Ferramentas de IA impulsionaram um aumento de 34% no consumo de água da Microsoft, e uma cidade com seus centros de dados está preocupada com o efeito no abastecimento residencial.

O aumento de 34% no consumo de água da Microsoft, impulsionado por ferramentas de IA, preocupa uma cidade com seus centros de dados e o abastecimento residencial.

Mas uma coisa que a OpenAI, apoiada pela Microsoft, precisava para sua tecnologia era muita água, retirada das bacias hidrográficas dos rios Raccoon e Des Moines, no centro de Iowa, para resfriar um supercomputador potente enquanto ajudava a ensinar seus sistemas de IA a imitar a escrita humana.

Enquanto correm para aproveitar a febre da IA generativa, os principais desenvolvedores de tecnologia, incluindo Microsoft, OpenAI e Google, reconheceram que a crescente demanda por suas ferramentas de IA tem custos elevados, desde semicondutores caros até um aumento no consumo de água.

Mas eles costumam ser secretos sobre os detalhes. Poucas pessoas em Iowa sabiam sobre seu status como o local de origem do modelo de linguagem grande mais avançado da OpenAI, o GPT-4, antes que um alto executivo da Microsoft dissesse em um discurso que “foi literalmente feito ao lado de campos de milho a oeste de Des Moines”.

Construir um modelo de linguagem grande requer analisar padrões em um grande número de textos escritos por humanos. Todo esse processamento consome muita eletricidade e gera muito calor. Para mantê-lo resfriado nos dias quentes, os centros de dados precisam bombear água – frequentemente para uma torre de resfriamento do lado de fora de seus prédios do tamanho de armazéns.

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Em seu último relatório ambiental, a Microsoft revelou que seu consumo mundial de água aumentou 34% de 2021 para 2022 (para quase 1,7 bilhão de galões, ou mais de 2.500 piscinas olímpicas), um aumento significativo em comparação com anos anteriores, que pesquisadores externos relacionam à sua pesquisa em IA.

“É justo dizer que a maioria do crescimento se deve à IA”, incluindo “seu grande investimento em IA generativa e parceria com a OpenAI”, disse Shaolei Ren, pesquisador da Universidade da Califórnia, Riverside, que tem tentado calcular o impacto ambiental de produtos de IA generativa, como o ChatGPT.

Em um artigo que será publicado ainda este ano, a equipe de Ren estima que o ChatGPT consome 500 mililitros de água (quase o que há em uma garrafa de água de 500 ml) cada vez que você faz uma série de 5 a 50 estímulos ou perguntas. A variação depende do local onde estão localizados seus servidores e da estação do ano. A estimativa inclui o uso indireto de água que as empresas não medem – como resfriar usinas que fornecem eletricidade aos centros de dados.

“A maioria das pessoas não está ciente do uso de recursos subjacente ao ChatGPT”, disse Ren. “Se você não está ciente do uso de recursos, então não há como ajudarmos a conservar os recursos”.

O Google relatou um aumento de 20% no uso de água no mesmo período, que Ren também atribui em grande parte ao seu trabalho em IA. O aumento do Google não foi uniforme – ele foi constante em Oregon, onde seu uso de água atraiu atenção pública, enquanto duplicou fora de Las Vegas. Também houve uma grande demanda em Iowa, com mais água potável sendo usada em seus centros de dados em Council Bluffs do que em qualquer outro lugar.

Em resposta a perguntas da Associated Press, a Microsoft disse em um comunicado nesta semana que está investindo em pesquisa para medir a energia e a pegada de carbono da IA “enquanto trabalha em maneiras de tornar os grandes sistemas mais eficientes, tanto no treinamento quanto na aplicação”.

“Continuaremos monitorando nossas emissões, acelerando o progresso ao aumentar nosso uso de energia limpa para alimentar os centros de dados, comprando energia renovável e outros esforços para atingir nossas metas de sustentabilidade de sermos carbono negativo, positivo em água e zero resíduos até 2030”, disse o comunicado da empresa.

A OpenAI ecoou esses comentários em seu próprio comunicado na sexta-feira, dizendo que está pensando “consideravelmente” na melhor utilização do poder computacional.

“Reconhecemos que treinar modelos grandes pode ser intensivo em energia e água” e trabalhamos para melhorar a eficiência, disse a empresa.

