الذكاء الاصطناعي لديه مشكلة حرارة حقيقية.
يتطلب تبريد رقائق الكمبيوتر من الجيل التالي للذكاء الاصطناعي إما ملايين الجالونات من الماء أو كميات هائلة من الكهرباء. وقد أثار كلاهما معارضة حادة من الجمهور.
تهدد المقايضة الحرارية لهذه الصناعة بتعميق عدم شعبيتها في المجتمعات التي يتزايد فيها القلق بشأن الخسائر المالية والبيئية لمراكز البيانات. إذا اختارت الشركة توفير المياه عند تبريد المنشأة، فستحتاج إلى زيادة في الطاقة. وإذا خفضت الكهرباء، ارتفع استهلاكها للمياه. أحد الخيارات يزيد من انبعاثات الكربون ويجهد الشبكة الكهربائية؛ والآخر يستنزف الموارد الطبيعية.
قال جون إيكيدا، كبير مسؤولي البعثة في اتحاد بيئة المياه، وهي منظمة فنية وتعليمية غير ربحية لمحترفي المياه عملت مع أمازون في قضايا مراكز البيانات: “لا توجد إجابة سهلة – إنها الكثير من المقايضات”.
تحدثت صحيفة بوليتيكو مع أربع من أكبر شركات التكنولوجيا حول كيفية اختيارهم لاستخدام الماء أو الطاقة لتبريد منشآتهم – مع العلم أن أيًا منهما سيفرض ضرائب على الموارد ويؤدي إلى رد فعل شعبي عنيف.
تعهدت Microsoft وQuality Technology Services بعدم استخدام المياه مطلقًا، مقابل استخدام أعلى للطاقة وانبعاثات الكربون المحتملة. وتقول جوجل وأمازون إنهما تستخدمان المياه لتقليل الضغط على الشبكة الكهربائية في المناخات الرطبة، ولكن ليس في المناطق المعرضة للجفاف.
في حين أن الشركات تعطي الأولوية للمخاطر المختلفة، فإن معظمها يحاول إيجاد حلول مبتكرة لمشاكل الحرارة لديها. طورت أمازون نظامًا أدى إلى خفض استخدام الشركة للمياه في أمريكا الشمالية بمقدار 946 مليون لتر في عام 2024، وهو ما يكفي من مياه الشرب لـ 1.3 مليون شخص سنويًا. وقامت الشركة بتحسين كفاءة استخدام المياه بنسبة 17 بالمائة في ذلك العام. تقوم مايكروسوفت بتجربة تقنيات جديدة تسمح لرقائق الكمبيوتر المدعمة بالذكاء الاصطناعي بالعمل في درجات حرارة أعلى، مما قد يقلل الطلب على الطاقة للتبريد.
وقال ستيف سولومون، نائب رئيس مايكروسوفت لهندسة البنية التحتية لمراكز البيانات: “كلما ارتفعت درجة الحرارة، زاد كفاءة استخدام الطاقة”.
ومع ذلك، فإن الحجم الهائل من المياه أو الطاقة اللازمة للمرافق أدى إلى رد فعل شعبي عنيف. سبعة من كل 10 أمريكيين يعارضون مراكز البيانات، وفقا لـ أ استطلاع أجرته مؤسسة غالوب مؤخرًا، مشيرًا إلى استخدام المياه باعتباره مصدر قلق كبير.
في الربع الأول من عام 2026 على الأقل 75 مشروعاً بقيمة 130 مليار دولار تم تعطيلها بسبب المعارضة المحلية، وفقًا لشركة التتبع Data Center Watch. وأصبح الوقف الاختياري على مستوى المقاطعة شائعا على نحو متزايد.
وقال إيكيدا، الذي عمل مع شركات التكنولوجيا لمساعدة المرافق على فهم احتياجات مراكز البيانات من المياه: “يمكنك تبريد مركز بيانات دون قطرة ماء واحدة، لكنه يستهلك الكثير من الطاقة”.
“أو يمكنك استخدام المياه بنسبة 100% للتبريد وتقليل استخدامك للطاقة، ولكن اعتمادًا على الوقت من العام أو درجة الحرارة، سوف تتنافس مع احتياجات المجتمع من المياه.”
وبعبارة أخرى، هناك ارتباط وثيق بين استخدام المياه والطلب على الكهرباء وانبعاثات الكربون. إن تحسين أحدهما يعني في كثير من الأحيان تفاقم الآخر. ولا يملك أي شخص تقريبًا خارج الشركات ما يكفي من المعلومات لتقييم التأثيرات، لأن الصناعة نادرًا ما تشارك تفاصيل حول عملياتها.
