本報記者 陳子帥 本報特約記者 王曉雄“大型科技公司在人工智能（AI）時代的新煩惱：如何找到足夠的電力,？”,，《華爾街日報》3月27日發(fā)文,，對AI的高耗電特點進行了報道。AI的這一特點近期引發(fā)廣泛關注,，甚至有研究顯示,，谷歌AI系統(tǒng)一年需要的電力將與荷蘭一個國家一年的用電量相差無幾,。馬斯克等科技大佬紛紛對AI行業(yè)將面臨的電力短缺發(fā)出警告。有專家提醒,，發(fā)展AI需要的不只是足夠的電力,，還有與之相配套的基礎設施,。此外，AI高耗電特性帶來的不只是能源壓力,，還有環(huán)境問題,。好消息是,，AI的發(fā)展本身就能幫助實現(xiàn)電力供應的突破，也有助于企業(yè)降低溫室氣體排放,。按照目前的增長速度,，一些AI服務器每年的用電量比一些國家的用電總量還多每年3月，都會有上千的企業(yè)高管聚集在美國得州休斯敦市，參加能源行業(yè)的一場國際高端會議,，達成石油和天然氣交易,，并就應對氣候變化的計劃展開討論。這一高端會議就是已經(jīng)舉行了42屆的“劍橋能源周”,，而今年的會議有了一個新主題——人工智能（AI）,?！癆I對電力的巨大需求是不可回避的話題，也是讓人焦慮和興奮并存的原因”,，據(jù)《華爾街日報》報道，大多數(shù)人認為,，推動AI發(fā)展所需的數(shù)據(jù)中心將需要大量電力,。微軟公司創(chuàng)始人比爾·蓋茨在“劍橋能源周”期間表示，電力是決定數(shù)據(jù)中心能否盈利的關鍵因素,，而AI消耗的電力是驚人的,。比爾·蓋茨并非是唯一一位對AI高耗電特點表示擔憂的科技大佬。美國特斯拉公司首席執(zhí)行官馬斯克認為,，未來幾年內(nèi)AI行業(yè)將由“缺硅”變?yōu)椤叭彪姟?。OpenAI首席執(zhí)行官奧爾特曼在今年的達沃斯論壇上直言，大家仍然沒有意識到技術對能源的需求,，如果在能源方面不能取得突破,，就不可能實現(xiàn)技術目標。美國芯片制造商英偉達的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛近期表示,，AI的盡頭是光伏和儲能,。AI到底有多耗電呢？美國Vox新聞網(wǎng)舉例說,，訓練像GPT-3這樣的大型語言模型,，需要使用近1300兆瓦時的電力,，相當于130個美國家庭的年用電量。今年1月,，國際能源署（IEA）發(fā)布了對未來兩年全球能源使用的預測,，報告首次納入了與數(shù)據(jù)中心、加密貨幣和AI相關的用電量預測,。IEA估計,，2022年，這些用電量加在一起幾乎占全球電力需求的2%,；到2026年,，和這些用途有關的電力需求可能會翻一番，大致相當于現(xiàn)在整個日本的用電量,，而能源需求增長最快的領域之一就是被稱為生成式AI的機器學習,。據(jù)《華爾街日報》等媒體報道，荷蘭阿姆斯特丹自由大學商業(yè)與經(jīng)濟學院研究員德弗里斯去年10月預測,，根據(jù)英偉達專門為AI制造的微芯片當前和未來的銷量,，AI系統(tǒng)的全球用電量可能會增加到15吉瓦。到2027年,，AI服務器每年的用電量將在85到134太瓦時之間,。這相當于阿根廷或者荷蘭等國一年的用電量，約占目前全球用電量的0.5%,。目前,，英偉達在數(shù)據(jù)中心AI專用芯片市場上占有90%以上的份額，這使其產(chǎn)量成為整個行業(yè)用電量的代表,。德弗里斯估計,，到2027年，全球數(shù)據(jù)中心所需的電量可能會增加50%,，這主要“歸功于”AI的發(fā)展,。不過，這一數(shù)字可能還是被低估了,，因為其中并沒有包括在數(shù)據(jù)中心冷卻AI芯片的用電量,。德弗里斯表示，隨著AI處理器變得越來越強大,，讓它們保持在工作范圍內(nèi)變得越來越困難,，而且運行它們所需的總電量可能會增加10%到100%。美國星座能源公司預測,，未來AI對電力的需求可能是美國電動汽車充電所需總量的5到6倍,。“為什么AI會消耗這么多電力？”