隨著人工智能及其應(yīng)用在全球各國(guó)的不斷推開(kāi)，能源消耗問(wèn)題也日益凸顯。面對(duì)可能激增的能耗需求，大型科技公司紛紛尋求解決之策。國(guó)際能源署認(rèn)為，強(qiáng)化法規(guī)和技術(shù)改進(jìn)，包括效率方面的提升，對(duì)于減緩數(shù)據(jù)中心能源消耗的激增至關(guān)重要。

  行業(yè)躍進(jìn)帶來(lái)能耗翻番

  富國(guó)銀行最近發(fā)布的分析報(bào)告顯示，在經(jīng)歷10年的電力增長(zhǎng)平臺(tái)期后，預(yù)計(jì)到2030年美國(guó)的電力需求將增長(zhǎng)20%。僅人工智能數(shù)據(jù)中心就有望在美國(guó)增加約323太瓦時(shí)（1太瓦時(shí)=10億千瓦時(shí)）的電力需求。而紐約市目前每年的用電量為48太瓦時(shí)。

  波士頓咨詢(xún)集團(tuán)預(yù)計(jì)，到2030年底，美國(guó)數(shù)據(jù)中心的用電量將是2022年的三倍，而這一增幅主要來(lái)自AI模型訓(xùn)練和更高頻的AI查詢(xún)。

  科技媒體Digital Information World的報(bào)告顯示，數(shù)據(jù)中心為訓(xùn)練AI模型產(chǎn)生的能耗是常規(guī)云工作的三倍，預(yù)計(jì)到2030年，美國(guó)數(shù)據(jù)中心的電力需求將以每年約10%的速度增長(zhǎng)。

  國(guó)際能源署稱(chēng)，到2022年，美國(guó)2700個(gè)數(shù)據(jù)中心消耗的電力占該國(guó)總電力的4%以上，到2026年，這一比例會(huì)達(dá)到6%。高盛預(yù)計(jì)，到2030年，數(shù)據(jù)中心耗電將占美國(guó)總用電量的8%。

  《日本經(jīng)濟(jì)新聞》近日?qǐng)?bào)道稱(chēng)，隨著數(shù)據(jù)中心的快速增長(zhǎng)，其對(duì)電力的需求不斷增加。不僅日本，韓國(guó)和東南亞的數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)也在不斷增長(zhǎng)。

  咨詢(xún)機(jī)構(gòu)IDC日本預(yù)測(cè)，今年日本數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商的總投資額可能超過(guò)5000億日元，比去年增加50%，且如此大規(guī)模的投資水平有望一直保持到2027年。日本電力中央研究所的預(yù)測(cè)指出，日本數(shù)據(jù)中心的用電量到2040年將提升至105太瓦時(shí)，相當(dāng)于2021年的5倍，這一數(shù)字到2050年還將進(jìn)一步上升至211太瓦時(shí)。

  斯坦福人工智能研究在《2023年AI指數(shù)報(bào)告》中測(cè)算，AI大語(yǔ)言模型GPT-3一次訓(xùn)練的耗電量就有1287兆瓦時(shí)，大概相當(dāng)于3000輛特斯拉電動(dòng)汽車(chē)共同開(kāi)跑、每輛車(chē)跑20萬(wàn)英里所耗電量的總和。報(bào)告同時(shí)提出，AI大語(yǔ)言模型GPT-3一次訓(xùn)練，相當(dāng)于排放了552噸二氧化碳。

  美國(guó)《紐約時(shí)報(bào)》的報(bào)道顯示，ChatGPT每天要響應(yīng)大約2億個(gè)請(qǐng)求，這一過(guò)程消耗超過(guò)50萬(wàn)度電。

  國(guó)際能源署（IEA）在1月發(fā)布的報(bào)告中估計(jì)，2026年全球數(shù)據(jù)中心、人工智能和加密貨幣行業(yè)的電力消耗可能會(huì)翻倍，大大高于未來(lái)三年全球電力需求年均增長(zhǎng)3.4%的增速。數(shù)據(jù)中心是許多地區(qū)電力需求增長(zhǎng)的重要驅(qū)動(dòng)力，2026年，數(shù)據(jù)中心的總用電量可能超過(guò)1000太瓦時(shí)。

  科技企業(yè)面臨挑戰(zhàn)

  發(fā)展人工智能帶來(lái)的電力需求及碳排放激增，無(wú)疑給大型科技公司帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