إحدى المشاكل التي تواجهها الحكومات المحلية التي تتصارع بشأن إعطاء الضوء الأخضر لمراكز البيانات هي الافتقار إلى الشفافية. لا تشرح معظم شركات التكنولوجيا بشكل كامل التفاصيل الكامنة وراء مقايضة الطاقة المائية. لا يوجد أي شرط إفصاح فيدرالي، والمشغلون الذين يشاركون المعلومات من خلال تقارير الاستدامة يستخدمون مقاييس غير متطابقة ومستويات متفاوتة من التفاصيل.
وأدلى إريك ماسانيت، خبير مراكز البيانات في جامعة كاليفورنيا، سانتا باربرا، بشهادته أمام الكونجرس في فبراير/شباط الماضي، قائلا: “لا يوجد أي قطاع رئيسي آخر مستهلك للطاقة في الولايات المتحدة، ولا أي قطاع ينمو بهذه السرعة من منظور الاقتصاد والبنية التحتية، يعاني من العديد من النقاط العمياء المتعلقة بالبيانات العامة مثل مراكز البيانات الأمريكية”.
يمكن للمياه أن تحلق الحمل الأقصى
يعد تبريد مراكز البيانات مسألة تتعلق بالفيزياء الأساسية. يمكن أن ترتفع درجة حرارة رقائق الكمبيوتر التي تشغل الاقتصاد الرقمي بسهولة وتتوقف عن العمل، مثل أي كمبيوتر محمول.
موجة حر غير مسبوقة في المملكة المتحدة عام 2022 جوجل القسري و أوراكل للإغلاق مرافق الحوسبة السحابية مع ارتفاع درجات الحرارة إلى ما يزيد عن 100 درجة فهرنهايت.
وقال بن تاونسند، رئيس البنية التحتية والاستدامة في جوجل، لصحيفة بوليتيكو: “في الماضي، كل ما عليك فعله هو فتح النوافذ، تمامًا مثل منزلك، وجلب الهواء البارد”.
“ثم في الصيف، عندما لا يكون فتح النوافذ كافيا، تقوم بإغلاق النوافذ وتشغيل مكيف الهواء.”
ولكن عندما بدأت رقائق الكمبيوتر في العمل بجهد أكبر، وأصبحت أيام الصيف أكثر حرارة، أصبح تكييف الهواء في المباني الكبيرة غير فعال على نحو متزايد، الأمر الذي يتطلب مئات الميغاواط من الكهرباء – بقدر ما يتطلبه محطة طاقة صغيرة. لتوفير الطاقة، بدأت معظم مراكز البيانات في تبريد أنظمتها بالماء. يمكنه امتصاص الحرارة ونقلها بكفاءة أكبر من تبريد الهواء في المبنى. تخيل أنك تغوص في محيط بارد مقارنة بتشغيل مكيف الهواء.
وقال تاونسند: “تتمتع المياه بهذه القوة الفريدة والمثيرة للإعجاب في تقليل استهلاك الطاقة، ومن ثم جميع قيود الشبكة والانبعاثات التي تأتي معها”.
جوجل الخاصة تظهر الحسابات أن استخدام 264 مليون جالون من الماء للتبريد في وسط أوروبا يمكن أن يقلل من متطلبات الطاقة لمركز البيانات بمقدار 41000 ميجاوات / ساعة – وهو ما يكفي لتزويد 10000 منزل بالطاقة.
تستخدم معظم مراكز البيانات واسعة النطاق الآن عملية كثيفة الاستخدام للمياه تسمى “التبريد التبخيري” خلال جزء من العام على الأقل لتقليل الطلب على الطاقة. هناك عدة طرق لتبخير الماء للتبريد، لكن الاستراتيجية بشكل عام تستخدم الماء لامتصاص الحرارة من مركز البيانات ثم إطلاق البخار في الغلاف الجوي – على غرار أبراج التبريد التي تستخدمها محطات الطاقة.
ويتم نشر هذه التكنولوجيا في بعض الأحيان في المناطق المحرومة من المياه، مما قد يفرض ضرائب على الموارد الطبيعية. واحد التقرير الأخير وجدت أن ثلثي مراكز البيانات الأمريكية التي تم بناؤها منذ عام 2022 تقع في مناطق تعاني من مستويات عالية من الإجهاد المائي.
لذا، بدأت المنشآت الأحدث في استخدام أساليب أكثر تقدمًا، مثل التبريد الأدياباتي، عندما يتم رش الهواء الخارجي الذي يتم إرساله عبر مركز البيانات أولاً بالماء لتبريده. تقوم الأنظمة الهجينة بتبخير الماء خلال الأوقات الأكثر حرارة في السنة، ولكنها تستخدم الهواء الخارجي في معظم الأيام.
