Проблема расхода воды на ИИ надумана

Большой материал Энди Мэсли доказывает, что потребление воды ИИ едва ли представляет проблему в каком-либо масштабе - национальном, местном или личном. Представление об обратном, по мнению автора, держится на трёх вещах: неприятии траты физических ресурсов на цифровые продукты, непонимании того, скольким людям служит ИИ, и вырванных из контекста огромных цифрах в галлонах, которые публикуются без всякого сравнения. Статья сознательно не затрагивает потребление электроэнергии ИИ - его Мэсли считает реальной проблемой.

Здесь важен контекст: Мэсли не утверждает, что дата-центры вообще не создают проблем с водой. Он говорит лишь о том, что реальный масштаб воздействия несопоставим с накалом общественной дискуссии. А там, где воздействие действительно есть, речь почти всегда идёт об осадке и строительном мусоре при земляных работах, а не о расходе воды при эксплуатации.

Определения, которые меняют суть

• Безвозвратное (consumptive) и возвратное (non-consumptive) водопотребление - вода испарилась и ушла против воды, которую завели в контур и вернули без изменений.
• Прямое (direct) и косвенное (indirect) - вода непосредственно в дата-центре против воды на электростанциях, которые его питают.
• Питьевая (potable) и необработанная пресная вода - питьевого качества против неочищенной.

Два факта, которые из этого следуют:

• Около 80% "потребления воды ИИ" в отчётах приходится на электростанции, а не на сам дата-центр. При этом почти вся вода на электростанциях используется возвратно: её забирают, прогоняют через систему и возвращают обратно.
• В среднем на один кВт*ч расходуется 4,35 л воды. У электронных часов прямой расход воды равен нулю, но косвенный составляет 0,2 л в сутки: каждые три дня часы "выпивают" бутылку воды на ближайшей электростанции. Так устроена любая электроэнергетика.

Куда на самом деле уходит вода для ИИ:

• ~90% - возвратная, косвенная, непитьевая. Электростанции возвращают воду в исходный водоём.
• ~7% - безвозвратная, косвенная, непитьевая. Испаряется на электростанциях.
• ~3% - безвозвратная, прямая, питьевая. Используется внутри самого дата-центра.

Масштаб страны

В 2023 году все дата-центры США (в основном обслуживающие обычный интернет, а не ИИ) потребляли 200-250 миллионов галлонов пресной воды в день. При этом суммарное суточное потребление пресной воды в США составляет ~132 миллиарда галлонов. Дата-центры - это 0,2% от общего объёма.

Непосредственно на площадках (onsite) расходовалось 50 млн галлонов в день - 0,04% от национального объёма пресной воды. На ИИ приходится около 20% мощности дата-центров, так что доля ИИ в общенациональном потреблении пресной воды составляет порядка 0,04% с учётом генерации энергии и 0,008%, если считать только воду на самих площадках.

Сравнение с "0,008% пресной воды Америки", к которому возвращается Мэсли: это около 10,6 млн галлонов в день, что в восемь раз превышает потребление его родного городка (Вебстер, штат Массачусетс, 16 000 жителей). Весь ИИ во всех дата-центрах США расходует столько же воды, сколько восемь небольших городков.

К 2030 году при стандартном прогнозе трёхкратного роста энергопотребления дата-центров прямой расход на площадках составит ~150 млн галлонов в день для всех дата-центров (0,12% от пресной воды США), из которых на ИИ придётся примерно 0,08%. Это 5% от расхода воды на поля для гольфа в США, ~5% расхода американской сталелитейной промышленности или полив 173 квадратных миль кукурузных полей.

Местный масштаб

В США зафиксирован лишь один округ, где дата-центр документально признан фактором роста тарифов на воду: округ Ньютон в штате Джорджия. Там Meta входит в число нескольких крупных промышленных потребителей наряду с фармацевтическим заводом и фабрикой Rivian, причём на ситуацию также влияют инфляция и бум жилищного строительства.

Известный заголовок New York Times о семейной паре из Джорджии, у которой "пересохли краны", на поверку связан со строительным осадком в грунтовых водах, а не с работой дата-центра: объект тогда ещё даже не запустили, и он не берёт воду из местных грунтовых вод. В статье неоднократно подчёркиваются подобные манипуляции: реальная проблема в этих публикациях вызвана стройкой как таковой (характерной для любого крупного здания), а не эксплуатацией готового дата-центра.

В округе Марикопа (Аризона - самый засушливый регион с наибольшим числом новых дата-центров) на дата-центры приходится 0,12% воды округа. На поля для гольфа уходит 3,8%. При этом дата-центры приносят в ~50 раз больше налоговых поступлений на галлон воды, чем поля для гольфа. Если заменить все поля для гольфа в Аризоне дата-центрами с тем же объёмом потребления воды, штат получал бы ещё ~$42 млрд в год налогов, что примерно удвоило бы текущий бюджет штата.

Аргумент Мэсли по местному воздействию: дата-центры ведут себя как обычные промышленные предприятия, подчиняются тем же нормативам и зачастую финансируют модернизацию местных систем водоснабжения по инвестиционным соглашениям (Те-Далс в Орегоне, Каунсил-Блафс в Айове, Куинси в Вашингтоне, Гудиер в Аризоне, Юматилла в Орегоне - в последнем случае ~96% охлаждающей воды возвращается фермерам).