《福布斯》雜志網(wǎng)站援引法國AI圖片編輯軟件PhotoRoom一名負責人的話解釋稱,，AI模型耗電多是因為模型訓練的數(shù)據(jù)量巨大,、模型非常復雜以及用戶向AI提出的請求量大。在訓練過程中,，AI模型根據(jù)大量的示例和數(shù)據(jù)“學習”如何回答問題,。訓練一個AI模型可能需要幾分鐘到幾個月的時間，這取決于模型的數(shù)據(jù)量及其復雜性,。在此期間,，圖形處理器（GPU）——一種用于處理大量數(shù)據(jù)的電子芯片——每天24小時運行，消耗大量電量,。此外,，在回答用戶問題時，AI首先需要“理解”問題,，然后“思考”答案,，最后將結論分享給用戶，每個過程都需要GPU的處理能力,，也需要消耗電力,。《華爾街日報》等媒體稱,，每次用戶與AI系統(tǒng)交互時,，后者都必須重新進行計算，而普通的谷歌搜索結果副本可以被存儲或緩存,，并在其他人進行相同搜索時提供給他們,。根據(jù)IEA的數(shù)據(jù)，一次谷歌搜索需要0.3瓦時的電力,，而一次ChatGPT請求需要2.9瓦時的電力,。如果ChatGPT被整合到每天90億次的搜索中，電力需求將每年增加10太瓦時,。北京郵電大學教授李靜林告訴《環(huán)球時報》記者,，目前AI主要涉及深度學習,、強化學習和大模型開發(fā)等,，這需要大量GPU的堆積，而就算是低端入門級別的4090系列的GPU,，其功耗最低已達到300瓦或400瓦級別,。變電器短缺+AI末世論敘事馬斯克認為，AI的高速發(fā)展,，不僅將導致全球電力供應緊張,，還可能導致變壓器短缺。他解釋說，如果有100千伏—300千伏的電壓從電力網(wǎng)絡中輸出,，它必須一路降壓到6伏,，這是一個很大的降幅。盤古智庫理事長易鵬對《環(huán)球時報》記者表示,，AI耗電占社會總用電量的比例將飛躍式提升,，AI的高耗電會使發(fā)電、變電,、輸電,、配電、用電等電網(wǎng)設施,、設備持續(xù)短缺,。同時，與電力相關的能源價格會持續(xù)走高,，直至更低成本的新技術出現(xiàn),。李靜林表示，AI或電子系統(tǒng)的耗電與工業(yè)系統(tǒng)有所不同,，工業(yè)系統(tǒng)主要使用交流電,，而電腦等使用的是穩(wěn)定的、“干凈的”直流電,。但水電和風電的缺點在于風速和水流速度時快時慢,，不夠穩(wěn)定，雜波太多,，不夠“干凈”,，因此如何將不穩(wěn)定的水電清潔能源轉化為穩(wěn)定狀態(tài)，是需要解決的問題,，這關系到今后AI的電力供應,。李靜林認為，AI的高耗電會給相關企業(yè)甚至國家?guī)碛绊?，最終結果很有可能是較大國家在競爭中勝利,，而較小的國家因實力不足而放棄?！叭绻麑⒋笮驼Z言模型,、GPT風格的模型整合到搜索引擎中，它的環(huán)境成本將是普通搜索的5倍,?！睋?jù)美國廣播公司（ABC）報道，位于紐約的“AI現(xiàn)在研究所”負責人韋斯特這樣說,。美國《財富》雜志網(wǎng)站此前報道稱,，在2023年的《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第二十八次締約方大會上,，出現(xiàn)了一種關于AI的末世論敘事，其重點就是對AI迅速增長的電力需求的擔憂,。美國斯坦福大學的一項研究表明,，自21世紀首個十年以來，AI系統(tǒng)的電力需求增長了30萬倍,，其中一些電力來自化石燃料,，全球數(shù)據(jù)中心消耗的電力占全球電力的1%以上，其中1/3來自煤炭和天然氣,。美國馬薩諸塞大學阿默斯特分校的研究顯示,，訓練一個AI模型可能排放超過284噸的二氧化碳，相當于5輛普通美國汽車的壽命排放量,。每年,，AI的碳足跡接近全球排放量的1%。不過,，英特爾和通用電氣等公司正在利用AI大幅減少二氧化碳的排放,。美國風險管理咨詢公司麥肯錫的研究顯示，AI增強的制造業(yè)可以減少10%—20%的溫室氣體排放,。美國能源部想讓科技公司在園區(qū)內(nèi)建核電站在認識到AI高耗電的特性后,，很多企業(yè)將目光轉向核電。