AI技术快速发展,大型预训练语言模型如ChatGPT正改变工作模式、生活场景和社会结构。但随之而来的能源消耗问题也日益凸显。
据腾讯新闻报道,ChatGPT每天处理超2亿用户请求,导致巨大电量消耗,估算每天高达50万千瓦时,一年电费超2亿元。
这一需求对企业运营成本构成压力,也反映出AI技术的广泛应用将提高全球能源供应需求。
因此,降低AI大模型能源消耗,寻找绿色能源解决方案,成为全社会共同面临的议题。本文将探讨AI大模型对能源的需求,以及如何引发全球能源竞争和投资核电站的趋势。
一、AI 大模型的能源需求风暴
AI大模型的训练和运行需要巨大的算力支持,导致对电力的需求巨大。以ChatGPT为例,每天处理超2亿次请求,电量消耗高达每天50万千瓦时,一年电费可达2亿元人民币。高盛预测,2023年至2030年间,人工智能所驱动的数据中心功耗每年总体增长约200太瓦时。
随着技术的飞速发展,AI大模型如ChatGPT等在全球范围内引发了广泛关注。然而,其背后的能源需求问题也日益凸显。马斯克旗下的xAI的Supercluster由10万个液冷英伟达H100GPU组成,是“世界上最强大的AI训练集群”,但电力负担巨大。
整个行业都面临着巨大的能源挑战。例如,一次ChatGPT查询需要2.9瓦时的电力,相比谷歌搜索仅需要0.3瓦时的电力。到2028年,预计人工智能将占数据中心电力需求的19%左右。
此外,AI大模型的参数规模不断扩大,也进一步加剧了能源需求。斯坦福大学发布《2023年人工智能指数报告》指出,大模型的参数量突破亿级到百万亿级,训练成本高达数百亿美元。自2012年以来,AI训练应用的电力需求每3到4个月翻一倍。华为AI首席科学家田奇称,AI算力在过去10年至少增长了40万倍。
研究显示,训练谷歌于2022年发布的大语言模型PaLM需要消耗3436兆瓦时的电量,相当于11.8万美国普通家庭日耗电量;参数量为3.4亿的BERT模型,也需要消耗1.5兆瓦时的电量,相当于观看1875小时的流媒体。AI服务器和芯片是产生能耗最主要的地方。通用型服务器只需要2颗800W服务器电源,而AI服务器则需要4颗1800W高功率电源,对于电源的需求大大提升。
综上所述,AI大模型的巨大算力需求转化为了严峻的能源挑战,这不仅对环境构成压力,也对能源供应提出了更高的要求。
二、案例分析:各大公司的能源消耗现状
ChatGPT 作为 AI 大模型的代表,其背后的能源消耗问题尤为突出。预计到 2030 年,AI 数据中心将消耗美国 20% 至 25% 的电力需求,相比今天的 4% 大幅增加。ChatGPT 每天处理超 2 亿次请求,电量消耗高达每天 50 万千瓦时,一年电费可达 2 亿元人民币。其巨大的能源消耗不仅引发了人们对能源可持续性的担忧,也让人们开始关注 AI 发展与能源供应之间的平衡问题。
2. 谷歌等科技巨头的碳排放困境自2019年起,谷歌的温室气体排放量增长48%,2023年数据中心用电量增长17%。微软的二氧化碳排放量自2020年增加近30%。
谷歌因整合AI导致碳排放量攀升,难实现净零排放目标。2023年排放量达1430万吨碳当量,比2019年增48%,比2022年增13%。谷歌归因于数据中心能耗和供应链排放增加。
随着AI需求推动,谷歌数据中心能源消耗不断增加,预计到2026年用电量将翻番,相当于日本全国电力需求。到2030年,AI将导致数据中心用掉全球发电量的4.5%。
微软也面临类似问题,碳排放量增加主要是由于数据中心建设。科技企业争抢核电资源,可能导致电力可靠性问题并推高电价。
三、全球能源竞争的激烈态势
随着AI大模型能源需求增长,科技巨头关注核电站以确保稳定能源供应。微软与星座能源达成协议,购买三里岛核电站未来20年电能,体现微软布局AI电力需求前瞻性。盖茨推动核电新技术,计划投资数十亿美元于美国怀俄明州“下一代”核电站。
此外,谷歌母公司Alphabet与凯罗斯电力签署供电协议,购买小型模块化反应堆电力。凯罗斯电力技术使用熔盐冷却系统,结合陶瓷、卵石型燃料,实现简单、经济核反应堆设计。
