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惊!AI 每回答一个问题会消耗多少水?

Ailiaili546901个月前98条评论
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当 AI 遇上水:一场隐秘的资源博弈

你或许知道生产一瓶 500 毫升的可口可乐需要消耗多少水吗?不同 AI 或许会给出各异答案,但生产者给出的官方数据是 690 毫升。在可口可乐公司 2024 年的环境报告中,明确提及当年用水比为 1.38,即每生产 1 升饮料需 1.38 升水。多出来的水,用于清洗设备、冷却系统,最终作为工业废水排出。需注意,这仅是工厂生产环节的用水情况,尚未涵盖产品全生命周期的水消耗。

现在,让我们向 AI 抛出第二个问题:“回答完刚才的问题,你自己消耗了多少水?”你或许会不假思索地认为答案是 0,毕竟 AI 只是电子程序,与水似乎毫无关联。然而,事实远非如此,AI 的耗水量远超你的想象。

OpenAI 的 CEO 奥特曼称,GPT 回答一次问题的耗水量是 0.3 毫升,乍一听微不足道,不过几滴眼泪的量。但加州大学河滨分校的研究者却表示,一次查询至少得十几毫升,差不多够你喝上一口。还有研究者更为精细,在对比众多 AI 后得出结论:当下热门的 AI 工具,每次回答需消耗一百多毫升水,足够装满一小杯。

数据差距如此悬殊,究竟谁对谁错?答案是:都正确,只是各自都耍了些“小手段”。

要理解这些数据差异,需从 AI 耗水的根源说起。你一定有过手机发烫的经历,比如在信号不佳处开启导航,或是连续玩一小时游戏,手机烫得仿佛要爆炸。这是因为芯片在消耗电能运算时,部分电能会转化为热能。当运算量骤增,如信号太差需不断搜索基站,或游戏画面过于复杂时,仅靠背板散热远远不够,手机便会越来越烫。

AI 数据中心亦是如此。成千上万台服务器昼夜不停地运行,单台机柜功率从几十千瓦到数百千瓦不等,运算能力惊人,产生的热量同样惊人。仅靠风冷,散热效率远远无法满足需求。就像电视剧《疑犯追踪》里呈现的服务器过热警告场景,数据中心必须借助水来散热。无论冷却系统如何设计,是冷却塔、闭环水冷,还是将整个数据中心建在海底,核心原理大同小异:利用水带走热量。

但这些水不会永远留存在散热系统中。一部分水在吸收热量后会蒸发,剩余的水虽可循环回收利用,但循环水中的杂质会逐渐增多,需及时排出处理废水,补充清洁的循环水以保证系统正常运行。蒸发与排放,是数据中心最直接的水消耗,然而这并非全部。

另一部分水消耗源于电。数据中心运转离不开电,而发电厂无论是烧煤、烧气还是利用核能,都需要消耗水来辅助生产。这部分隐形的水消耗极易被忽视,实则占据大头。多数情况下,发电用水比数据中心直接用水更多。不同数据中心和电厂的技术存在差异,以美国平均数据为例,数据中心本身耗水约为每度电 0.55 升,发电厂耗水约为每度电 3.142 升,二者相加,每耗一度电,差不多要消耗 4 升水。

现在,我们来算一算这笔“水账”。加州大学河滨分校的研究者认为,一次 AI 查询消耗 4 瓦时(0.004 度)电,乘以数据中心和发电厂的耗水量,得出结果为十几毫升(16 毫升),不过这一数据较为粗略。而在最新研究中,研究者对不同模型的耗电量分别进行估算,发现在一条长提示词下,GPT4.5、Deepseek R1 等模型能消耗 100 多毫升水。

至于 OpenAI CEO 给出 0.3 毫升的答案,实则是耍了个“小花招”。他引述了同一篇文章,不过是研究列表中 GPT 系列里最小的模型 GPT - 4.1 nano 在短提示词下的耗水量。从理论上讲并无错误,但并非所有用户都只会使用 nano 模型。

若取个平均值,依据 OpenAI 和 Google 公布的报告,一条请求的平均耗电量大概在 0.3 瓦时,那么一条请求消耗 1 毫升水或许是较为合理的估算。若要进一步较真细算,还需引入水足迹的概念,不仅要算直接用水,还要算间接用水。制造一片 AI 芯片需几千升超纯水清洗,运输、包装、建厂等环节,无一不在消耗水。

这就如同计算一瓶可乐的完整水足迹,不能仅算瓶子里的 500 毫升和工厂用掉的 190 毫升,还需考虑甘蔗种植、制糖、运输等环节的用水。算完你会发现,一瓶使用古巴蔗糖的可乐,水足迹高达几百升。相比之下,零度可乐因使用人工甜味剂,水足迹要小得多(看来喝无糖可乐,不仅能减少糖分摄入,还能降低“水债务”)。

但谁能如此精细地计算呢?理论上,所有环节都应纳入计算,可实际计算量庞大且难以精确,所以当讨论 AI 的水消耗时,多数研究者默契地止步于发电厂环节。若再向上追溯,里面的数字大得会让资本市场的投资人望而却步。

AI 消耗的水有何影响?