CNN等媒體報道稱,，奧爾特曼認為,，核聚變是解決AI不斷飆升電力需求的答案。他向美國核聚變初創(chuàng)公司Helion能源投資了3.75億美元,。奧爾特曼也是初創(chuàng)公司Oklo的主席,，該公司專注于通過核裂變發(fā)電。2023年,，微軟決定將從2028年開始從Helion能源購買電力,。同樣在2023年，微軟與美國星座能源公司簽署了一項協(xié)議,，要求后者為微軟位于弗吉尼亞州的數(shù)據(jù)中心增加核能發(fā)電,。此前一年，谷歌參與了TAE科技公司2.5億美元的融資,。該公司位于美國加州,，致力于開發(fā)中子聚變動力。2021年年底,，亞馬遜創(chuàng)始人貝索斯和其他投資者為加拿大核公司通用聚變公司籌集了超過1.3億美元的投資,。各大科技公司對核電企業(yè)的關注,，也導致后者的股價今年出現(xiàn)大漲,。截至3月,，美國星座能源公司的股價今年已累計上升60%。就連美國政府也將核電作為應對AI高耗電的一項重要措施,。據(jù)美國Axios新聞網(wǎng)報道,，美國能源部正在探索如何讓科技公司在其龐大的數(shù)據(jù)中心園區(qū)內(nèi)建立小型核電站。美國能源部長格蘭霍姆表示,，與微軟,、谷歌和亞馬遜等大公司的對話需要“加快步伐，因為（它們）對電力的需求只會增加”,。不過,，英國曼徹斯特大學的核聚變研究員阿尼卡·汗表示，通過核聚變發(fā)電的技術可能要到本世紀下半葉才能準備好,。還有專家警告說,，無論需求增長有多快，擴大核電的努力都不應該急于求成,。加拿大卡爾頓大學機械和航空航天工程助理教授阿卜杜拉說:“如果我們向目標沖刺,，就有可能犯嚴重錯誤?！睂τ贏I高耗電的一個好消息是,，AI的耗電主要集中在大模型的訓練過程。如果訓練完成,，制作到芯片中,，電力消耗就會非常低。李靜林介紹說,，帶有人臉識別技術（需要深度學習）的攝像頭實際功耗并不大,；汽車自動駕駛的圖像識別技術已經(jīng)訓練得相對成熟，不需要很高的GPU算力來進行頻繁,、快速的推理過程,，只需要進行適應性訓練，能耗已經(jīng)降下來了,?！敦敻弧冯s志網(wǎng)站也表示，有研究顯示,，2010年至2018年間,，全球數(shù)據(jù)中心行業(yè)的能源強度每年下降約20%。數(shù)據(jù)中心,、芯片和編程方面的效率提升已經(jīng)超過了能源和電力使用的增長,。電力行業(yè)要深化能源供給側結構性改革易鵬認為，AI發(fā)展過程中的電力短缺,，對算力規(guī)模分別占全球33%,、34%的中美兩國的挑戰(zhàn)尤為嚴峻,。按照盤古智庫的預測，2035年—2040年間,，我國用于智算中心的電力將遠超全社會用電量的10%,。據(jù)美媒報道，除核電外,，一些美國高科技企業(yè)還將希望放在天然氣發(fā)電上,。美國天然氣巨頭EQT的首席執(zhí)行官萊斯稱，建設數(shù)據(jù)中心的科技公司正在詢問從該公司購買天然氣的事宜,。在滿足AI電力需求方面,，易鵬認為我國優(yōu)勢很多，比如發(fā)電量巨大,、電力供應系統(tǒng)規(guī)模全球最大,，產(chǎn)業(yè)鏈完備并在特高壓等領域具有領先優(yōu)勢。此外,，我國已建成全球規(guī)模最大的清潔發(fā)電體系,，水電、風電,、光伏,、生物質發(fā)電、在建核電規(guī)模多年位居世界第一,。我國光伏裝機容量占全球近一半,。不過，易鵬指出,，雖然我國新能源發(fā)電比例持續(xù)增加,，但仍不足以補充供需缺口，電力供需形勢仍然持續(xù)偏緊,。此外,，新能源發(fā)電具有“極熱無風、晚峰無光”的特點,，在穩(wěn)定性上難以提供瞬間功率支撐,，會導致高峰時段電力供應緊張。新能源電力比例增高,，也使現(xiàn)有電力系統(tǒng)調節(jié)能力面臨挑戰(zhàn),。所以，電力行業(yè)要深化能源供給側結構性改革,，持續(xù)增加新能源裝機容量,，推動“源網(wǎng)荷儲”模式，充分利用AI技術在虛擬電廠等電力信息技術領域實現(xiàn)突破,，提升用電效能,?！?/p>