露出 オナニー AI 正在“吸干”行家电力？更可怕的事还在背面
连年来露出 オナニー，东说念主工智能（AI）的崛起引起了世俗的询查和担忧，许多东说念主惦念 AI 会形成休闲率飙升，而有些乐不雅的一又友则戏称“惟有电费贵过馒头，AI 就恒久不可王人备代替东说念主”。
固然这是句打妙语，但背后则是实简直在的AI能耗问题，越来越多的东说念主担忧高能耗将成为制约 AI 发展的瓶颈。就在不久前，技巧创业者、前谷歌工程师凯尔·科比特（Kyle Corbitt）在外交媒体 X 上示意，微软依然遭遇了这方面的难题。
AI 到底有多费电？
科比特称，锤真金不怕火 GPT-6 的微软工程师们正忙着搭建 IB 网罗（InfiniBand），把散播在不同地区的 GPU 流畅起来。这项服务很勤苦，但他们别无选拔，因为若是把逾越 10 万块 H100 芯片部署在吞并个地区，电网就会崩溃。
开端：X@corbtt
为什么这些芯片集聚起来会导致电网崩溃的后果呢？让咱们来简便算一笔账。
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英伟达网站上公布的数据泄露，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 研究区有动力行业从业者指出，10 万块芯片的总能耗将高出于一座袖珍太阳能或风能发电厂的沿途输出。除此除外，还要沟通这样多芯片的配套要领的能耗，包括服务器和冷却开拓。这样多耗电要领，集聚在一小片区域，给电网带来的压力可念念而知。
AI 耗电，冰山一角
对于 AI 能耗问题，《纽约客》的报说念一度引起世俗关爱。报说念估算，ChatGPT 逐日耗电量或逾越 50 万千瓦时。（参见：ChatGPT 日耗电超 50 万度，卡死AI发展的尽然是动力？）本体上，现在AI耗电量固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。而微软工程师遭遇的难题也标明，制约 AI 发展的不仅是技巧本人的能耗，还有配套基础要领的能耗，以及电网的承载力。
海外动力署（IEA）发布的一份敷陈泄露，2022 年行流派据中心、东说念主工智能和加密货币的耗电量达到 460 TWh，占行家能耗的近 2%。IEA 瞻望，在最厄运的情况下，到 2026 年这些领域的用电量将达 1000 TWh，与总共这个词日本的用电量高出。
然则，敷陈同期泄露，现在胜仗插足 AI 研发的能耗远低于数据中心和加密货币。英伟达在 AI 服务器市蚁合占据约 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。然则在 2022 年，加密货币的能耗为 110 TWh，与总共这个词荷兰的用电量高出。
图注：2022 年与 2026 年，传统数据中心、加密货币、AI 数据中心的能耗推测值（柱状图从下往上顺次展示）。可见，现在 AI 耗电量远低于数据中心和加密货币。图片开端：IEA
冷却能耗，圮绝冷漠
数据中心的能效平素用能效比（Power Usage Effectiveness）评估，即花消的总共动力与 IT 负载花消的动力的比值。能效比越接近于 1，标明数据中心耗损的动力越少。数据中心步骤组织 Uptime Institute 发布的敷陈泄露，2020 年行家大型数据中心的平均能效比约为 1.59。也即是说，数据中心的 IT 开拓每花消 1 度电，其配套开拓就花消 0.59 度电。
数据中心的独特能耗中，绝大部分愚弄于冷却系统。一项探望预计泄露，冷却系统花消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，单台开拓的功率增大，数据中心的功率密度（即单元面积耗电量）不停普及，对散热提倡了更高的条目。但与此同期，通过改良数据中心蓄意，就能大幅减少能量的耗损。
因为冷却系统、结构蓄意等各方面的互异，不同数据中心的能效比互异很大。Uptime Institute 敷陈泄露，欧洲国度依然把能效比降到了 1.46，而在亚太地区仍有逾越十分之一的数据中心能效比逾越 2.19。
世界列国正在接纳措施，敦促数据中心竣事节能减排的宗旨。其中，欧盟条目大型数据中心诞生余热回收开拓；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，行家各地大型数据中心的能效比。从左到右顺次为：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。图片开端：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边界不停扩大。据海外动力署（IEA）统计，在 2022 年好意思国领有 2700 座数据中心，花消了世界用电量的 4%，并瞻望这一比例到 2026 年将达到 6%。跟着好意思国东西海岸用地越发殷切，数据中心慢慢向爱荷华州、俄亥俄州等中部地区转机，但这些二线地区原有的产业并不确认，电力供应可能无法知足需求。
一些技巧公司尝试解脱电网的敛迹，胜仗从袖珍核电站购买电能，但这种用电表情和新建核电站都要靠近复杂的行政进程。微软尝试使用 AI 赞助完成肯求，而谷歌使用 AI 进走运算任务诊治，以提高电网开动后果，裁减企业碳排放。至于可控核聚变何时插足愚弄，现在仍然是未知数。
怡悦变暖，雪上加霜
AI 的研发需要踏实而深广的电网撑抓，但跟着顶点天气频发，许多地区的电网正在变得愈加脆弱。怡悦变暖会导致愈加时常的顶点天气事件，不仅形成用电需求激增，加剧电网使命，还会胜仗冲击电网要领。IEA 敷陈指出，受干旱、降雨不足和提早融雪的影响，2023 年行家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踏实。2021 年，寒潮进攻好意思国得克萨斯州，导致大面积断电，部分住户家中断电逾越 70 小时。此次疾苦的一个主要原因即是自然气管说念冰冻，形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）瞻望，在 2024-2028 年，好意思国、加拿大有逾越 300 万东说念主口靠近越来越高的断电风险。
为保险动力安全，同期竣事节能减排，许多国度也将核电站视为一种过渡措施。在 2023 年 12 月举办的蚁合国应付怡悦变化委员会第 28 次峰会（COP 28）上，22 个国度签署蚁合声明，快乐到 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、印度等国鼎力激动核电诞生，IEA 瞻望到 2025 年，行家核电发电量将达到历史新高。
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IEA 敷陈指出：“在变化的怡悦口头眼前，提高动力各样化、普及电网跨区域诊治智力和接纳愈加抗冲击的发电表情将变得越发首要。” 保险电网基础要领，不仅相干到 AI 技巧的发展，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 腾讯玄武现实室认真东说念主
策动丨徐来 丁崝
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审校丨徐来 林林露出 オナニー