كل عام في الولايات المتحدة، تشير التقديرات إلى أن حوالي 5130 مليون طن متري من ثاني أكسيد الكربون المرتبط بالطاقة يضاف إلى الغلاف الجوي. في المؤسسات التقنية وحدها، لم يساعد انفجار البيانات في تحسين الأمور، حيث يستمر الابتكار في هذا القطاع في النمو بسرعة.
يقول بعض الخبراء مثل سانجاي بودر، العضو المنتدب والرئيس العالمي للابتكار التكنولوجي في مجال الاستدامة في شركة Accenture، إنه إذا ترك دون رادع، فإن النمو الهائل في البيانات يمكن أن يؤدي إلى زيادة الطلب على الطاقة وانبعاثات الكربون، مما يعيق التقدم في تغير المناخ.
لقد أضاف العامان الماضيان إلى المشكلة فقط. نتيجة لـ COVID-19، ازداد اعتماد السحابة ونشر الذكاء الاصطناعي وبالتالي البيانات - كل ذلك بشكل كبير مع ازدياد الطلب على التحول الرقمي السريع.
قد يكون التبني السريع لهذه التقنيات قد ساعد الشركات على التكيف، وأبقى الأعمال التجارية واقفة على قدميها، وسمح للموظفين بالحفاظ على وظائفهم خلال وقت مضطرب، ومهد الطريق للابتكار في المستقبل، ولكن ماذا فعل ذلك بالبيئة؟
يساهم جمع البيانات وتخزينها والحوسبة السحابية والذكاء الاصطناعي جميعًا بشكل كبير في انبعاثات الكربون، ولكن ما مقدار وما يمكن أن تفعله الشركات للتخفيف من الآثار مع دفع عجلة الابتكار إلى الأمام؟ وإذا كانت البيانات تغذي هذه الابتكارات، فما الذي يتم القيام به بشكل صحيح، وما الذي يمكن أن تفعله الشركات بشكل أفضل عندما يتعلق الأمر باستدامة البيانات؟
قال فيل تي، الرئيس التنفيذي لشركة Moogsoft، وهي شركة مراقبة تعتمد على الذكاء الاصطناعي: "نأمل أن ينتقل الأشخاص من التركيز على البيانات في حالة السكون إلى البيانات المتحركة". "هناك نوع من الثقافة التي نشأت حول فكرة التخلص من أي شيء والحفاظ على كل جزء من البيانات التي تلقيتها على الإطلاق. تكمن المشكلة في الوقت الذي يتحول فيه ذلك إلى اتباع هذا النهج تجاه البيانات التي لا تحتاج إلى الاحتفاظ بها. ثم ما يحدث هو أن البيانات بدلاً من التخلص منها أو الاحتفاظ بها إلى الحد الأدنى، يتم الاحتفاظ بها إلى أقصى حد. بعبارة أخرى، هناك نوع من رد الفعل المفاجئ لأنه نظرًا لأننا لا نتخلص من أي شيء آخر، فلا يجب أن نتخلص من ذلك بعيدًا، حتى لو كانت البيانات ذات أهمية في الوقت الفعلي تمامًا - مثل ستة مللي ثانية حرفيًا- وبعد تلقي هذه البيانات، لم يعد لديك أي استخدام آخر لها. أعتقد أن هذا في نهاية المطاف إذا كنت تحب أدنى فاكهة معلقة على هذه الشجرة".
يقول بعض الخبراء مثل سانجاي بودر، العضو المنتدب والرئيس العالمي للابتكار التكنولوجي في مجال الاستدامة في شركة Accenture، إنه إذا ترك دون رادع، فإن النمو الهائل في البيانات يمكن أن يؤدي إلى زيادة الطلب على الطاقة وانبعاثات الكربون، مما يعيق التقدم في تغير المناخ.
لقد أضاف العامان الماضيان إلى المشكلة فقط. نتيجة لـ COVID-19، ازداد اعتماد السحابة ونشر الذكاء الاصطناعي وبالتالي البيانات - كل ذلك بشكل كبير مع ازدياد الطلب على التحول الرقمي السريع.
