Lượng khí thải của Google tăng gần 50% trong 5 năm do sự bùng nổ AI, mục tiêu tham vọng khó đạt được

Gã khổng lồ công nghệ Mỹ vừa tiết lộ lượng khí thải nhà kính của họ đã tăng 48% trong 5 năm qua.

Google cho biết mức tiêu thụ điện trong các trung tâm dữ liệu và lượng khí thải của chuỗi cung ứng là nguyên nhân chính dẫn đến sự gia tăng này. Trong báo cáo môi trường hàng năm, công ty tiết lộ lượng khí thải vào 2023 đã tăng 13% so với 2022, cụ thể là 14,3 triệu tấn.

Đầu tư đáng kể vào AI, Google cho biết mục tiêu “cực kỳ tham vọng” đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2030 của họ “sẽ không dễ dàng”. Gã khổng lồ tìm kiếm Mỹ nói “sự không chắc chắn đáng kể xung quanh việc cố đạt được mục tiêu do tác động đến môi trường trong tương lai của AI rất phức tạp và khó dự đoán”.

Lượng khí thải của Google đã tăng gần 50% kể từ 2019 (năm cơ sở cho mục tiêu đạt mức phát thải ròng bằng 0 của Google), đòi hỏi công ty phải loại bỏ một lượng CO2 bằng với lượng phát thải của mình.

Cơ quan Năng lượng Quốc tế ước tính rằng tổng mức tiêu thụ điện của các trung tâm dữ liệu có thể tăng gấp đôi từ mức năm 2022 lên 1.000 TWh (terawatt giờ) vào 2026, xấp xỉ mức nhu cầu điện của Nhật Bản.

Theo tính toán từ công ty nghiên cứu SemiAnalysis, AI sẽ khiến các trung tâm dữ liệu sử dụng 4,5% sản lượng điện toàn cầu vào năm 2030.

Các trung tâm dữ liệu đóng một vai trò quan trọng trong việc đào tạo và vận hành các mô hình ngôn ngữ lớn như Gemini của Google và GPT-4 của OpenAI (nền tảng cho chatbot AI).

Năm nay, Microsoft thừa nhận rằng việc sử dụng năng lượng liên quan đến các trung tâm dữ liệu của họ đang gây nguy hiểm cho mục tiêu tham vọng là âm carbon vào năm 2030. Brad Smith, Chủ tịch Microsoft, thừa nhận vào tháng 5 rằng “mục tiêu đã thay đổi” do chiến lược AI của công ty.

Bill Gates, người đồng sáng lập Microsoft, tuần trước cho biết AI sẽ giúp chống lại khủng hoảng khí hậu vì các hãng công nghệ lớn thực sự sẵn sàng trả thêm tiền cho việc sử dụng các nguồn điện sạch để “nói rằng họ đang dùng năng lượng xanh”.

Các hãng công nghệ lớn mua lượng năng lượng tái tạo rất lớn trong nỗ lực đáp ứng mục tiêu về khí hậu của họ. Tuy nhiên, các cam kết giảm phát thải CO2 đang đi ngược lại với chiến lược đầu tư mạnh vào sản phẩm AI đòi hỏi tiêu thụ lượng năng lượng đáng kể để đào tạo và triển khai trong các trung tâm dữ liệu, cùng lượng khí thải carbon liên quan đến việc sản xuất cũng như vận chuyển các máy chủ và chip được sử dụng trong quá trình đó.

Sử dụng nước nhiều là yếu tố khác tác động đến môi trường trong sự bùng nổ AI. Một nghiên cứu ước tính rằng AI có thể chiếm tới 6,6 tỉ mét khối nước (1 mét khối = 1.000 lít) vào năm 2027, gần 2/3 lượng tiêu thụ nước hàng năm của Anh.

Trong báo cáo môi trường năm 2023, Google cho biết đã tiêu thụ 5,6 tỉ gallon nước (1 gallon = 3,785 lít) vào 2022, tương đương 37 sân golf. Hầu hết trong số đó, 5,2 tỉ gallon nước, được sử dụng cho các trung tâm dữ liệu của Google, tăng 20% so với số lượng mà công ty báo cáo vào năm trước.

Những con số này cho thấy rõ chi phí môi trường khi vận hành các trung tâm dữ liệu khổng lồ, thường đòi hỏi lượng nước lớn để giữ cho hệ thống mát mẻ. Khi Google và các hãng công nghệ khác tham gia cuộc đua AI đang tăng tốc xây dựng các trung tâm dữ liệu mới, lượng nước tiêu thụ sẽ tiếp tục tăng lên.

Shaolei Ren, phó giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học California (Mỹ), cho biết mức tiêu thụ nước tăng 20% gần như phù hợp với sự gia tăng năng lực tính toán của Google, phần lớn được thúc đẩy bởi AI.

Tuy nhiên, Shaolei Ren e ngại rằng việc sử dụng nước của Google tăng lên trong dài hạn có thể tác động tiêu cực đến môi trường, ngay cả khi công ty cam kết bổ sung nước để bù đắp cho việc tiêu thụ. "Việc này chỉ làm cho việc quản lý nước của họ sẽ tốt hơn, nhưng nước vẫn bị tiêu thụ", ông nói với Insider.

Google thông báo đặt mục tiêu đến năm 2030 là hạn chót để bổ sung 120% lượng nước ngọt mà họ tiêu thụ tại các văn phòng và trung tâm dữ liệu của mình. Tính đến tháng 7.2023, Google chỉ mới bổ sung 6%, theo báo cáo của công ty.

Theo trang Insider, phần lớn nước mà Google đang tiêu thụ hiện nay "có thể uống được", đủ sạch để dùng làm nước uống.

