Sự bùng nổ của trí tuệ nhân tạo (AI) đang khiến nhu cầu xây dựng trung tâm dữ liệu tăng nhanh, đồng thời đưa nước trở thành một nguồn lực chiến lược bên cạnh điện. Lượng nước cần cho hệ thống làm mát máy chủ ngày càng lớn, tạo thêm áp lực lên cộng đồng địa phương và buộc các tập đoàn công nghệ phải điều chỉnh chiến lược vận hành.

Theo Ars Technica ngày 4/6 (giờ địa phương), SpaceX của Elon Musk gần đây đã điều chỉnh hồ sơ công bố thông tin, trong đó cảnh báo tình trạng thiếu nước, hạn hán và các quy định về sử dụng nước có thể ảnh hưởng đến việc phát triển trung tâm dữ liệu trong tương lai.

Trung tâm dữ liệu phải vận hành hệ thống làm mát quy mô lớn để xử lý lượng nhiệt phát ra từ hàng nghìn máy chủ. Trong số đó, làm mát bay hơi hiện là một trong những phương thức được sử dụng phổ biến nhất.

Phương pháp này dùng nước ngọt để hấp thụ nhiệt từ máy chủ, sau đó làm bốc hơi nước tại tháp giải nhiệt. Cách làm này giúp giảm điện năng tiêu thụ và cải thiện hiệu quả năng lượng, nhưng đổi lại cần một lượng nước rất lớn. Trung tâm dữ liệu của Google tại Council Bluffs, bang Iowa, Mỹ, được cho là đã sử dụng hơn 1 tỷ gallon, tương đương khoảng 3,8 tỷ lít, trong năm ngoái.

Khi AI bước vào giai đoạn tăng tốc, số lượng dự án trung tâm dữ liệu quy mô lớn cũng tăng nhanh. Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley của Mỹ dự báo nếu các trung tâm dữ liệu hyperscale tiếp tục duy trì phương thức làm mát bay hơi như hiện nay, lượng nước tiêu thụ đến năm 2030 có thể lên tới 33 tỷ gallon. Vào mùa hè, nhu cầu làm mát tăng mạnh đúng thời điểm nhu cầu nước sinh hoạt đi lên, làm gia tăng nguy cơ xung đột tại các khu vực khan hiếm nước.

Trước áp lực này, các hãng công nghệ lớn đang đưa ra những phương án khác nhau. Trong vài tháng gần đây, Microsoft, OpenAI và Oracle đã công bố kế hoạch giảm phụ thuộc vào làm mát bay hơi. Dự án hạ tầng AI quy mô lớn Stargate do OpenAI và Oracle thúc đẩy cũng được triển khai tại Texas, nơi đang thiếu nước nghiêm trọng, nên việc thay đổi phương thức làm mát được xem là khó tránh khỏi.

Trong khi đó, Google chọn cách tiếp cận theo từng địa phương. Công ty gần đây cho biết sẽ mở rộng các dự án bổ sung nguồn nước ngọt cho cộng đồng nơi đặt trung tâm dữ liệu, đồng thời nâng tỷ trọng sử dụng nước tái sử dụng và nước tái chế. Google cũng cho biết đang vận hành một mô hình ra quyết định dựa trên dữ liệu để phân tích điều kiện thủy văn của từng khu vực, từ đó lựa chọn phương thức làm mát phù hợp.

Ben Townsend, lãnh đạo phụ trách hạ tầng và phát triển bền vững của Google, cho biết có những khu vực khan hiếm nước nhưng cũng có nơi nguồn nước tương đối dồi dào, vì vậy không thể áp dụng một chiến lược làm mát giống nhau cho mọi trung tâm dữ liệu.

Tuy nhiên, cắt giảm sử dụng nước không phải lúc nào cũng đồng nghĩa với phương án tốt hơn cho môi trường. Nhóm nghiên cứu do giáo sư Shaolei Ren tại Đại học California, Riverside dẫn dắt phân tích rằng nếu các trung tâm dữ liệu vẫn duy trì làm mát bay hơi ở một mức nhất định, hệ thống điện của Mỹ có thể có thêm 10-30 gigawatt công suất dự phòng.

Nguyên nhân là nếu không sử dụng nước, điện năng dành cho làm mát có thể tăng mạnh. Google từng nêu trong tài liệu gửi Ủy ban châu Âu rằng tại những khu vực dồi dào nước, làm mát bay hơi có thể hỗ trợ vận hành trung tâm dữ liệu theo hướng bền vững hơn. Trong bối cảnh dịch vụ AI mở rộng nhanh, kéo theo mức tiêu thụ điện và phát thải carbon của trung tâm dữ liệu tăng cao, việc tăng điện cho làm mát để giảm nước có thể lại tạo thêm một dạng áp lực môi trường khác.

Dù vậy, phản ứng từ cộng đồng địa phương cũng ngày càng mạnh. Google từng phải dừng kế hoạch phát triển một trung tâm dữ liệu tại khu vực ven Santiago, Chile, sau khi một số giấy phép bị hủy vì lo ngại liên quan đến việc sử dụng nước. Trước đó, công ty cũng vấp phải tranh cãi tại bang Oregon, Mỹ, về vấn đề công bố lượng nước tiêu thụ của các trung tâm dữ liệu.

Các chuyên gia cho rằng ngành trung tâm dữ liệu rốt cuộc sẽ phải tìm điểm cân bằng giữa nước và điện. Priscilla Johnson, cựu lãnh đạo phụ trách chiến lược nước của Microsoft, nhận định nước và năng lượng có quan hệ đánh đổi rất rõ ràng, và cần có áp lực xã hội cũng như quy định đủ mạnh để buộc doanh nghiệp đưa ra các thiết kế hiệu quả hơn, qua đó cắt giảm đồng thời cả hai nguồn lực này.

Khi cạnh tranh AI kéo theo cuộc đua xây dựng trung tâm dữ liệu trên toàn cầu, bài toán bảo đảm nguồn điện sẽ không còn là thách thức duy nhất. Việc bảo đảm nguồn nước nhiều khả năng cũng sẽ trở thành một nhiệm vụ cốt lõi đối với các tập đoàn công nghệ lớn.