Nota redakcyjna SOTN: Dlaczego nikt nie mówi o głębokich i wszechobecnych skutkach zdrowia ludzi, jakie powodują te centra danych AI w całych Stanach Zjednoczonych? Mnóstwo poważnych dolegliwości zdrowotnych i przewlekłych chorób tylko jeszcze bardziej osłabi i unieruchomi obywateli USA. A wydatki na leczenie z własnej kieszeni i ubezpieczenia zdrowotnego będą tylko gwałtownie rosnąć, gdy te centra danych załamią amerykański krajobraz, jeszcze bardziej doprowadzając do bankructwa zarówno rodzin, jak i osób prywatnych. Nie wspominając o narodzie.
Musimy rozmawiać o wpływie AI na zdrowie publiczne > Zanieczyszczenie centrów danych jest powiązane z astmą, zawałami serca i innymi problemami
Adam Wierman & Shaolei Ren
Adam Wierman jest profesorem informatyki i nauk matematycznych im. Carla F. Brauna na Caltech.
Shaolei Ren jest adiunktem inżynierii elektrycznej i komputerowej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Riverside.
Większość ludzi słyszała o wpływie dzisiejszego boomu na sztuczną inteligencję na środowisko, wynikającym z rozległych centrów danych wypełnionych energożernymi serwerami. Tylko w Stanach Zjednoczonych prognozuje się, że popyt na AI sprawi, że zużycie energii elektrycznej w centrach danych osiągnie 6,7 do 12,0 procent całkowitej energii w kraju do 2028 roku. Do tego samego dnia zużycie wody do chłodzenia tych centrów danych ma się podwoić, a nawet poczwórzyć w porównaniu z poziomem z 2023 roku.
Jednak wiele osób nie połączyło centrów danych z ochroną zdrowia publicznego. Elektrownie i generatory zapasowe niezbędne do utrzymania pracy centrów danych generują szkodliwe zanieczyszczenia powietrza, takie jak drobne cząstki i tlenki azotu (NOx). Te zanieczyszczenia natychmiast negatywnie wpływają na zdrowie człowieka, wywołując objawy astmy, zawały serca, a nawet pogorszenie funkcji poznawczych.
Jednak wkład AI w zanieczyszczenie powietrza i obciążenie zdrowia publicznego często pomija się w rozmowach o odpowiedzialnym projektowaniu AI. Dlaczego?
Ponieważ zanieczyszczenie powietrza jest "cichym zabójcą". Chociaż zaczynają pojawiać się obawy dotyczące wpływu centrów danych na zdrowie publiczne, w tym potencjalnych powiązań ze wzrostem liczby zachorowań na raka, większość twórców modeli AI, praktyków i użytkowników po prostu nie zdaje sobie sprawy z poważnych zagrożeń zdrowotnych związanych z energią i infrastrukturą napędzającą nowoczesne systemy AI.
Niebezpieczeństwo zanieczyszczenia powietrza
Zanieczyszczenie powietrza jest odpowiedzialne za około 4 miliony przedwczesnych zgonów na całym świecie każdego roku. Największym winowajcą są drobne cząstki o średnicy 2,5 mikrometra lub mniej (zwane PM 2,5), które mogą przedostać się głęboko do dróg oddechowych i płuc. Obok nadciśnienia, palenia i wysokiego poziomu cukru, zanieczyszczenie powietrza jest jednym z głównych czynników ryzyka zdrowotnego. Bank Światowy szacuje globalny koszt zanieczyszczenia powietrza na 8,1 biliona dolarów amerykańskich, co odpowiada 6,1 procent światowego produktu krajowego brutto.
Wbrew powszechnemu przekonaniu, zanieczyszczenia powietrza nie pozostają blisko źródeł emisji: mogą przemieszczać się setki mil. Co więcej, PM 2.5 jest uznawany za "nieprogowy" zanieczyszczenie, co oznacza, że nie ma bezpiecznego poziomu narażenia.
Skoro zagrożenie tego zanieczyszczenia jest dobrze potwierdzone, pojawia się pytanie: Ile jest odpowiedzialne za AI? W naszych badaniach jako profesorowie na Caltech i Uniwersytecie Kalifornijskim w Riverside postanowiliśmy odpowiedzieć na to pytanie.
