发布日期：2024-12-30 07:54 点击次数：59
连年来，东谈主工智能（AI）的崛起引起了芜俚的谋划和担忧，好多东谈主驰念 AI 会变成休闲率飙升AG百家乐为什么总是输，而有些乐不雅的一又友则戏称“唯有电费贵过馒头，AI 就长期不可透澈代替东谈主”。
诚然这是句打妙语，但背后则是实果真在的AI能耗问题，越来越多的东谈主担忧高能耗将成为制约 AI 发展的瓶颈。就在不久前，手艺创业者、前谷歌工程师凯尔·科比特（Kyle Corbitt）在应酬媒体 X 上暗意，还是碰到了这方面的难题。
AI 到底有多费电？
科比特称，考试 GPT-6 的微软工程师们正忙着搭建 IB 网络（InfiniBand），把分手在不同地区的 GPU 流畅起来。这项劳动很贫窭，但他们别无取舍，因为若是把跳动 10 万块 H100 芯片部署在吞并个地区，电网就会崩溃。
起首：X@corbtt
为什么这些芯片麇集起来会导致电网崩溃的后果呢？让咱们来浅显算一笔账。
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英伟达网站上公布的数据露出，每块 H100 芯片的峰值功率为 700W，10 万块 H100 峰值功耗最高可达 7000 万W。而 X 挑剔区有动力行业从业者指出，10 万块芯片的总能耗将颠倒于一座袖珍太阳能或风能发电厂的一齐输出。除此以外，还要辩论这样多芯片的配套方法的能耗，包括服务器和冷却开垦。这样多耗电方法，麇集在一小片区域，给电网带来的压力可思而知。
AI 耗电，冰山一角
对于 AI 能耗问题，《纽约客》的报谈一度引起芜俚温雅。报谈估算，ChatGPT 逐日耗电量或跳动 50 万千瓦时。（参见：ChatGPT 日耗电超 50 万度，卡死AI发展的居然是动力？）内容上，现在AI耗电量诚然看上去是个天文数字，但仍然远远不足加密货币和传统的数据中心。而微软工程师碰到的难题也标明，制约 AI 发展的不仅是手艺自己的能耗，还有配套基础方法的能耗，以及电网的承载力。
国外动力署（IEA）发布的一份陈说露出，2022 年民众数据中心、东谈主工智能和加密货币的耗电量达到 460 TWh，占民众能耗的近 2%。IEA 估量，在最糟糕的情况下，到 2026 年这些畛域的用电量将达 1000 TWh，与通盘这个词日本的用电量颠倒。
关联词，陈说同期露出，现在径直插足 AI 研发的能耗远低于数据中心和加密货币。在 AI 服务器市集中占据约 95%的份额，2023 年供应了约 10 万块芯片，每年耗电量约为 7.3 TWh。关联词在 2022 年，加密货币的能耗为 110 TWh，与通盘这个词荷兰的用电量颠倒。
图注：2022 年与 2026 年，传统数据中心、加密货币、AI 数据中心的能耗猜测值（柱状图从下往上按序展示）。可见，现在 AI 耗电量远低于数据中心和加密货币。图片起首：IEA
冷却能耗，拦阻冷漠
数据中心的能效平素用能效比（Power Usage Effectiveness）评估，即破费的通盘动力与 IT 负载破费的动力的比值。能效比越接近于 1，标明数据中心花消的动力越少。数据中心圭臬组织 Uptime Institute 发布的陈说露出，2020 年民众大型数据中心的平均能效比约为 1.59。也便是说，数据中心的 IT 开垦每破费 1 度电，其配套开垦就破费 0.59 度电。
数据中心的脱落能耗中，绝大部分运用于冷却系统。一项拜谒推敲露出，冷却系统破费的能量可达数据中心总能耗的 40%。近些年，跟着芯片更新换代，单台开垦的功率增大，数据中心的功率密度（即单元面积耗电量）束缚普及，百家乐ag真人曝光对散热提议了更高的条目。但与此同期，通过改良数据中心贪图，就能大幅减少能量的花消。
因为冷却系统、结构贪图等各方面的相反，不同数据中心的能效比相反很大。Uptime Institute 陈说露出，欧洲国度还是把能效比降到了 1.46，而在亚太地区仍有跳动十分之一的数据中心能效比跳动 2.19。
世界列国正在选拔措施，敦促数据中心终了节能减排的主意。其中，欧盟条目大型数据中心确立余热回收开垦；好意思国政府注资研发更高能效的半导体；中国政府也出台措施，条目数据中心从 2025 年起能效比不高于 1.3，并将可再活泼力使用比例逐年上调，到 2032 年达到 100%。
图注：2020 年，民众各地大型数据中心的能效比。从左到右按序为：非洲、亚太地区、欧洲、拉丁好意思洲、中东、俄罗斯及独联体国度、好意思国和加拿大。图片起首：Uptime Institute
科技公司用电，节流难开源更难
跟着加密货币和 AI 的发展，各大科技公司的数据中心限制束缚扩大。据国外动力署（IEA）统计，在 2022 年好意思国领有 2700 座数据中心，破费了宇宙用电量的 4%，并估量这一比例到 2026 年将达到 6%。跟着好意思国东西海岸用地越发焦炙，数据中心逐渐向爱荷华州、俄亥俄州等中部地区升沉，但这些二线地区原有的产业并不推崇，电力供应可能无法雕悍需求。
一些手艺公司尝试开脱电网的敛迹，径直从袖珍核电站购买电能，但这种用电面容和新建核电站齐要濒临复杂的行政历程。微软尝试使用 AI 援手完成央求，而谷歌使用 AI 进走时算任务退换，以提高电网启动后果，镌汰企业碳排放。至于可控核聚变何时插足运用，现在仍然是未知数。