亚马逊与西北能源达成协议,支持华盛顿州SMR开发,并投资X-energy公司。还与Dominionenergy合作研究弗吉尼亚州SMR项目可能性。SMR占地面积小,建造时间短,能快速上线发电。
贝莱德与微软合作推出300亿美元人工智能投资基金,用于建设数据中心和能源项目。投资资金将满足计算能力和能源基础设施需求,英伟达提供AI算力专业知识。
2. 能源需求对全球格局的影响微软和谷歌等科技巨头的电力消耗量巨大,2023年各自消耗的电量超过了包括冰岛、加纳和突尼斯在内的100多个国家的总用电量。这种趋势不仅影响了能源市场,也对地缘政治产生了深远影响。随着数据中心等AI基础设施的普及,AI相关的电力需求将迅速增长。到2030年前,全球数据中心的耗电量占比可能翻倍。在欧洲,到2030年,该地区数据中心的电力需求将相当于目前葡萄牙、希腊和荷兰的总消耗量。美国电力研究所的分析发现,到2030年,数据中心将消耗美国4.6%到9.1%的电力。
科技企业在电力需求爆发式增长后,开始争抢核电资源,这可能加剧美国多地的电力可靠性问题和电价上涨。谷歌和微软等科技巨头因高能耗问题引发了人们对于科技行业可持续发展和采用可再生能源的讨论。谷歌计划在2030年之前使其所有数据中心全天候使用无碳能源,并继续投资可再生能源项目。微软则致力于在2030年之前实现碳负排放目标,并扩大可再生能源合同组合,同时减少直接运营排放和解决新建数据中心和硬件组件相关的间接排放问题。
四、AI 与能源的可持续发展之路
在 AI 大模型蓬勃发展的当下,其巨大的能源消耗问题日益凸显,这使得绿色能源解决方案的重要性愈发凸显。随着 AI 技术的不断进步,对能源的需求持续增长,若继续依赖传统化石燃料,不仅会加剧环境压力,还会面临能源供应的瓶颈。
太阳能、风能等可再生能源的开发和利用成为解决这一问题的关键。可再生能源具有诸多优势,首先,它们可以减少对化石燃料的依赖,降低碳排放,有助于缓解全球气候变化的压力。其次,可再生能源资源丰富,取之不尽用之不竭,能够为 AI 大模型的持续发展提供稳定的能源供应。此外,发展可再生能源还能促进能源结构的多元化,提高能源安全。
2. 案例分析:华为的绿色技术创新华为作为科技领军企业,致力于技术创新打造绿色产品,推动低碳社会建设。其CloudEngine 16800系列交换机和NetEngine 8000系列路由器在提升性能的同时,大幅降低功耗,为数据中心AI基础设施节能提供技术支持。
华为通过数字化、智能化手段助力电力行业利用可再生能源,减少碳排放。在2023 MWC 上海期间,发布5GigaGreen绿色创新实践,与全球运营商促进网络性能和绿色节能。其绿色天线已全球商用规模部署超25万片,提升能效25%。
华为提出iPowerStar智能化解决方案,实现智能化节能策略编排,最大化整网能效。与Informa Tech联合发布白皮书,提出“绿色站点-绿色网络-绿色运营”系统性解决方案,涵盖无线基站、数据中心等场景,实现高效减排节能。
华为还在香港首推Smart Charger充电桩,推动家庭绿色用能结构转变,助力香港打造绿色低碳宜居城市。其绿色技术创新为自身发展和科技行业树立榜样,推动AI与能源可持续发展。
五、结语
AI大模型发展挑战全球能源格局,增加能源需求,引发激烈竞争。绿色能源解决方案和技术创新至关重要,以应对AI大模型的高能耗和环境压力。
2024年夏季达沃斯论坛强调创新与合作是把握新机遇、挖掘新蓝海的关键。中国在可再生能源领域取得显著成就,为AI大模型可持续发展提供借鉴。
科技企业积极行动,谷歌、微软等实现碳中和或投资清洁能源。维谛技术与世纪互联战略合作推动AI数据中心绿色能源解决方案,提高能效、减少碳足迹。
未来需更多技术创新和资源共享,如远景科技集团的绿色能源解决方案和AI技术优化能耗管理。政策合作也至关重要,国家能源局正跟踪AI趋势,全球需建立国际标准和合作机制应对挑战。
AI大模型带来挑战也提供创新合作机遇,绿色能源、技术创新和政策合作确保AI可持续发展,助力绿色高效未来。
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