Ilościowe określenie kosztów zdrowia publicznego wynikającego z AI
Aby zapewnić dostępność usług AI nawet podczas przerw w sieci, centra danych polegają na dużych zestawach generatorów zapasowych, które zwykle spalają olej napędowy. Chociaż całkowity czas pracy generatorów zapasowych jest ograniczony i regulowany przez lokalne agencje środowiskowe, ich emisje są wysokie. Typowy generator diesla może wyemitować od 200 do 600 razy więcej NOx niż elektrownia gazowa produkująca taką samą ilość energii elektrycznej.
Najnowszy raport stanu Wirginia ujawnił, że generatory zapasowe w centrach danych w Wirginii emitowały około 7 procent dozwolonych pozwoleń w 2023 roku. Według narzędzia modelującego COBRA Agencji Ochrony Środowiska USA, które mapuje, jak zanieczyszczenie powietrza wpływa na zdrowie ludzi na poziomie lokalnym, stanowym i federalnym, koszt zdrowia publicznego tych emisji w Wirginii szacowany jest na 150 milionów dolarów, dotykając społeczności tak odległe jak Floryda. Wyobraź sobie, jaki by to miało wpływ na maksymalny poziom emisji.
Dodatkowo pogłębia ryzyko zdrowia publicznego, że duża grupa generatorów centrów danych w regionie może działać jednocześnie podczas przerw w sieci lub niedoborów w ramach programów reagowania na zapotrzebowanie, co może powodować krótkoterminowe skoki emisji PM2.5 i NOx, które są szczególnie szkodliwe dla osób z problemami płucnymi.
Następnie przyjrzyjmy się dalej niż generatorom zapasowym i zaopatrzmy się w dostawy energii z sieci. Większość energii elektrycznej zasilającej centra danych AI pochodzi z elektrowni spalających paliwa kopalne, które uwalniają szkodliwe zanieczyszczenia powietrza, w tym PM2.5 i NOx. Pomimo lat postępu, elektrownie pozostają głównym źródłem zanieczyszczenia powietrza w Stanach Zjednoczonych.
Obliczyliśmy, że trenowanie jednego dużego generatywnego modelu AI w Stanach Zjednoczonych, takiego jak Llama 3.1 firmy Meta, może wygenerować PM 2.5 co ponad 10 000 podróży samochodem między Los Angeles a Nowym Jorkiem.
Według naszych badań, w 2023 roku zanieczyszczenie powietrza przypisywane amerykańskim centrom danych było odpowiedzialne za szacunkowe szkody zdrowotne na poziomie 6 miliardów dolarów. Jeśli obecny trend wzrostu AI się utrzyma, prognozuje się, że do 2030 roku liczba ta osiągnie od 10 do 20 miliardów dolarów rocznie, co dorównuje wpływowi emisji pochodzących z 30 milionów pojazdów w Kalifornii.
Dlaczego emisja węglowa i efektywność energetyczna to nie cała historia
Dotychczas wysiłki mające na celu ograniczenie śladu środowiskowego AI koncentrowały się głównie na emisji dwutlenku węgla i efektywności energetycznej. Te działania są ważne, ale mogą nie złagodzić skutków zdrowotnych, które w dużej mierze zależą od miejsca, w którym występują emisje.
Węgiel wszędzie jest wszędzie. Wpływ dwutlenku węgla na klimat jest w dużej mierze taki sam bez względu na miejsce jego emisji. Jednak wpływ zanieczyszczenia powietrza na zdrowie w dużej mierze zależy od czynników regionalnych, takich jak lokalne źródła energii, wzorce wiatrowe, pogoda i gęstość zaludnienia.
Mimo że emisje dwutlenku węgla i szkodliwe dla zdrowia zanieczyszczenia powietrza mają pewne wspólne źródła, wyłączne skupienie się na ograniczaniu emisji nie musi koniecznie zmniejszać, a nawet pogłębiać zagrożenia dla zdrowia publicznego. Na przykład nasze najnowsze (i nieopublikowane) badania wykazały, że redystrybucja energii Meta w 2023 roku w amerykańskich centrach danych w celu priorytetowego traktowania redukcji emisji mogłaby potencjalnie obniżyć całkowitą emisję dwutlenku węgla o 7,2 procent, ale zwiększyć koszty zdrowia publicznego o 2,8 procent.
