“人工智能耗電遠(yuǎn)大于數(shù)據(jù)中心”“人工智能發(fā)展將讓現(xiàn)有電網(wǎng)崩潰”“科技公司要建核電站”……近段時(shí)間舉行的多個(gè)國(guó)際會(huì)議上，一些科技巨頭紛紛表達(dá)了對(duì)人工智能高能耗問(wèn)題的擔(dān)憂。面對(duì)人工智能發(fā)展對(duì)電力系統(tǒng)的潛在影響，國(guó)家能源局公開(kāi)回應(yīng)，將密切跟蹤人工智能等高新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，分析研判電力需求增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，系統(tǒng)謀劃保供舉措，確保能源穩(wěn)定供應(yīng)與需求增長(zhǎng)相適應(yīng)。
人工智能真的會(huì)導(dǎo)致電力短缺嗎？當(dāng)下各行各業(yè)都嘗試搭上人工智能“順風(fēng)車(chē)”。然而，開(kāi)發(fā)和運(yùn)行人工智能都離不開(kāi)能源保障。以網(wǎng)上流行的人工智能生成圖片功能為例，每生成一幅圖片，消耗的電量相當(dāng)于一部智能手機(jī)充滿電的電量。英偉達(dá)H100型GPU芯片是目前人工智能算法最常用的芯片之一，一塊這樣的芯片一年消耗的電量比一個(gè)中等規(guī)模的家庭都要多。大規(guī)模部署人工智能的能耗更令人吃驚，據(jù)估計(jì)，從2027年起，僅人工智能新增的服務(wù)器，一年消耗的電量就相當(dāng)于荷蘭或瑞典這樣國(guó)家的總耗電量。
最新預(yù)警來(lái)自埃隆·馬斯克，他公開(kāi)指出，人工智能消耗的算力似乎每6個(gè)月就會(huì)增加10倍，一年多以前短缺的是芯片，接下來(lái)短缺的將是電力，“很快人們將會(huì)看到?jīng)]有足夠的電力來(lái)運(yùn)行所有的人工智能芯片”。除了科技大佬，人工智能崛起也引起了更多人的討論和擔(dān)憂，大家擔(dān)心人工智能會(huì)造成失業(yè)率飆升，對(duì)此有網(wǎng)友戲稱(chēng)“只要電費(fèi)貴過(guò)饅頭，人工智能就永遠(yuǎn)不能完全代替人”。
為何人工智能如此耗電？在人們印象中，鋼鐵、水泥等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)才是耗電大戶(hù)，很難將科技公司與高耗能掛起鉤來(lái)。實(shí)際上，人工智能產(chǎn)業(yè)也是能源密集型產(chǎn)業(yè)。今天的電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)建立在集成電路基礎(chǔ)上，人們通常稱(chēng)為芯片。每個(gè)芯片中都有許多晶體管，用來(lái)承擔(dān)“開(kāi)關(guān)”功能，計(jì)算機(jī)通過(guò)快速改變電壓，來(lái)?yè)軇?dòng)這些開(kāi)關(guān)從而實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制邏輯運(yùn)算。隨著技術(shù)進(jìn)步，單位芯片上的晶體管數(shù)量越來(lái)越多，每平方毫米面積上甚至能集成上億個(gè)晶體管。再小的功耗碰上這個(gè)規(guī)模，耗電量也非?？捎^。
訓(xùn)練大模型需要在大規(guī)模數(shù)據(jù)集上反復(fù)迭代，每一次迭代都需要計(jì)算和調(diào)整其中數(shù)十億個(gè)、數(shù)百億個(gè)乃至數(shù)千億個(gè)參數(shù)值，這些計(jì)算最終會(huì)表現(xiàn)為晶體管的開(kāi)開(kāi)關(guān)關(guān)，每次工作都需要電力來(lái)驅(qū)動(dòng)。對(duì)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)而言，規(guī)模越大，計(jì)算結(jié)果就越好，可以解決的問(wèn)題就越多，但耗電量也越大。更重要的是，這種計(jì)算并非一勞永逸，需要不斷重新訓(xùn)練、重新優(yōu)化模型，這也意味著人工智能迭代對(duì)于算力和電力的需求，似乎看不到“天花板”。
人工智能發(fā)展的前提是，不能大幅新增碳排放量和危及能源安全。雖然目前人工智能整體用電規(guī)模占比較低，還不足以威脅電力系統(tǒng)，但應(yīng)對(duì)快速增長(zhǎng)的用電需求，必須重新考慮電力基礎(chǔ)設(shè)施投資和產(chǎn)業(yè)布局，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
在電源側(cè)，要統(tǒng)籌算力電力協(xié)同布局。我國(guó)已建成全球規(guī)模最大的電力供應(yīng)系統(tǒng)和清潔發(fā)電體系，水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電規(guī)模多年居世界第一位。在廣大西部、北部地區(qū)，可再生能源、土地資源豐富，且隨著新能源裝機(jī)不斷提升，未來(lái)電量消納存在挑戰(zhàn)；東部地區(qū)受土地、水電、運(yùn)維等要素影響，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)成本較高。因此，可引導(dǎo)對(duì)延時(shí)要求不高的數(shù)據(jù)中心向西部地區(qū)聚集，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的差異化處理，既有助于綠電消納、西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，又能促進(jìn)數(shù)據(jù)中心低碳轉(zhuǎn)型、保障能源安全，將我國(guó)綠電優(yōu)勢(shì)真正轉(zhuǎn)化為算力優(yōu)勢(shì)。
在用電側(cè)，要加快低碳節(jié)能技術(shù)發(fā)展。當(dāng)前人工智能的運(yùn)行方式非常耗能，應(yīng)積極尋求更節(jié)能高效的算法和電子元器件，提升數(shù)據(jù)中心上架率。同時(shí)，通過(guò)改進(jìn)數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)，優(yōu)化冷卻系統(tǒng)，設(shè)立余熱回收設(shè)備，切實(shí)提高數(shù)據(jù)中心能效水平，降低能源浪費(fèi)。
未來(lái)，人工智能將深度融入我們的生產(chǎn)生活，能耗問(wèn)題雖值得重視，但大可不必因噎廢食。相信隨著技術(shù)進(jìn)步、市場(chǎng)發(fā)展和生產(chǎn)力布局優(yōu)化，行業(yè)將會(huì)找到合適的解決方案來(lái)平衡算力和能耗需求，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。
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