Trong báo cáo mới nhất của mình, Google cho biết đã tính đến "tình trạng căng thẳng về nước tại địa phương" (hay khan hiếm nước) và tiết lộ 82% lượng nước ngọt mà họ lấy vào năm 2022 đến từ các khu vực có nhiều nước.

Với 18% còn lại, Google cho biết đang "tìm kiếm các đối tác và cơ hội mới", nhưng có thể phải đối mặt với sự phản đối tăng cao khi nhiều nơi đối diện tình trạng thiếu nước.

Vào năm 2019, Google đã lên kế hoạch cho một trung tâm dữ liệu ở thành phố Mesa (bang Arizona, Mỹ), được đảm bảo cung cấp 4 triệu gallon nước mỗi ngày. Thế nhưng, trang Insider chỉ ra Arizona phải đối mặt với tình trạng thiếu nước nên có thể cản trở một số loại giao dịch này.

Thật vậy, một phát ngôn viên Google nói với Insider rằng trung tâm dữ liệu Mesa sau khi được hoàn thành sẽ sử dụng "công nghệ làm mát bằng không khí" để thay thế.

Cũng đang xây dựng một trung tâm dữ liệu ở Arizona, Meta Platforms đã sử dụng hơn 697 triệu gallon nước (2,6 triệu mét khối nước) vào năm 2022, chủ yếu dành cho các trung tâm dữ liệu. Quá trình đào tạo mô hình ngôn ngữ lớn mới nhất Llama 3 của Meta Platforms tiêu tốn rất nhiều nước.

“ChatGPT tiêu thụ lượng điện mỗi ngày gấp 17.000 lần một hộ gia đình ở Mỹ”

AI được kỳ vọng sẽ tác động lớn đến cuộc sống hàng triệu người trên thế giới, nhưng mặt trái là công nghệ này đang tiêu thụ rất nhiều điện năng.

Theo trang The New Yorker, ChatGPT (chatbot AI đình đám của OpenAI) có thể đang sử dụng hơn nửa triệu kilowatt-giờ (kWh) điện để đáp ứng khoảng 200 triệu truy vấn từ người dùng mỗi ngày.

The New Yorker cho biết một hộ gia đình ở Mỹ trung bình sử dụng khoảng 29 kilowatt-giờ điện mỗi ngày. Theo đó, ChatGPT tiêu thụ lượng điện nhiều gấp 17.000 lần một hộ gia đình ở Mỹ mỗi ngày.

Nếu được tiếp tục được cải tiến và sử dụng nhiều hơn, ChatGPT nói riêng và AI tạo sinh nói chung có thể tiêu thụ nhiều điện hơn đáng kể.

AI tạo sinh là một loại AI có mục tiêu chính là tạo ra thông tin mới, thường thông qua quá trình học máy và học sâu. Loại AI này không chỉ giải quyết các nhiệm vụ cụ thể, mà còn có khả năng tạo ra dữ liệu, văn bản, hình ảnh, âm thanh, video và nhiều loại thông tin khác.

Ví dụ, nếu Google tích hợp công nghệ AI tạo sinh vào mọi tìm kiếm thì sẽ dẫn đến việc tiêu thụ khoảng 29 tỉ kilowatt-giờ điện mỗi năm, theo tính toán của Alex de Vries, nhà khoa học dữ liệu của Ngân hàng Quốc gia Hà Lan, trong một bài báo về năng lượng bền vững đăng trên tạp chí Joule. Theo The New Yorker, đó là lượng điện nhiều hơn các quốc gia như Kenya, Guatemala và Croatia tiêu thụ trong một năm.

“AI tiêu thụ rất nhiều điện năng. Mỗi máy chủ AI đều có thể tiêu thụ nhiều điện năng hơn chục hộ gia đình ở Anh cộng lại. Vì vậy, con số tăng lên rất nhanh", de Vries nói với trang Insider.

Tuy nhiên, rất khó để ước tính lượng điện mà ngành công nghiệp AI tiêu thụ. Theo trang The Verge, có sự khác biệt đáng kể trong cách các mô hình ngôn ngữ lớn vận hành và các hãng công nghệ lớn (vốn đang thúc đẩy sự bùng nổ AI) vẫn chưa công bố chính xác về việc sử dụng năng lượng của họ.

Trong bài báo của mình, Alex de Vries đã đưa ra tính toán sơ bộ như trên dựa vào số liệu được Nvidia công bố. Nvidia là hãng chip lớn nhất và có giá trị nhất thế giới, là trung tâm của sự bùng nổ AI. Theo số liệu từ hãng New Street Research, Nvidia chiếm khoảng 95% thị phần bộ xử lý đồ họa (GPU).

Alex de Vries ước tính trong bài báo rằng đến năm 2027, toàn bộ lĩnh vực AI sẽ tiêu thụ từ 85 đến 134 terawatt-giờ điện (1 terawatt-giờ bằng 1 tỉ kilowatt-giờ) mỗi năm.

Ông nói với trang The Verge: “Mức tiêu thụ điện của AI có khả năng chiếm một nửa lượng tiêu thụ điện toàn cầu vào năm 2027. Tôi nghĩ đó là một con số khá đáng kể”.

Một số doanh nghiệp sử dụng điện năng nhiều nhất thế giới thậm chí không bằng con số nêu trên. Theo tính toán từ Insider dựa trên báo cáo của hãng Consumer Energy Solutions, Samsung Electronics sử dụng gần 23 terawatt-giờ điện mỗi năm, trong khi gã khổng lồ công nghệ Google dùng hơn 12 terawatt-giờ điện mỗi năm và Microsoft xài hơn 10 terawatt-giờ điện mỗi năm để vận hành các trung tâm dữ liệu, mạng, thiết bị người dùng.