تخطط شركة Amazon Web Services لإنشاء منشأة في لويزيانا تقول الشركة إنها ستستخدم الهواء الخارجي للتبريد خلال “87 بالمائة من العام”. وقال بو شليتز، الذي يقود المبادرات الاستراتيجية للبنية التحتية للمياه في الشركة، إنه باستخدام التبريد التبخيري بقية العام، ستعمل أمازون على تقليل الطلب على الكهرباء في المنشأة بنسبة 25 إلى 35 بالمائة “في نفس الوقت الذي تشهد فيه الشبكة ذروة الأحمال الصيفية”.
وقالت AWS إن المنشآت في المناخات الأكثر اعتدالًا، كما هو الحال في ولاية أوهايو، قد تتطلب فقط تبريدًا مائيًا لمدة 3 بالمائة من العام.
في أي مناخ، تعود أسباب استخدام المياه إلى توفير الكهرباء.
قال شليتز: “نحن نحاول عدم تقييد الشبكة عندما تكون الشبكة هي الأكثر تقييدًا بالفعل حيث يقوم الجميع بتشغيل مكيفات الهواء الخاصة بهم”. “في الأيام الحارة عندما يرغب الجميع في تبريد منازلهم، نستخدم المياه لتقليل استخدامنا للطاقة في الذروة.”
وتقول شركتا جوجل وأمازون إن مثل هذه التطورات أدت إلى خفض استخدامهما للمياه بشكل كبير. استهلك أسطول مراكز البيانات العالمي التابع لشركة Google 8.1 مليار جالون من المياه في عام 2024، وفقًا لتقديرات وثائق الاستدامة. وقالت الشركة إن هذا المبلغ يعادل احتياجات الري لـ 54 ملعبًا للجولف فقط.
استخدمت مراكز بيانات أمازون كمية أقل من المياه في عام 2025 – 2.5 مليار جالون، أو ما يقرب من 5 بالمائة من المياه. استهلاك المياه السنوي في سياتل. وهذا يتوافق تقريبًا مع انخفاض بنسبة 2 بالمائة في استخدام المياه.
تعطي جوجل وأمازون الأولوية لتقنيات توفير المياه في مناطق محددة معرضة للجفاف، مثل فينيكس وكيب تاون بجنوب أفريقيا.
وقال تاونسند من جوجل: “في المناطق التي تعاني من الإجهاد الشديد أو الندرة، ولا توجد أبراج تبريد بالتبخير، يعد هذا أمرًا صعبًا”.
ويساعد ذلك على ضمان عدم نفاد مراكز البيانات من الموارد التي تحتاجها للعمل.
قال شليتز: “إن استخدام المياه المعاد تدويرها يحد أيضًا من المخاطر التي تتعرض لها أعمالنا أيضًا – فنحن لا نريد استخدام المياه الصالحة للشرب للتبريد حيث قد لا يكون هناك ما يكفي من إمدادات المياه في المستقبل”، مشيرًا إلى أن أمازون ساعدت في بناء محطات إعادة تدوير المياه في مقاطعة لودون، فيرجينيا.
حتى عندما تحاول مراكز البيانات استخدام كميات أقل من المياه، فإن المرافق المترامية الأطراف غالبا ما تجد معارضة على أساس الكم الهائل من الموارد التي تستهلكها. عندما يصل المرء إلى موقع جديد، فإنه حتماً يزيد من استخدام المياه ويتنافس مع كبار المستهلكين الآخرين.
قال أندرو كوبين، الذي يساعد أصحاب المزارع والمزارعين على تتبع استخدام المياه من خلال شركته التي تسمى رانشبوت: “لديك تطوير عقاري، ومدن، ومصانع الألبان، والزراعة، والماشية التي تتنافس بالفعل على موارد المياه، والآن تتفوق على مراكز البيانات تلك”.
“لا أعلم ما هي حالتك، لكني أفضل أن أتمكن من تناول شريحة لحم وبعض السلطة بدلاً من ChatGPT.”
وعندما تستخدم مراكز البيانات كميات أقل من المياه، فإنها تحتاج إلى المزيد من الطاقة.
خذ اثنين من مرافق جوجل في ولاية نيفادا. استخدم أحدها في لاس فيغاس 359.9 مليون جالون من الماء للتبريد في عام 2024، وفقًا لـ وثائق الاستدامة، وخفض استخدام الطاقة. وأخرى، في رينو، تطلبت المزيد من الطاقة لأنها لم تكن مجهزة بالتبريد التبخيري.