表象变暖，雪上加霜
AI 的研发需要表露而遍及的电网救助，但跟着顶点天气频发，许多地区的电网正在变得愈加脆弱。表象变暖会导致愈加平素的顶点天气事件，不仅变成用电需求激增，加剧电网使命，还会径直冲击电网方法。IEA 陈说指出，受干旱、降雨不足和提早融雪的影响，2023 年民众水力发电占比下落到三十年来的最低值，不足 40%。
自然气经常被视为向可再活泼力转型过程中的一座桥梁，但它在冬季顶点天气下并不表露。2021 年，寒潮病笃好意思国得克萨斯州，导致大面积断电，部分住户家中断电跳动 70 小时。此次厄运的一个主要原因便是自然气管谈冰冻，变成自然气发电厂停摆。北好意思电力可靠性委员会（North American Electric Reliability Council，简称 NERC）估量，在 2024-2028 年，好意思国、加拿大有跳动 300 万东谈主口濒临越来越高的断电风险。
为保险动力安全，同期终了节能减排，许多国度也将核电站视为一种过渡措施。在 2023 年 12 月举办的蚁集国支吾表象变化委员会第 28 次峰会（COP 28）上，22 个国度签署蚁集声明，容或到 2050 年将核能发电智力普及到 2020 年水平的 3 倍。与此同期，跟着中国、印度等国浪漫鼓吹核电建造，IEA 估量到 2025 年，民众核电发电量将达到历史新高。
“华龙一号”航拍。图库版权图片，不授权转载
IEA 陈说指出：“在变化的表象花样眼前，提高动力种种化、普及电网跨区域退换智力和选拔愈加抗冲击的发电面容将变得越发要紧。” 保险电网基础方法，不仅谋划到 AI 手艺的发展，更是关乎民生国计。
参考文件
[1] Kyle Corbitt. X. https://twitter.com/corbtt/status/1772392525174620355. <2024-03-26/2024-04-09>.
[2] IEA (2024), Electricity 2024, IEA, Paris https://www.iea.org/reports/electricity-2024, Licence: CC BY 4.0
[3] Andy Lawrence. Which regions have the most energy efficient data centers?. Uptime Institute.
https://www.datacenterdynamics.com/en/opinions/which-regions-have-most-energy-efficient-data-centers/. <2020-08-04/2024-04-10>
[4] Zhang, Xiaojing, Theresa Lindberg, Naixue Xiong, Valeriy Vyatkin, and Arash Mousavi. \"Cooling energy consumption investigation of data center it room with vertical placed server.\" Energy procedia 105 (2017): 2047-2052.
[5] Evan Halper. Amid explosive demand, America is running out of power. Washington Post. https://www.washingtonpost.com/business/2024/03/07/ai-data-centers-power/. <2024-03-07/2024-04-09>.
[6] Jeremy Hsu. US grid vulnerable to power outages due to its reliance on gas. New Scientist. https://www.newscientist.com/article/2411905-us-grid-vulnerable-to-power-outages-due-to-its-reliance-on-gas/. <2024-01-11/2024-04-09>.
[7] Jeremy Hsu. Much of North America may face electricity shortages starting in 2024. New Scientist. https://www.newscientist.com/article/2409679-much-of-north-america-may-face-electricity-shortages-starting-in-2024. <2023-12-23/2024-04-09>.
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作家丨玛雅蓝 科普创作家
审核丨于旸 腾讯玄武执行室安稳东谈主
运筹帷幄丨徐来 丁崝
责编丨丁崝
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