قد يكون التبني السريع لهذه التقنيات قد ساعد الشركات على التكيف، وأبقى الأعمال التجارية واقفة على قدميها، وسمح للموظفين بالحفاظ على وظائفهم خلال وقت مضطرب، ومهد الطريق للابتكار في المستقبل، ولكن ماذا فعل ذلك بالبيئة؟
يساهم جمع البيانات وتخزينها والحوسبة السحابية والذكاء الاصطناعي جميعًا بشكل كبير في انبعاثات الكربون، ولكن ما مقدار وما يمكن أن تفعله الشركات للتخفيف من الآثار مع دفع عجلة الابتكار إلى الأمام؟ وإذا كانت البيانات تغذي هذه الابتكارات، فما الذي يتم القيام به بشكل صحيح، وما الذي يمكن أن تفعله الشركات بشكل أفضل عندما يتعلق الأمر باستدامة البيانات؟
قال فيل تي، الرئيس التنفيذي لشركة Moogsoft، وهي شركة مراقبة تعتمد على الذكاء الاصطناعي: "نأمل أن ينتقل الأشخاص من التركيز على البيانات في حالة السكون إلى البيانات المتحركة". "هناك نوع من الثقافة التي نشأت حول فكرة التخلص من أي شيء والحفاظ على كل جزء من البيانات التي تلقيتها على الإطلاق. تكمن المشكلة في الوقت الذي يتحول فيه ذلك إلى اتباع هذا النهج تجاه البيانات التي لا تحتاج إلى الاحتفاظ بها. ثم ما يحدث هو أن البيانات بدلاً من التخلص منها أو الاحتفاظ بها إلى الحد الأدنى، يتم الاحتفاظ بها إلى أقصى حد. بعبارة أخرى، هناك نوع من رد الفعل المفاجئ لأنه نظرًا لأننا لا نتخلص من أي شيء آخر، فلا يجب أن نتخلص من ذلك بعيدًا، حتى لو كانت البيانات ذات أهمية في الوقت الفعلي تمامًا - مثل ستة مللي ثانية حرفيًا- وبعد تلقي هذه البيانات، لم يعد لديك أي استخدام آخر لها. أعتقد أن هذا في نهاية المطاف إذا كنت تحب أدنى فاكهة معلقة على هذه الشجرة".
تحديد مشكلة استدامة البيانات
لن تتباطأ الابتكارات التكنولوجية، بل إنها في الحقيقة مزدهرة. يؤكد تقرير صادر عن Activate Consulting أن البيانات والأتمتة في المؤسسة تقود الانفجار. وبينما تهدف بعض هذه الابتكارات على الأرجح إلى خلق واقع أفضل وأكثر كفاءة، فإن آثارها البيئية قد لا تكون جميلة جدًا.
تشير مقالة في مجلة ستانفورد Stanford Magazine إلى أن "حفظ وتخزين 100 جيجابايت من البيانات في السحابة سنويًا سيؤدي إلى انبعاثات كربونية تبلغ حوالي 0.2 طن من ثاني أكسيد الكربون، بناءً على المزيج الكهربائي المعتاد في الولايات المتحدة". ومع ذلك، يمكن أن تأتي السحابة ومراكز البيانات الخاصة بها مع مجموعة من القضايا البيئية الخاصة بهم.
أفاد معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن "السحابة لديها الآن بصمة كربونية أكبر من صناعة الطيران. يمكن لمركز بيانات واحد أن يستهلك ما يعادل 50 ألف منزل من الكهرباء. في 200 تيراواط ساعة سنويًا، تلتهم مراكز البيانات مجتمعة طاقة أكثر من بعض الدول القومية".
تشرح المقالة أنه على الرغم من أن الطاقة من مراكز البيانات تمثل 0.3% من إجمالي انبعاثات الكربون، إذا تم توسيع الحساب ليشمل الأجهزة التي تجعل هذه الابتكارات تحدث مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية والأجهزة اللوحية، فإن الإجمالي يضيف ما يصل إلى 2% من الكربون الانبعاثات في جميع أنحاء العالم.
والذكاء الاصطناعي، الذي يستخدم كميات هائلة من البيانات وغالبًا ما يعتمد على السحابة، له أيضًا نصيبه من المشكلات- جزء منها هو أن مجموعات البيانات (datasets) المستخدمة لتدريب الذكاء الاصطناعي أصبحت كبيرة بشكل متزايد وتستهلك الكثير من الطاقة لتشغيلها. أكد باحثون من McKinsey ذلك، قائلين في مقال "اكتشف الباحثون أن التكاليف البيئية للتدريب زادت في تناسب مباشر مع حجم النموذج". وبالمثل، وجد معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن "تدريب نموذج ذكاء اصطناعي واحد يمكن أن ينبعث منه قدر من الكربون يعادل خمس سيارات في حياتها".
الابتكار مع التخفيف
لكن ليس كل شيء كئيبا. يؤكد جورج كاميا، المحلل في وكالة الطاقة الدولية (IEA) International Energy Agency، أنه في حين أنه من المهم الانتباه إلى قضايا الاستدامة، ضع في اعتبارك أن "شركات التكنولوجيا لها أنواع مختلفة من التأثيرات على الانبعاثات: 1) الانبعاثات المباشرة من العمليات (أي، بصمتهم)؛ 2) التأثيرات الإيجابية غير المباشرة باستخدام تقنياتها لتقليل الانبعاثات؛ 3) الآثار السلبية غير المباشرة حيث تؤدي تقنياتها في الواقع إلى زيادة صافية في الانبعاثات".
يوضح بأنه في حين أن قدرًا كبيرًا من الاهتمام حتى الآن يركز على البصمة الكربونية carbon footprints المباشرة للشركات، فإن هذه الانبعاثات صغيرة نسبيًا مقارنة بالتأثيرات على الانبعاثات الناتجة عن استخدام التقنيات والخدمات والمنصات الرقمية.
قال كامييا: "نحن بالتأكيد بحاجة إلى الشركات للحد من آثار انبعاثاتها، ولكن يجب على الشركات وواضعي السياسات ألا يغفلوا عن حقيقة أن استخدام هذه التقنيات يمكن أن يكون له تأثيرات أكبر بكثير من حيث تقليل الانبعاثات وزيادة الانبعاثات في القطاعات والخدمات الأخرى"، "على سبيل المثال، يمكن أن تساعد مؤتمرات الفيديو في تقليل الانبعاثات من الطيران عن طريق استبدال بعض رحلات العمل، ولكن بعض استخدامات التعلم الآلي يمكن أن تعزز الاستهلاك أو تزيد من القدرة التنافسية للوقود الأحفوري، مما يؤدي إلى ارتفاع الانبعاثات بشكل عام. إن التركيز فقط على "البصمة" يخاطر بضياع الفرص- (والمخاطر)- لتأثيرات الانبعاثات الأكبر في القطاعات والخدمات الأخرى".
ويوافق بيتر هندرسون، المرشح للدكتوراه في القانون من ستانفورد، وهو باحث في معالجة اللغة الطبيعية، والتعلم المعزز، والتعلم الآلي، والذكاء الاصطناعي، ورؤية الكمبيوتر وأخلاقيات الذكاء الاصطناعي، على أن هناك إجراءات معقولة يمكن أن يتخذها المسؤولون التنفيذيون للحفاظ على تدفق الابتكار مع الحد من الضرر البيئي.
"تتطلب أي مهمة إنشاء الكثير من البيانات، خاصةً إذا لم تكن لديك قيود على الموضوع أو الموضوع الذي يتعين على النموذج التعامل معه. لذلك، صحيح أن بعض المناطق تحتاج فقط إلى الكثير من البيانات. ولكن عندما تقوم ببناء نموذج، لديك مهمة مستهدفة في الاعتبار، أليس كذلك؟ وفي هذه الحالات، عندما يكون لديك مهمة مستهدفة في الاعتبار، لا تحتاج إلى جميع البيانات في العالم. قال هندرسون: "ما تحتاجه هو نوع ما يظهر في معايير ML". "هناك الكثير من المعايير التي تقترب بالفعل من الدقة الخارقة للمشاعر، مثل التصنيف أو التحليل... وهكذا، في هذه الحالات، من الواضح جدًا أنك لست بحاجة إلى جميع البيانات في العالم لأننا قادرون على حل تلك التي لديها الكثير أقل. أعتقد أن الناس بحاجة حقًا إلى التفكير في المهام المستهدفة التي يستخدمونها، والتفكير في كيفية تقييد كمية البيانات التي تستخدمها للاستمرار في الحصول على منفعتك مع تقليل مقدار التكاليف. ومع ذلك، ليس من الواضح كيف يتفاعل ذلك مع الحجم".