Podobnie, skupienie się wyłącznie na efektywności energetycznej może zmniejszyć emisję zanieczyszczeń powietrza, ale nie gwarantuje zmniejszenia wpływu na zdrowie. Wynika to z faktu, że trenowanie tego samego modelu AI przy użyciu tej samej ilości energii może przynieść zupełnie inne wyniki zdrowotne w zależności od lokalizacji. We wszystkich amerykańskich centrach danych Meta odkryliśmy, że koszt szkolenia tego samego modelu w zdrowiu publicznym może się różnić ponad dziesięciokrotnie.
Potrzebujemy AI opartej na zdrowiu
Rozwiązania po stronie podaży, takie jak wykorzystanie paliw alternatywnych jako generatorów zapasowych czy pozyskiwanie energii elektrycznej z czystych paliw, mogą zmniejszyć wpływ AI na zdrowie publiczne, ale wiążą się ze znaczącymi wyzwaniami.
Czyste generatory zapasowe, które oferują taki sam poziom niezawodności jak diesla, są nadal ograniczone. I pomimo postępu w odnawialnych źródłach energii, paliwa kopalne pozostają głęboko zakorzenione w miksu paliw energetycznych. Amerykańska Administracja Informacji Energetycznej prognozuje, że produkcja energii elektrycznej z węgla w 2050 roku pozostanie na poziomie około 30 procent poziomu z 2024 roku w scenariuszu alternatywnej energii, w którym elektrownie będą działać zgodnie z przepisami obowiązującymi przed kwietniem 2024 roku. Na całym świecie udział węgla i innych paliw kopalnych w produkcji energii elektrycznej pozostał niemal na stałym poziomie przez ostatnie cztery dekady, co podkreśla trudności całkowitej zmiany dostaw energii zasilającej centra danych.
Wierzymy, że strategie po stronie popytu, uwzględniające przestrzenne i czasowe różnice w skutkach zdrowotnych, mogą natychmiast dostarczyć skutecznych i możliwych do wykonania rozwiązań. Strategie te są szczególnie dobrze dopasowane do centrów danych AI, oferujących znaczną elastyczność operacyjną. Na przykład szkolenia AI często mogą działać w dowolnych dostępnych centrach danych i zazwyczaj nie mają sztywnych terminów, więc te zadania mogą być kierowane do lokalizacji lub odkładane na czasy mniejsze dla zdrowia publicznego. Podobnie zadania wnioskowania — czyli praca, którą model wykonuje przy tworzeniu wyjścia — mogą być kierowane między wieloma centrami danych bez wpływu na doświadczenie użytkownika.
Włączając wpływ na zdrowie publiczne jako kluczowy wskaźnik wydajności, te elastyczność może zostać wykorzystana do zmniejszenia rosnącego obciążenia zdrowotnego AI. Co kluczowe, to podejście oparte na zdrowiu do AI wymaga minimalnych zmian w istniejących systemach. Firmy muszą po prostu brać pod uwagę koszty zdrowia publicznego przy podejmowaniu decyzji.
Chociaż koszty zdrowia publicznego wynikające z AI szybko rosną, AI niesie również ogromne szanse na rozwój zdrowia publicznego. Na przykład w sektorze energetycznym AI potrafi poruszać się po złożonej przestrzeni decyzyjnej dotyczącej dyspozycji elektrowni w czasie rzeczywistym. Poprzez dostosowanie stabilności sieci do celów zdrowia publicznego, AI może pomóc zminimalizować koszty opieki zdrowotnej, jednocześnie utrzymując niezawodne źródło energii.
AI szybko staje się użytecznością publiczną i będzie nadal głęboko przekształcać społeczeństwo. Dlatego musimy patrzeć na AI przez pryzmat publiczny, z jej wpływem na zdrowie publiczne jako kluczowym czynnikiem. Jeśli będziemy to dalej ignorować, koszty zdrowia publicznego wynikające z AI będą tylko rosły. Sztuczna inteligencja oparta na zdrowiu oferuje jasną drogę naprzód do rozwoju AI, jednocześnie promując czystsze powietrze i zdrowsze społeczności.
____
https://spectrum.ieee.org/data-centers-pollution
Przetlumaczono przez translator Google
zrodlo:https://stateofthenation.info/
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz