệp, nước thường ít quan trọng hơn so với chi phí và mức độ có sẵn năng lượng”, Leurig nói.

Càng nhiều AI đồng nghĩa lượng nước tiêu thụ càng lớn. Tại Mỹ, trung tâm dữ liệu có công suất trung bình 100 MW (tương đương tổng điện năng hơn 75.000 ngôi nhà) tiêu thụ khoảng 2 triệu lít nước mỗi ngày, theo số liệu của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA). Con số trên tương đương mức tiêu thụ nước của khoảng 6.500 hộ gia đình.

Trên toàn cầu, báo cáo ước tính các trung tâm dữ liệu tiêu thụ khoảng 560 tỷ lít nước mỗi năm. Con số có thể tăng lên khoảng 1.200 tỷ lít vào năm 2030 khi các công ty trang bị chip AI tiên tiến, đòi hỏi nhiều năng lượng và tỏa nhiệt cao hơn.

Hiện tại, nhiều trung tâm dữ liệu sử dụng hệ thống làm mát bay hơi. Theo Shaolei Ren, phó giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học California, trung tâm dữ liệu thường bay hơi 80% lượng nước, chỉ đưa 20% trở lại cơ sở xử lý nước thải.

Trung tâm dữ liệu còn tiêu thụ nước gián tiếp. Một bài báo nghiên cứu năm 2021 chỉ ra gần một nửa trung tâm dữ liệu tại Mỹ sử dụng năng lượng cung cấp bởi toàn bộ (hoặc một phần) nhà máy điện tiêu thụ nước, tại những khu vực thiếu nước. Theo IEA, 60% lượng nước tại các trung tâm dữ liệu được tiêu thụ gián tiếp.

Tìm kiếm giải pháp

Những công ty công nghệ từng đối mặt vấn đề tương tự. Steve Solomon, Phó chủ tịch kỹ thuật cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu tại Microsoft, cho biết trong giai đoạn đầu, trung tâm dữ liệu sử dụng điều hòa không khí để làm mát. Các hệ thống này tiêu thụ rất nhiều điện, khiến công ty phải phát triển công nghệ làm mát giúp tiết kiệm năng lượng.

Hiện nay, các công ty đang thử nghiệm một số giải pháp mới, gồm thiết kế lại trung tâm dữ liệu và chip để tiêu thụ ít nước hơn.

Theo Bloomberg, một số công ty đặt trực tiếp chip lên các tấm làm lạnh bằng nước, hoặc nhúng chip và máy chủ vào chất lỏng.

Các doanh nghiệp cũng thử nghiệm chất lỏng tổng hợp. Tuy nhiên, một số chất làm mát dần bị loại khỏi thị trường do sử dụng hóa chất vĩnh viễn, không phân hủy tự nhiên và có thể tồn tại trong động vật, con người, môi trường.

Gần đây, Microsoft đã thiết kế trung tâm dữ liệu đóng, giúp nước không bốc hơi mà liên tục lưu thông giữa máy chủ và máy làm lạnh. Thiết kế này dự kiến được triển khai lần đầu vào năm 2026 tại cơ sở Wisconsin và Arizona.

Crusoe Energy Systems, công ty đứng sau cơ sở Stargate của OpenAI tại Abilene, cũng có kế hoạch sử dụng hệ thống làm mát kín. Tuy nhiên, Ben Kortlang, đại diện G2 Venture Partners - nhà đầu tư của Crusoe, cho biết giải pháp này tiêu thụ nhiều điện hơn hệ thống bay hơi.

Trong lúc Thung lũng Silicon tìm kiếm giải pháp, những người ủng hộ nước cho biết công ty công nghệ cần minh bạch hơn về việc tiêu thụ nước. Hầu như không có thông tin công khai về mức độ sử dụng nước tại trung tâm dữ liệu.

Từng có trường hợp The Dalles, một thành phố tại Oregon, kiện Oregonian Media Group để ngăn công bố hồ sơ sử dụng nước của Google với lý do bí mật thương mại. Sau 13 tháng, chính quyền địa phương mới chấp nhận tiết lộ hồ sơ.

Jennifer Walker, Giám đốc Chương trình Bờ biển và Nước Texas tại Liên đoàn Động vật hoang dã Quốc gia Mỹ, nhấn mạnh quan chức tiểu bang cần biết nhiều hơn để lập kế hoạch sử dụng nước. Tuy nhiên khi Hội đồng Phát triển Nước Texas gửi khảo sát về sử dụng nước đến trung tâm dữ liệu, phản hồi không mấy khả quan.

“Chúng ta vừa chứng kiến một trong những mùa hè nóng nhất được ghi nhận tại Texas, và đã trải qua một số mùa hè nóng kỷ lục... Tôi quan ngại về bất cứ ngành công nghiệp tiêu thụ nhiều nước đến tiểu bang này”, Walker cho biết.