اتخذت جامعة ستانفورد خطوات بنفسها باستخدام أداة مصممة خصيصًا لقياس تكاليف الكربون المخفية للذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي.
بالإضافة إلى ذلك، في ورقة بعنوان اعتبارات الطاقة والسياسة للتعلم العميق في البرمجة اللغوية العصبية Energy and Policy Considerations for Deep Learning in NLP، وجد الباحثون إيما ستروبيل وأنانيا غانيش وأندرو ماكالوم أن أربعة نماذج للتعلم العميق في البرمجة اللغوية العصبية- Transformer و ELMo و BERT و GPT-2- كانت مسؤولة عن معظم تحسينات كبيرة في الأداء عندما يتعلق الأمر بكفاءة الطاقة.
هناك طريقة أخرى للتخفيف من تأثير انفجار البيانات وهي النظر في كيفية قياس التأثير. توفر أدوات مثل Microsoft Cloud للاستدامة و SustainLife و Net Zero Cloud من Salesforce طرقًا لقياس بصمات الكربون وتأثيرات الاستدامة للشركة وحتى تخزين البيانات اللازمة للشركات لرؤية وفهم الأخطاء المحتملة وفرص التحسين.
قال آري ألكسندر، المدير العام لشركة Salesforce's Net Zero Cloud: "نحن نبحث باستمرار عن طرق للنهوض بتقارير انبعاثات الكربون لدينا وتحسين عملية محاسبة الكربون لدينا لتقديم بيانات أسرع وأفضل وأكثر دقة". "تأتي الغالبية العظمى من انبعاثات المؤسسة من سلسلة القيمة الخاصة بها - والمعروفة أيضًا باسم انبعاثات النطاق 3. يتضمن ذلك انبعاثات الكربون من الشركاء مثل مزودي الخدمات السحابية والبيانات. باستخدام Net Zero Cloud، يمكن للعملاء تتبع النطاق 1 و 2 و 3 انبعاثات، وتبسيط كيفية تتبعهم لبيانات البصمة الكربونية لسلسلة التوريد الخاصة بهم للمشاركة بفعالية مع الموردين للتوافق مع جهود الاستدامة - كل ذلك في مكان واحد".
بالطبع، كيف وأين يتم تخزين البيانات في النهاية، حتى عندما تكون في السحابة، يحدث فرقًا أيضًا.
قال هندرسون: "في كثير من الأحيان، يتم تشغيل أكبر وظائف التعلم الآلي في السحابة وفي كثير من الأحيان يمكن نقلها إلى أجزاء مختلفة من العالم". "يمكن تخفيف الكثير من انبعاثات الكربون من تكاليف الطاقة بمجرد نقل وظائفك إلى منطقة صديقة للكربون مثل مونتريال، على سبيل المثال، التي لديها الكثير من مراكز البيانات التي تعمل على الطاقة الكهرومائية بالكامل تقريبًا. لذا، فإن تشغيل جميع وظائف التعلم الآلي الخاصة بك هناك سيقلل من الانبعاثات".
رغم ذلك، يلاحظ هندرسون أنه إذا نقل الجميع وظائف التعلم الآلي إلى مونتريال، فقد يؤدي ذلك إلى إرباك شبكة الطاقة في تلك المنطقة. لكن اتخاذ خطوات صغيرة للتفكير في طرق لتحريك الأداء يمكن أن يحدث فرقًا عندما يتعلق الأمر بتأثير المناخ.