那么,若按 AI 回答一次问题消耗 1 毫升水计算,这一数字是多还是少呢?人工智能公司会安抚你,无需担忧,即便你努力用 AI 查询一整天,消耗的水量也不过相当于喝一瓶可乐。然而,环保主义者会发出警告:一个谷歌公司一年消耗 265 亿升水,与可口可乐公司一年的耗水量不相上下,这绝非小事。

双方所言皆为事实,但这个问题本身是否恰当呢?耗水与耗电存在根本性差异。电用完后便不复存在,烧的煤也无法再生。但水是可循环资源,从地球物理学角度看,地球上的水总量几乎恒定不变。今天从数据中心蒸发的水,明天可能化作太平洋上的一朵云,后天或许成为西雅图的一场雨。

从全局视角审视,人工智能消耗的水资源看似数字庞大,但即便在未来十几年增长数倍,其对环境的影响也远不及电力消耗。虽然取水和净化过程也需要能量并产生碳排放,但与数据中心的电力消耗相比,这部分消耗微不足道。

因此,从整体层面看,AI 消耗一些水似乎并无大碍。但问题在于,水从来都不是一个全球性问题,而是局部问题。在水资源议题中,最重要的并非地球上有多少水,而是水分布在何处。

大公司们自然明白这一道理,所以他们总是强调绿色、环保、可持续的未来。在其环境报告中,“水资源中和”一词频繁出现。他们声称每年都在进行生态补水,力求“补充比消耗更多的水”,听起来极具责任感,不是吗?

在这方面,饮料公司堪称经验丰富的“老手”。可口可乐公司在被指责抢夺水资源数十年后,终于在 2016 年宣称完成“100%水回馈”。然而,生态补水的实际举措通常是恢复湿地或增加储水设备回灌地下水,且这些举措的实施地点往往不在工厂所在地。账面上虽实现了中和,但当地居民面临的缺水问题依旧严峻。

科技公司们也觉得“水资源中和”是个不错的概念,纷纷表示要努力达成这一目标,但他们在数据中心选址时却另有一套逻辑。

修数据中心需要什么?

修建数据中心需要哪些条件呢?其一,便宜的地,即人烟稀少之地;其二,便宜的电,这意味着需要新建电厂,而电厂同样需要土地;其三,宽松的监管,通常这类地区经济欠发达,急需更多投资机会。

综合这些条件,结果便是近一半的新数据中心都建在了高度甚至极度缺水的地区。这些地区经济往往不发达,新数据中心能为当地带来投资和工作机会,从政府角度看是受欢迎的。然而,数据中心的建设却会让原本稀缺的用水更加紧张,一座数据中心的落成,甚至可能导致居民水井干涸,无法保障正常生活用水。

在这种情况下,去巴西保护雨林似乎只是一个美好的愿景。

我们可以做些什么?

终于,有人对数据中心的建设说“不”。在亚利桑那州的 Tucson 市 Pima 县,议会在仔细核算水账后,决定拒绝亚马逊的“蓝色计划”。

在此案例中,新数据中心预计用水量将超过 4 个高尔夫球场的用水量。尽管建筑公司提出扩建本地废水回收系统以弥补用水增量,并在合同中加入“最终达到零净消耗”的条款,但居民仍不买账。原因在于,建筑公司的这些承诺缺乏详细可靠的配套计划,合同条款虽对公司有一定约束力,但即便无法兑现,也不过是赔钱而已——而产生的缺水问题,可不是赔钱就能解决的。

本地议员在听取居民意见后,以 7 - 0 的投票结果一致否决了该计划。

这或许是人类首次在水与 AI 之间,选择了水。但我们未来还将面临无数次这样的选择。

水的历史源远流长,它们源自 45 亿年前与地球相撞的忒伊亚行星,在星际间穿梭,于海洋与云层间不断相变轮回。恐龙饮过,你我亦在饮用。

AI 的历史则极为短暂,短到我们尚未完全适应它的存在。

我们向 AI 提问,AI 似乎在向水“提问”,而水却不知答案。

它只知道,在所有问题消散之后,它依然会存在于那里。

就像 45 亿年前一样。


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