隨著人工智能及其應(yīng)用在全球各國的不斷推開，能源消耗問題也日益凸顯。面對可能激增的能耗需求，大型科技公司紛紛尋求解決之策。國際能源署認為，強化法規(guī)和技術(shù)改進，包括效率方面的提升，對于減緩數(shù)據(jù)中心能源消耗的激增至關(guān)重要。
行業(yè)躍進帶來能耗翻番
富國銀行最近發(fā)布的分析報告顯示，在經(jīng)歷10年的電力增長平臺期后，預(yù)計到2030年美國的電力需求將增長20%。僅人工智能數(shù)據(jù)中心就有望在美國增加約323太瓦時（1太瓦時=10億千瓦時）的電力需求。而紐約市目前每年的用電量為48太瓦時。
波士頓咨詢集團預(yù)計，到2030年底，美國數(shù)據(jù)中心的用電量將是2022年的三倍，而這一增幅主要來自AI模型訓(xùn)練和更高頻的AI查詢。
科技媒體Digital Information World的報告顯示，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)計到2030年，美國數(shù)據(jù)中心的電力需求將以每年約10%的速度增長。
國際能源署稱，到2022年，美國2700個數(shù)據(jù)中心消耗的電力占該國總電力的4%以上，到2026年，這一比例會達到6%。高盛預(yù)計，到2030年，數(shù)據(jù)中心耗電將占美國總用電量的8%。
《日本經(jīng)濟新聞》近日報道稱，隨著數(shù)據(jù)中心的快速增長，其對電力的需求不斷增加。不僅日本，韓國和東南亞的數(shù)據(jù)中心市場也在不斷增長。
咨詢機構(gòu)IDC日本預(yù)測，今年日本數(shù)據(jù)中心運營商的總投資額可能超過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，相當于2021年的5倍，這一數(shù)字到2050年還將進一步上升至211太瓦時。
斯坦福人工智能研究在《2023年AI指數(shù)報告》中測算，AI大語言模型GPT-3一次訓(xùn)練的耗電量就有1287兆瓦時，大概相當于3000輛特斯拉電動汽車共同開跑、每輛車跑20萬英里所耗電量的總和。報告同時提出，AI大語言模型GPT-3一次訓(xùn)練，相當于排放了552噸二氧化碳。
美國《紐約時報》的報道顯示，ChatGPT每天要響應(yīng)大約2億個請求，這一過程消耗超過50萬度電。
國際能源署（IEA）在1月發(fā)布的報告中估計，2026年全球數(shù)據(jù)中心、人工智能和加密貨幣行業(yè)的電力消耗可能會翻倍，大大高于未來三年全球電力需求年均增長3.4%的增速。數(shù)據(jù)中心是許多地區(qū)電力需求增長的重要驅(qū)動力，2026年，數(shù)據(jù)中心的總用電量可能超過1000太瓦時。
科技企業(yè)面臨挑戰(zhàn)
發(fā)展人工智能帶來的電力需求及碳排放激增，無疑給大型科技公司帶來了挑戰(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%。投資研究機構(gòu)新街研究估計，僅在AI方面，谷歌就需要大約40萬臺服務(wù)器，每天消耗62.4吉瓦時（1吉瓦時=1000千瓦時）、每年消耗22.8太瓦時的能源，相當于美國一個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。
特斯拉CEO馬斯克今年再次表達了他對電力供應(yīng)的擔憂。他預(yù)計，電力短缺可能會造成嚴重后果，阻礙AI的發(fā)展，就像缺芯阻礙科技和汽車行業(yè)一樣。
有同樣擔憂的還有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，未來的發(fā)展需要能源突破。
除了電力，人工智能的發(fā)展對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260萬立方米的水，主要是為數(shù)據(jù)中心提供冷卻。
據(jù)美國《華爾街日報》報道，微軟計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），來支持其數(shù)據(jù)中心和AI項目。數(shù)年前，微軟曾嘗試部署海底數(shù)據(jù)中心，臉書數(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。
美國能源巨頭雪佛龍公司董事長兼CEO邁克爾·沃思5月6日預(yù)計，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超出預(yù)期。沃思稱，美國汽車、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，美國將需要可靠且負擔得起的備用發(fā)電。
高盛今年4月發(fā)布的報告顯示，為滿足人工智能和數(shù)據(jù)中心帶來的電力需求增長，天然氣預(yù)計將占到增量的60%，剩余的40%由可再生能源加以滿足。
咨詢公司Rystad Energy4月的一份報告也看好天然氣的使用。報告認為，僅靠太陽能和風能這種依賴于天氣的能源，可能不足以滿足科技公司發(fā)展人工智能的電力負荷。激增的電力負荷將需要一種能源來填補缺口，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)濟論壇官網(wǎng)刊文分析稱，AI運行一般分兩個主要階段：訓(xùn)練階段和推理階段。在訓(xùn)練階段，模型通過消化大量數(shù)據(jù)來學(xué)習(xí)和開發(fā)；經(jīng)過訓(xùn)練后，它們進入推理階段，用于解決使用者提出的問題。在這兩個階段限制能耗，可將AI運行總能耗降低12%到15%。
一些參與人工智能的公司樂觀地表示，人工智能技術(shù)本身可以幫助解決高電耗問題。微軟公司發(fā)言人就表示，人工智能“將成為推進可持續(xù)發(fā)展解決方案的有力工具”。