A Microsoft fez seu primeiro investimento de US$ 1 bilhão na OpenAI, sediada em San Francisco, em 2019, mais de dois anos antes de a startup lançar o ChatGPT e despertar fascinação mundial com avanços em IA. Como parte do acordo, a gigante do software forneceria a capacidade de computação necessária para treinar os modelos de IA.

Para fazer pelo menos parte desse trabalho, as duas empresas voltaram-se para West Des Moines, Iowa, uma cidade de 68.000 habitantes onde a Microsoft vem acumulando centros de dados para alimentar seus serviços de computação em nuvem há mais de uma década. Seus quarto e quinto centros de dados devem ser inaugurados lá ainda este ano.

“Eles estão construindo-os o mais rápido possível”, disse Steve Gaer, que era prefeito da cidade quando a Microsoft chegou. Gaer disse que a empresa foi atraída pelo compromisso da cidade de construir infraestrutura pública e contribuiu com uma “quantia impressionante” por meio de pagamentos de impostos que apoiam esse investimento.

“Mas, sabe, eles eram bastante secretos sobre o que estão fazendo lá fora,” acrescentou ele.

A Microsoft primeiro disse que estava desenvolvendo um dos supercomputadores mais poderosos do mundo para a OpenAI em 2020, se recusando a revelar sua localização para a AP na época, mas descrevendo-o como um “sistema único” com mais de 285.000 núcleos de semicondutores convencionais e 10.000 processadores gráficos – um tipo de chip que se tornou crucial para cargas de trabalho de IA.

Os especialistas têm dito que pode fazer sentido “pré-treinar” um modelo de IA em um único local por causa das grandes quantidades de dados que precisam ser transferidos entre os núcleos de computação.

Foi só no final de maio que o presidente da Microsoft, Brad Smith, revelou que construiu seu “centro de dados de supercomputação avançada de IA” em Iowa, exclusivamente para permitir que a OpenAI treine o que se tornou seu modelo de quarta geração, GPT-4. O modelo agora alimenta versões premium do ChatGPT e alguns dos próprios produtos da Microsoft e acelerou um debate sobre a contenção dos riscos sociais da IA.

“Foi feito por esses engenheiros extraordinários na Califórnia, mas foi realmente feito em Iowa,” disse Smith.

De certa forma, West Des Moines é um lugar relativamente eficiente para treinar um sistema de IA poderoso, especialmente em comparação com os centros de dados da Microsoft no Arizona, que consomem muito mais água para a mesma demanda de computação.

“Então, se você está desenvolvendo modelos de IA dentro da Microsoft, você deve agendar seu treinamento em Iowa em vez de no Arizona,” disse Ren. “Em termos de treinamento, não há diferença. Em termos de consumo de água ou consumo de energia, há uma grande diferença.”

Por grande parte do ano, o clima de Iowa é suficientemente fresco para que a Microsoft use o ar externo para manter o supercomputador funcionando corretamente e dissipar o calor do prédio. A empresa só retira água quando a temperatura excede 29,3 graus Celsius (cerca de 85 graus Fahrenheit), de acordo com uma divulgação pública.

Isso ainda pode ser uma quantidade considerável de água, especialmente no verão. Em julho de 2022, no mês anterior à conclusão do treinamento do GPT-4 pela OpenAI, a Microsoft bombeou cerca de 11,5 milhões de litros de água para seu conjunto de centros de dados em Iowa, de acordo com a West Des Moines Water Works. Isso representou cerca de 6% de toda a água utilizada no distrito, que também fornece água potável para os residentes da cidade.

Em 2022, um documento da West Des Moines Water Works disse que ela e o governo da cidade “só considerarão futuros projetos de centros de dados” da Microsoft se esses projetos puderem “demonstrar e implementar tecnologia para reduzir significativamente o pico de consumo de água dos níveis atuais” para preservar o abastecimento de água para as necessidades residenciais e comerciais.

A Microsoft disse na quinta-feira que está trabalhando diretamente com a Water Works para lidar com suas sugestões. Em comunicado escrito, a Water Works disse que a empresa tem sido uma boa parceira e tem trabalhado com autoridades locais para reduzir sua pegada hídrica enquanto ainda atende às suas necessidades.

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O’Brien relatou de Providence, Rhode Island.