وقال تاونسند من جوجل: “بينما نبتعد عن التبريد بالتبخير ونتجه نحو التبريد المعتمد على الهواء، يرتفع استهلاك الطاقة بشكل كبير، وكذلك الانبعاثات”. “وهكذا عندما بدأنا لأول مرة، قمنا بتقييم: كيف سيبدو هدف استخدام المياه على الإطلاق، والانبعاثات المتوقعة هي شيء كان علينا أن نأخذه على محمل الجد.”
وعود المياه صفر
ويظل الاختيار الأساسي بين الماء أو الطاقة قائمًا حتى مع قيام شركات التكنولوجيا بالكشف عن شرائح كمبيوتر أحدث وأسرع لتشغيل الذكاء الاصطناعي. يمكن لهذه الرقائق معالجة الكثير من المعلومات في فترة زمنية معينة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارتها بشكل أسرع، مما دفع شركات مثل Microsoft وAmazon إلى تطوير طبقة إضافية لتبريدها.
يُعرف باسم تبريد الحلقة المغلقة.
وهي تنطوي على تمرير السائل من خلال لوحة باردة تلامس رقائق الكمبيوتر. لا تحتوي الأنظمة على منفذ للسائل، ولا تزيد من استخدام المياه في مركز البيانات بمجرد ملئها.
أصبح التبريد ذو الحلقة المغلقة كلمة طنانة للمطورين الذين يحاولون تهدئة المخاوف المحلية بشأن استخدام المياه في المنشأة. تطلب المجتمعات أحيانًا استخدام هذه الطريقة. وقال متحدث باسم شركة Quality Technology Services، وهي مطور رئيسي لمراكز البيانات، إن كل منشأة بنتها QTS منذ عام 2019 تستخدم نظام تبريد مغلق الحلقة. وتتوقع الشركة أن يتضاعف عدد مراكز البيانات الجديدة التي تحتوي على “أنظمة تبريد خالية من المياه” خلال السنوات الثلاث المقبلة.
“نحن نتوقع لدينا [water reduction metrics] قالت المتحدثة ستيفاني بلاكلي في رسالة بالبريد الإلكتروني: “لمواصلة التحسن السريع مع تشغيل هذه المباني”.
ولكن حتى مراكز البيانات المجهزة بهذه الأنظمة تحتاج إلى إزالة الحرارة من الحلقة السائلة، ومن مبنى مركز البيانات نفسه. في أمازون وجوجل، هذا يعني استخدام شكل من أشكال التبريد بالتبخير.
اتخذت مايكروسوفت نهجا مختلفا.
فهو يتخلص من الحرارة من نظام الحلقة المغلقة عن طريق استخدام الهواء لتبديد الحرارة، مما يزيد من استخدامه للطاقة.
وقال سولومون، من مايكروسوفت: “لكن المقايضة هي صفر مياه”.
وقال شليتز من أمازون إن الوعد بعدم استخدام المياه يمكن أن يكون مضللاً. وقال: “هناك الكثير من الالتباس” بشأن أنظمة الحلقة المغلقة.
في حين أن الحلقات المغلقة تقلل من المياه، إلا أن المشغلين ما زالوا بحاجة إلى رفض الحرارة من الحلقات ومن المباني. وقال إن الماء غالبا ما يكون الطريقة الأكثر فعالية، خاصة عندما تكون درجة الحرارة أعلى من 85 درجة.
وقال تاونسند إن الأساليب المختلفة التي تتبعها الشركات في التعامل مع أنظمة الحلقة المغلقة يمكن أن تكون مربكة، أو حتى مضللة عن عمد، للمجتمعات التي قد تربطها بعدم استخدام المياه.
“أنت لا تعرف حقًا كيف يقومون بتبريد مركز البيانات الخاص بهم إلا إذا طرحت سؤالاً محددًا، “كيف ترفض محطة التبريد الخاصة بك الحرارة؟ هل هي مبردات مبردة بالهواء أم مبردات جافة أم أبراج تبريد بالتبخير؟”. “وبعد ذلك يمكنك أن تفهم حقًا ما إذا كان هناك استخدام استهلاكي للمياه أم لا.”
وقال ماسانيت من جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا إن إحجام الشركات عن تبادل المعلومات التفصيلية قد خلق “كابوس علاقات عامة”، مضيفاً أن ذلك يثير عدم ثقة الجمهور.
قال ليندساي روجرز، مدير سياسة الحفاظ على البلديات في مجموعة Western Resource Advocates، وهي مجموعة مناصرة للمناخ: “إن التحدي الكبير في هذا المجال الآن هو الافتقار إلى المعلومات الشفافة والمتسقة التي يتم الإبلاغ عنها”.
وقالت: “أعتقد أن السرية أدت إلى الكثير من ردود الفعل العامة التي شهدناها على هذه المشاريع”.