隨著人工智能及其應(yīng)用在全球各國的不斷推開，能源消耗問題也日益凸顯。面對可能激增的能耗需求，大型科技公司紛紛尋求解決之策。國際能源署認為，強化法規(guī)和技術(shù)改進，包括效率方面的提升，對于減緩數(shù)據(jù)中心能源消耗的激增至關(guān)重要。
行業(yè)躍進帶來能耗翻番
富國銀行最近發(fā)布的分析報告顯示，在經(jīng)歷10年的電力增長平臺期后，預(yù)計到2030年美國的電力需求將增長20%。僅人工智能數(shù)據(jù)中心就有望在美國增加約323太瓦時（1太瓦時=10億千瓦時）的電力需求。而紐約市目前每年的用電量為48太瓦時。
波士頓咨詢集團預(yù)計，到2030年底，美國數(shù)據(jù)中心的用電量將是2022年的三倍，而這一增幅主要來自AI模型訓(xùn)練和更高頻的AI查詢。
科技媒體Digital Information World的報告顯示，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)計到2030年，美國數(shù)據(jù)中心的電力需求將以每年約10%的速度增長。
國際能源署稱，到2022年，美國2700個數(shù)據(jù)中心消耗的電力占該國總電力的4%以上，到2026年，這一比例會達到6%。高盛預(yù)計，到2030年，數(shù)據(jù)中心耗電將占美國總用電量的8%。
《日本經(jīng)濟新聞》近日報道稱，隨著數(shù)據(jù)中心的快速增長，其對電力的需求不斷增加。不僅日本，韓國和東南亞的數(shù)據(jù)中心市場也在不斷增長。
咨詢機構(gòu)IDC日本預(yù)測，今年日本數(shù)據(jù)中心運營商的總投資額可能超過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，相當于2021年的5倍，這一數(shù)字到2050年還將進一步上升至211太瓦時。
斯坦福人工智能研究在《2023年AI指數(shù)報告》中測算，AI大語言模型GPT-3一次訓(xùn)練的耗電量就有1287兆瓦時，大概相當于3000輛特斯拉電動汽車共同開跑、每輛車跑20萬英里所耗電量的總和。報告同時提出，AI大語言模型GPT-3一次訓(xùn)練，相當于排放了552噸二氧化碳。
美國《紐約時報》的報道顯示，ChatGPT每天要響應(yīng)大約2億個請求，這一過程消耗超過50萬度電。
國際能源署（IEA）在1月發(fā)布的報告中估計，2026年全球數(shù)據(jù)中心、人工智能和加密貨幣行業(yè)的電力消耗可能會翻倍，大大高于未來三年全球電力需求年均增長3.4%的增速。數(shù)據(jù)中心是許多地區(qū)電力需求增長的重要驅(qū)動力，2026年，數(shù)據(jù)中心的總用電量可能超過1000太瓦時。
科技企業(yè)面臨挑戰(zhàn)
發(fā)展人工智能帶來的電力需求及碳排放激增，無疑給大型科技公司帶來了挑戰(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%。投資研究機構(gòu)新街研究估計，僅在AI方面，谷歌就需要大約40萬臺服務(wù)器，每天消耗62.4吉瓦時（1吉瓦時=1000千瓦時）、每年消耗22.8太瓦時的能源，相當于美國一個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。
特斯拉CEO馬斯克今年再次表達了他對電力供應(yīng)的擔憂。他預(yù)計，電力短缺可能會造成嚴重后果，阻礙AI的發(fā)展，就像缺芯阻礙科技和汽車行業(yè)一樣。
有同樣擔憂的還有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，未來的發(fā)展需要能源突破。
除了電力，人工智能的發(fā)展對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260萬立方米的水，主要是為數(shù)據(jù)中心提供冷卻。
據(jù)美國《華爾街日報》報道，微軟計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），來支持其數(shù)據(jù)中心和AI項目。數(shù)年前，微軟曾嘗試部署海底數(shù)據(jù)中心，臉書數(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。
美國能源巨頭雪佛龍公司董事長兼CEO邁克爾·沃思5月6日預(yù)計，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超出預(yù)期。沃思稱，美國汽車、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，美國將需要可靠且負擔得起的備用發(fā)電。
高盛今年4月發(fā)布的報告顯示，為滿足人工智能和數(shù)據(jù)中心帶來的電力需求增長，天然氣預(yù)計將占到增量的60%，剩余的40%由可再生能源加以滿足。
咨詢公司Rystad Energy4月的一份報告也看好天然氣的使用。報告認為，僅靠太陽能和風能這種依賴于天氣的能源，可能不足以滿足科技公司發(fā)展人工智能的電力負荷。激增的電力負荷將需要一種能源來填補缺口，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)濟論壇官網(wǎng)刊文分析稱，AI運行一般分兩個主要階段：訓(xùn)練階段和推理階段。在訓(xùn)練階段，模型通過消化大量數(shù)據(jù)來學(xué)習(xí)和開發(fā)；經(jīng)過訓(xùn)練后，它們進入推理階段，用于解決使用者提出的問題。在這兩個階段限制能耗，可將AI運行總能耗降低12%到15%。
一些參與人工智能的公司樂觀地表示，人工智能技術(shù)本身可以幫助解決高電耗問題。微軟公司發(fā)言人就表示，人工智能“將成為推進可持續(xù)發(fā)展解決方案的有力工具”。
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