  以谷歌為例，其用于人工智能訓(xùn)練的能量消耗占總用電量的10%至15%。投資研究機(jī)構(gòu)新街研究估計(jì)，僅在AI方面，谷歌就需要大約40萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，每天消耗62.4吉瓦時(shí)（1吉瓦時(shí)=1000千瓦時(shí)）、每年消耗22.8太瓦時(shí)的能源，相當(dāng)于美國(guó)一個(gè)州首府所有家庭一年的用電量。

  隨著人工智能的持續(xù)發(fā)展，應(yīng)用越來(lái)越普及，使用人數(shù)也不斷增加，能源消耗將呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)。

  特斯拉CEO馬斯克今年再次表達(dá)了他對(duì)電力供應(yīng)的擔(dān)憂。他預(yù)計(jì)，電力短缺可能會(huì)造成嚴(yán)重后果，阻礙AI的發(fā)展，就像缺芯阻礙科技和汽車(chē)行業(yè)一樣。

  有同樣擔(dān)憂的還有OpenAI首席執(zhí)行官山姆·奧特曼。他表示，人工智能將消耗比人們預(yù)期更多的電力，未來(lái)的發(fā)展需要能源突破。

  除了電力，人工智能的發(fā)展對(duì)其他資源的消耗也十分巨大。弗吉尼亞理工大學(xué)研究指出，Meta公司在2022年使用了超過(guò)260萬(wàn)立方米的水，主要是為數(shù)據(jù)中心提供冷卻。

  據(jù)美國(guó)《華爾街日?qǐng)?bào)》報(bào)道，微軟計(jì)劃利用下一代核反應(yīng)堆，即所謂的小型模塊化反應(yīng)堆（SMR），來(lái)支持其數(shù)據(jù)中心和AI項(xiàng)目。數(shù)年前，微軟曾嘗試部署海底數(shù)據(jù)中心，臉書(shū)數(shù)據(jù)中心則選址在寒冷的北極圈附近。

  探索更多應(yīng)對(duì)之策

  為了減少碳排放，包括亞馬遜、谷歌、微軟和Meta在內(nèi)的公司已經(jīng)承諾用可再生能源為它們的數(shù)據(jù)中心供電。

  美國(guó)能源巨頭雪佛龍公司董事長(zhǎng)兼CEO邁克爾·沃思5月6日預(yù)計(jì)，隨著人工智能和數(shù)據(jù)中心用電量的激增，天然氣的需求可能會(huì)超出預(yù)期。沃思稱(chēng)，美國(guó)汽車(chē)、供暖和制造業(yè)的電氣化舉措，疊加數(shù)據(jù)中心需求的增加，美國(guó)將需要可靠且負(fù)擔(dān)得起的備用發(fā)電。

  高盛今年4月發(fā)布的報(bào)告顯示，為滿足人工智能和數(shù)據(jù)中心帶來(lái)的電力需求增長(zhǎng)，天然氣預(yù)計(jì)將占到增量的60%，剩余的40%由可再生能源加以滿足。

  咨詢(xún)公司Rystad Energy4月的一份報(bào)告也看好天然氣的使用。報(bào)告認(rèn)為，僅靠太陽(yáng)能和風(fēng)能這種依賴(lài)于天氣的能源，可能不足以滿足科技公司發(fā)展人工智能的電力負(fù)荷。激增的電力負(fù)荷將需要一種能源來(lái)填補(bǔ)缺口，并在可再生能源發(fā)電不足的情況下滿足激增的需求。行業(yè)認(rèn)為天然氣將成為首選。

  電力公司一直在為數(shù)據(jù)中心的電力需求激增做準(zhǔn)備。大型科技公司也在探索人工智能如何幫助電網(wǎng)更高效地運(yùn)行。全球最大的數(shù)據(jù)中心公司之一Equinix的官員表示，他們一直在嘗試使用燃料電池作為備用電源。

  世界經(jīng)濟(jì)論壇官網(wǎng)刊文分析稱(chēng)，AI運(yùn)行一般分兩個(gè)主要階段：訓(xùn)練階段和推理階段。在訓(xùn)練階段，模型通過(guò)消化大量數(shù)據(jù)來(lái)學(xué)習(xí)和開(kāi)發(fā)；經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后，它們進(jìn)入推理階段，用于解決使用者提出的問(wèn)題。在這兩個(gè)階段限制能耗，可將AI運(yùn)行總能耗降低12%到15%。

  一些參與人工智能的公司樂(lè)觀地表示，人工智能技術(shù)本身可以幫助解決高電耗問(wèn)題。微軟公司發(fā)言人就表示，人工智能“將成為推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展解決方案的有力工具”。（記者 周武英）