Eine Google-Suche, das Uploaden von einem Tanzvideo auf Tiktok und eine Frage an ChatGPT. All das braucht in den Rechenzentren des jeweiligen Anbieters so einiges an Strom. Um die Computer in den riesigen Rechenzentren vor dem Überhitzen zu bewahren, wird aber auch Trinkwasser benötigt. Chatbot-KI-Programme sollen für eine durchschnittliche Unterhaltung einen halben Liter Wasser verbrauchen. Jetzt wurde auch bekannt, welche Trinkwasser-Ressourcen das Trainieren der KI-Modelle braucht.

Microsoft gibt in einem aktuellen Umweltbericht an, dass der Wasserverbrauch in nur einem Jahr um 34 Prozent in die Höhe schnellte. Die verbrauchten 6,4 Milliarden Liter Wasser entsprechen in etwa dem Volumen von 2.500 olympischen Schwimmbecken. Um Bakterien und Korrosion im Kühlkreislauf zu vermeiden, ist eine hohe Wasserqualität notwendig. Die Auswirkungen auf die Trinkwasserbestände in der Region sind daher beträchtlich.

Auf Nachfrage der "Associated Press" gab Microsoft nun an, in die Forschung zu investieren, um künftig den CO2-Fußabdruck und daher den Energieverbrauch von KI-Anwendungen zu verbessern. Die Systeme sollen in Zukunft in der Anwendung wie auch in der Trainingsphase energieeffizienter werden und daher auch weniger Wasser zur Kühlung benötigen.

Deal mit OpenAI ausschlaggebend

Microsoft investierte 2019 erstmals eine Milliarde US-Dollar in das in San Francisco ansässige Unternehmen OpenAI, mehr als zwei Jahre bevor das Start-up ChatGPT einführte und die weltweite Faszination für KI-Fortschritte entfachte. Als Teil des Deals würde der Softwareriese für das Training der KI-Modelle die benötigte Rechenleistung bereitstellen.

Shaolei Ren, außerordentlicher Professor an der Universität Kalifornien Riverside, ist sich daher sicher: "Der Großteil des Plus an Wasserverbrauch ist auf KI-Anwendungen zurückzuführen." Denn die Technologie benötigt enorme Mengen an Energie für die Chips, die wiederum große Mengen an Wärme abgeben. Um die Rechner zu kühlen, wird neben Umgebungsluft auch so einiges an Wasser benötigt.

"Die meisten Leute sind sich des Ressourcenverbrauchs von KI-Systemen wie ChatGPT nicht bewusst", sagte Ren. "Gibt es aber kein Bewusstsein dafür, wird sich auch nichts ändern." Ren forscht im Bereich Computertechnologie und beschäftigt sich mit den ökologischen Auswirkungen von künstlicher Intelligenz.

Kühle Umgebungstemperatur hilfreich

Microsoft betreibt bereits seit mehr als zehn Jahren Datenzentren in der Kleinstadt West Des Moines im US-Bundesstaat Iowa. Mit Ende des Jahres 2023 sollen dort bereits das vierte und fünfte Rechenzentrum in Betrieb gehen. Der ehemalige Bürgermeister der 68.000-Einwohner-Stadt, Steve Gaer, sagt dazu: "Sie [Microsoft] bauten Datenzentren, so schnell sie nur konnten." Das Unternehmen hätte außerdem mit Steuerzahlungen in "schwindelerregenden" Mengen in der Region beigetragen. So konnte die Kleinstadt ihre Infrastruktur erneuern und in die öffentliche Versorgung investieren.

Die Entscheidung, die KI-Rechenzentren in Iowa zu bauen, scheint aber zu einem großen Teil am Klima gelegen zu sein. Laut Microsoft ist es den Großteil des Jahres kühl genug, um die Computer nur mittels Umgebungsluft zu kühlen. West Des Moines ist ein relativ effizienter Ausgangspunkt für das Training eines leistungsstarken KI-Systems. Vor allem im Vergleich zu Microsofts Rechenzentren in Arizona, in denen für die gleiche Rechenleistung weit mehr Wasser verbraucht würde. Erst wenn die Außentemperatur 29,3 Grad Celsius übersteigt, wird in Iowa Wasser benötigt.

Wasser, aber nicht zu knapp

Für die Endphase des Trainings von GPT-4 im Juli 2022 pumpte Microsoft rund 43,5 Millionen Liter Trinkwasser in das Datenzentrum. Das Wasser wird aus den Flüssen Racoon und Des Moines in Zentral-Iowa gewonnen und dann vom zuständigen Wasserwerk zu Trinkwasser aufbereitet. Die enorme Menge vom Juli 2022 entspricht laut dem Wasserwerk West Des Moines bereits rund sechs Prozent des regulären Wasserverbrauchs pro Monat.

Infolgedessen hielten die Stadtverwaltung und das Wasserwerk in einem Dokument fest, dass künftigen Rechenzentren nur zugestimmt werde, wenn sich der Spitzenwasserverbrauch in den heißen Sommermonaten gegenüber dem derzeitigen Niveau deutlich reduziert. Denn die Wasserversorgung für Wohnhäuser und andere gewerbliche Zwecke dürfe nicht unter dem Verbrauch von Microsoft leiden. Der US-Konzern äußerte sich dazu in einer schriftlichen Erklärung: Man werde direkt mit den Wasserwerken zusammenarbeiten und die Rückmeldung berücksichtigen. (Sebastian Lang, 11.9.2023)