يبتكر مقدمو مراكز البيانات مثل Equinix نحو تخزين البيانات الخضراء. تركز الشركة على وجه الخصوص - التي تقدم خدمات مركز البيانات لأمثال عملاء المؤسسات مثل Zoom و Netflix و Salesforce و AT&T و Verizon - حتى على بناء وتصميم مراكز البيانات الخاصة بهم لتكون مستدامة وقد عملت في هذا العمل لأكثر من عقد من الزمن.
يذكر كاميا: "يبدو من المرجح أن كفاءة الطاقة في مراكز البيانات ستستمر في التحسن، ولكن السؤال الرئيسي هو ما إذا كان بإمكانها مواكبة الزيادة في الطلب على خدمات البيانات - بعبارة أخرى، ما إذا كان الاستخدام الكلي للطاقة في مركز البيانات سيستمر في البقاء ثابتًا نسبيًا (كما رأينا خلال السنوات العشر الماضية) أو ما إذا كانت ستبدأ في الزيادة بسرعة أكبر لأن كفاءة الطاقة لا يمكنها مواكبة نمو الطلب". "لقد تم بالفعل الاستفادة من بعض فرص الكفاءة الأسهل (على سبيل المثال، الفرص المتدلية) (لا سيما التحول من مراكز بيانات المؤسسة الأقل كفاءة إلى مراكز بيانات سحابية وفائقة النطاقات أكثر كفاءة)، لذلك من الممكن أن نشهد زيادة معتدلة في إجمالي استخدام الطاقة في مركز البيانات خلال السنوات القليلة القادمة. لكن مدى وسرعة هذا الأمر غير مؤكد، ومدى السرعة التي يمكن بها تشغيلها بكهرباء منخفضة الكربون (للحفاظ على الانبعاثات ثابتة أو متناقصة)".
للحفاظ على المنظور، أشار كاميا أيضًا إلى أن تطوير مراكز البيانات ليس موحدًا في جميع أنحاء العالم.
"على الرغم من أن استخدام الطاقة على مستوى العالم كان ثابتًا في الغالب، إلا أنه كانت هناك زيادات هائلة في محاور مراكز البيانات مثل أيرلندا، كما لاحظ مكتب الإحصاء المركزي. وبالمثل، في الولايات المتحدة، ستكون هناك ولايات سيرتفع فيها استخدام الطاقة في مراكز البيانات كثيرًا وأخرى حيث سيظل ثابتًا وأخرى حيث يمكن أن ينخفض.
تنبؤات الصناعة للبيانات وكفاءة الطاقة
بينما تمضي لجنة (SEC) قدمًا في متطلبات إعداد التقارير التنظيمية حول ESG للشركات، يعد هذا مجالًا جديدًا للعديد من الشركات للتنقل فيه الآن، لا سيما في الولايات المتحدة حيث لم يتم تفويض هذا النوع من التقارير من قبل.
وأشار هندرسون: "أعتقد أنه من المهم أن تتخذ هيئة (SEC) والهيئات التنظيمية الأخرى إجراءات فيما يتعلق بهذا الأمر، لكنني أعتقد أن الشركات تعمل بالفعل بدونها". "في الوقت نفسه، من المهم أن يكون لديك هذا المستوى الأساسي من الشفافية في جميع المجالات. أعتقد أن هناك إجراءات تنظيمية أخرى يمكن اتخاذها للمساعدة في تحريك هذه العملية من حيث التأكد من تخفيف آثار انبعاثات الكربون والود البيئي".
بالنسبة إلى الخطوة التالية أثناء انتظار الإجراءات التنظيمية، يقترح كاميا أنه يمكن للشركات أيضًا تركيز الجهود على تقليل الآثار البيئية عبر سلاسل التوريد الخاصة بها، بالإضافة إلى "استخدام منصاتهم وأدواتهم لإعلام المستهلكين بكيفية تقليل الانبعاثات (على سبيل المثال، توفير معلومات عن التأثيرات البيئية للمنتجات المختلفة أو خيارات الشحن ؛ اقتراح خيارات سفر منخفضة الكربون في تطبيقات الخرائط ؛ ومعالجة التضليل المناخي / المعلومات المضللة على وسائل التواصل الاجتماعي). هذه الخدمات الأساسية التي تقدمها هذه الشركات مهمة، ويمكن تحقيق تأثيرات انبعاثات إضافية".
