每年有数千万台设备被丢弃——生成式人工智能的兴起只会让情况变得更糟

生成式人工智能可能会给地球带来比以往更多的危险废物。

每当生成式人工智能起草一封电子邮件或想象出一幅图像时，地球就会为此付出代价。制作两张图像所消耗的能量与为智能手机充电一样多；与 ChatGPT 的单次交换可能会使服务器温度过高，以至于需要一瓶水来冷却。随着规模的扩大，这些成本会飙升。根据最近的一项估计，到 2027 年，全球人工智能行业每年消耗的电力可能与荷兰一样多。 《自然计算科学》 上的一项新研究指出了另一个问题：人工智能对世界上不断增加的电子垃圾堆产生了巨大的影响。研究发现，到 2030 年，仅生成式人工智能应用就会给地球增加 120 万至 500 万吨危险垃圾，具体取决于该行业的增长速度。

这样的贡献将使全球每年丢弃的数千万吨电子产品增加。手机、微波炉、电脑和其他无处不在的数码产品通常含有汞、铅或其他毒素。如果丢弃不当，它们会污染空气、水和土壤。联合国发现，到 2022 年，世界上约 78% 的电子垃圾最终会被运往垃圾填埋场或非官方回收站，工人们冒着健康风险收集稀有金属。

全球人工智能热潮通过物理数据存储设备、图形处理单元和处理数千个同时计算所需的其他高性能组件迅速发展。这种硬件的使用寿命从两到五年不等，但一旦有新版本可用，它通常就会被更换。这项新研究的合著者、以色列莱克曼大学的可持续发展研究员阿萨夫·察乔尔 (Asaf Tzachor) 表示，其研究结果强调了监测和减少该技术对环境影响的必要性。

为了计算生成式人工智能对这个问题的影响有多大，Tzachor 和他的同事检查了用于运行大型语言模型的硬件的类型和数量、这些组件的持续时间以及生成式人工智能领域的增长率。研究人员警告说，他们的预测是一个粗略估计，可能会根据一些其他因素而发生变化。例如，采用生成式人工智能的人可能比作者的模型预期的要多。与此同时，硬件设计创新可以减少特定人工智能系统中的电子垃圾，但其他技术进步可以使系统更便宜、更容易被公众使用，从而增加使用数量。

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加州大学河滨分校研究员 Shaolei Ren 表示，这项研究的最大价值来自于它对人工智能广泛环境影响的关注，他研究的是负责任的人工智能，但没有参与这项新研究。 “我们可能希望这些[生成式人工智能]公司放慢脚步，”他说。

很少有国家强制要求妥善处理电子废物，而那些这样做的国家往往无法执行现有的电子废物法律。美国二十五个州制定了电子废物管理政策，但没有联邦法律要求电子产品回收。二月份，马萨诸塞州民主党参议员埃德·马基提出了一项法案，要求联邦机构研究和制定人工智能对环境影响（包括电子垃圾）的标准。但该法案，即《2024 年人工智能环境影响法案》（尚未在参议院通过），不会强迫人工智能开发人员与其自愿报告系统合作。然而，一些公司声称正在采取独立行动。微软和谷歌承诺到2030年分别实现净零废物和净零排放；这可能涉及减少或回收与人工智能相关的电子废物。

使用人工智能的公司有多种选择来限制电子垃圾。例如，可以通过定期维护和更新或将磨损的设备转移到强度较低的应用程序来延长服务器的使用寿命。 Tzachor 和他的合著者在新研究中指出，翻新和重复使用过时的硬件组件也可以减少 42% 的浪费。更高效的芯片和算法设计可以减少生成式人工智能对硬件和电力的需求。研究作者估计，结合所有这些策略将减少 86% 的电子垃圾。

联合国训练研究所电子垃圾研究员基斯·巴尔德 (Kees Baldé) 表示，还有另一个问题：人工智能产品往往比标准电子产品更难回收，因为前者通常包含大量敏感的客户数据。没有参与这项新研究。但他指出，大型科技公司有能力删除这些数据并妥善处理其电子产品。 “是的，这需要付出一些代价，”他在谈到更广泛的电子废物回收时说道，“但社会的收益要大得多。”

本文首次发表于《科学美国人》。 © ScientificAmerican.com。版权所有。 关注 TikTok 和 Instagram、X 和 Facebook。