Личный масштаб

Средний суточный водный след американца: 422 галлона. Один prompt к ИИ обходится примерно в ~2 мл воды с учётом электростанций (~0,3 мл только на площадке). Таким образом, суточный водный след одного человека эквивалентен 800 000 prompt'ов.

Сколько стоят привычные вещи в пересчёте на prompt'ы (по открытым данным о водном следе):

• Кожаная обувь: 4 000 000 prompt'ов
• Смартфон: 6 400 000 prompt'ов
• Джинсы: 5 400 000 prompt'ов
• Футболка: 1 300 000 prompt'ов
• Один лист бумаги: 2 550 prompt'ов
• Книга на 400 страниц: 1 000 000 prompt'ов

В пересчёте на электричество (~2 л/кВтч на электростанции ≈ 1000 prompt'ов воды на кВтч):

• Час игры на PS5: 200 prompt'ов
• Час работы на ноутбуке: 50 prompt'ов
• Светодиодная лампа за час: 6 prompt'ов
• Приём ванны: 5 000 prompt'ов (при этом сама ванна вмещает 80 000 prompt'ов воды)

10 000 prompt'ов в год - это 1/300 000 часть персонального годового водного следа. Если представить этот след в виде мили, 10 000 prompt'ов составят полсантиметра (0,2 дюйма).

Особенности питьевой воды

Распространённое возражение: ИИ расходует питьевую воду, запасы которой ограничены сильнее, чем просто пресной. Ответ Мэсли: очистка сырой пресной воды до питьевого качества стоит дёшево (~$1 на 1000 галлонов чистых затрат на подготовку), у водоканалов действует понятный эффект масштаба, а появление крупного стабильного покупателя в богатом водой регионе оплачивает инфраструктуру, снижая себестоимость очищенной воды для всех остальных.

Логика нарушается лишь тогда, когда в дефиците сама сырая пресная вода, но это проблема пресной воды, а не подготовки питьевой. Тезис о том, что "дата-центры тратят драгоценную питьевую воду", вывернут наизнанку: в регионах с обилием пресной воды новые крупные потребители делают питьевую воду дешевле.

В абсурдном, но досконально просчитанном сценарии, где десятикратный рост ИИ полностью сосредоточится всего в четырёх главных округах с дата-центрами, а все затраты на водоочистку каким-то образом переложат исключительно на домохозяйства (вместо ИИ-компаний или коммерческих тарифов), расходы одной семьи на воду в этих округах к 2030 году вырастут примерно на 3%.

Загрязнение воды

В статье разбираются три механизма, которыми дата-центры могут влиять на качество воды: строительный осадок, концентрация существующих примесей при испарении и химикаты для водоподготовки в продувочных водах (blowdown). Ни один из них не приводил к подтверждённому масштабному ущербу. Две громкие истории (супруги из Джорджии с пересохшими кранами и орегонский сюжет "Amazon вызывает рак") на деле вызваны другими причинами: строительным осадком в Джорджии и многолетним загрязнением нитратами от сельского хозяйства вкупе с неисправными очистными сооружениями в Орегоне. Amazon урегулировала иск в Орегоне лишь в качестве одного из 17 ответчиков и в мировом соглашении прямо отвергла обвинения в нарушениях.

Компромиссы

Водяное охлаждение энергоэффективнее воздушного (снижает общее энергопотребление на 10%), что означает меньшие выбросы CO₂. В регионах с богатыми водными ресурсами водяное охлаждение обычно является наиболее экологичным выбором. Воздушное охлаждение применяют в пустынях, поскольку именно там соотношение затрат меняется на противоположное.

Критика медиа

Автор подробно разбирает манипуляции в СМИ:

• Заявление Washington Post за 2024 год о том, что "каждое электронное письмо равно бутылке воды", потребовало наслоения шести наихудших допущений, включая нахождение дата-центра в штате Вашингтон, признание воды на ГЭС "потерянной впустую" и предположение, что LLM 2024 года ничуть не эффективнее LLM 2020 года.
• Статья The Economic Times "Техасцы реже принимают душ из-за ИИ" опиралась на цифру в 463 млн галлонов за два года: это 640 тыс. галлонов в день, то есть 0,005% водопотребления Техаса, что эквивалентно появлению 1600 новых жителей.
• Множество вариаций той же пугающей риторики в региональных изданиях.

Место в контексте

Статья служит противовесом hold-on-to-your-hardware (где речь идёт о дефиците потребительского "железа" как реальном косвенном следствии бума ИИ) и в целом критическому корпусу anti-llm-discourse. Она также примыкает к ai-bubble-pale-horses и subprime-ai-crisis, но отстаивает более узкий тезис: если инфраструктура продолжит строиться, вода точно не станет сдерживающим фактором или поводом для отзыва общественного согласия; если же бум захлебнётся из-за собственной экономики, причины будут совсем другими.

Позиция автора относится к категории, мало представленной в других материалах базы: аргументы в пользу ИИ на основе узкого технического анализа. Мэсли подчёркивает, что не является безусловным сторонником ИИ, но выступает против манипуляций с цифрами, которые отвлекают внимание от действительно серьёзных проблем отрасли.