人工智能對能源的無限需求

人工智能對能源的無限需求，正在重塑我們的能源行業(yè)，對全球可持續(xù)發(fā)展努力構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

近年來，人工智能(AI)呈現(xiàn)出非常迅速的增長。雖然人們正在討論道德不足，但這一討論也涉及能源層面。人工智能的發(fā)展需要大量能源，而我們的世界可能還沒有做好準(zhǔn)備。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展和擴(kuò)張，其能源消耗也在不斷增加。了解人工智能的能源需求至關(guān)重要，尤其是在全球努力減少碳排放和應(yīng)對氣候變化的背景下。

全球電力的生產(chǎn)和消費，尤其是基于化石燃料的發(fā)電，給地球帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。碳排放是氣候變化的主要驅(qū)動因素，增加了自然災(zāi)害的頻率和嚴(yán)重程度，不可逆轉(zhuǎn)地改變了生態(tài)系統(tǒng)。這使得企業(yè)和國家?guī)缀醪豢赡茉?030年至2050年之間將碳排放量降至零。除此之外，人工智能的興起正在創(chuàng)造能源消耗的新范式。

人工智能過度消耗能源

美國電力研究院（EPRI）發(fā)布的一份新白皮書揭示了人工智能對電力需求呈指數(shù)級增長的潛力。這份長達(dá)35頁的報告預(yù)測，到2030年，美國數(shù)據(jù)中心消耗的總能源可能會增加一倍以上，達(dá)到166%。

這種需求增長的一個顯著例子是，基于人工智能查詢的能源消耗。EPRI報告估計，流行的人工智能語言模型ChatGPT的單個查詢消耗約29瓦時(Wh)的電力。這大約是傳統(tǒng)谷歌搜索查詢的十倍，傳統(tǒng)谷歌搜索查詢每個查詢消耗約3瓦時。對于涉及圖像、音頻和視頻渲染的人工智能應(yīng)用，對電力的要求要高得多，將其變成燃煤機(jī)車。

根據(jù)國際能源署(IEA)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中心目前消耗了全球約1%的電力，隨著人工智能技術(shù)的迅速普及，這一數(shù)字預(yù)計還將增加。2019年，人工智能和數(shù)據(jù)中心將加速發(fā)展，在5年內(nèi)占全球能源需求的1%，這真是令人擔(dān)憂。

美國數(shù)據(jù)中心能源消耗的地理分布不均衡。到2030年，弗吉尼亞州等州的數(shù)據(jù)中心預(yù)計將占全國數(shù)據(jù)中心負(fù)載的46%。俄勒岡州、愛荷華州、內(nèi)布拉斯加州、北達(dá)科他州和內(nèi)華達(dá)州等其他州也預(yù)計會隨著新建數(shù)據(jù)中心而出現(xiàn)能源消耗的大幅增長。這種能源需求的集中帶來了獨特的挑戰(zhàn)，需要采取戰(zhàn)略性能源管理方法。

對全球能源資源的影響

人工智能對能源消耗的影響超出了美國國界。微軟、英偉達(dá)和谷歌等大型科技企業(yè)正在全球范圍內(nèi)擴(kuò)大其數(shù)據(jù)中心和制造設(shè)施。這種全球擴(kuò)張增加了對能源資源的需求，包括電力和銅等原材料。人工智能技術(shù)所需的芯片和其他部件的需求不斷增長，也導(dǎo)致了全球芯片短缺，加劇了供應(yīng)鏈問題。

人工智能日益增長的能源需求正在增加整體能源消耗，并加劇環(huán)境挑戰(zhàn)。更高的能源消耗導(dǎo)致碳排放增加，從而加速氣候變化。如果人工智能的能源消耗繼續(xù)不受控制，可能會加劇全球變暖的影響，使減輕氣候變化影響變得更加困難。

人工智能與氣候變化的交集

企業(yè)和政府做出的決策比個人的措施對氣候變化的影響更大?？茖W(xué)界警告稱，全球氣溫上升超過1.5°C可能導(dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的氣候影響。人工智能技術(shù)的能源密集型性質(zhì)，對全球?qū)鉁厣仙刂圃谶@一限度內(nèi)的努力構(gòu)成了風(fēng)險。

最近的研究開始強調(diào)人工智能對環(huán)境的影響。例如，馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校的研究人員發(fā)現(xiàn)，訓(xùn)練大型自然語言處理(NLP)模型產(chǎn)生的碳排放量，相當(dāng)于五輛汽車在其整個生命周期內(nèi)產(chǎn)生的碳排放量。這一發(fā)現(xiàn)強調(diào)了解決人工智能能源消耗問題，以防止氣候變化進(jìn)一步加劇的重要性。

數(shù)據(jù)中心能源效率和可再生能源

提高數(shù)據(jù)中心的能源效率和增加可再生能源的使用，是管理人工智能日益增長的能源需求的關(guān)鍵步驟?；蛘?，可能需要在為時已晚之前采取措施。數(shù)據(jù)中心應(yīng)采用更高效的冷卻和電源管理系統(tǒng)，以減少其總體能耗。此外，投資太陽能和風(fēng)能等可再生能源可以幫助抵消人工智能技術(shù)的碳足跡。

許多技術(shù)企業(yè)宣布向清潔能源邁進(jìn)，但建廠速度卻快得多。例如，谷歌承諾到2030年，其數(shù)據(jù)中心將全天候使用無碳能源運行。它還在許多不同的地方為Gemini建造了新的數(shù)據(jù)中心。同樣，微軟的目標(biāo)是到2030年實現(xiàn)碳負(fù)排放，這意味著其排放的碳將遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于其排放到環(huán)境中的碳。以微軟的名義實現(xiàn)這一目標(biāo)或許是可能的，但OpenAI對人工智能的能源需求是無止境的。

人工智能能源消耗的未來

預(yù)測人工智能未來的能源消耗需要考慮各種增長情景。EPRI已經(jīng)對2023年至2030年美國數(shù)據(jù)中心的潛在用電量進(jìn)行了多項預(yù)測。這些情景的范圍從每年3%的低增長率到每年15%的高增長率。即使在低增長情景下，數(shù)據(jù)中心的能源消耗預(yù)計也將增加29%，到2030年達(dá)到每年1963TWh。

在高增長情景下，能源消耗量可能飆升至每年4039TWh，比當(dāng)前水平增長166%。簡而言之，這些值足以嚴(yán)重改變世界，我們可以從人工智能創(chuàng)造的后世界末日走向氣候創(chuàng)造的后世界末日。

數(shù)據(jù)中心增長集中在特定區(qū)域也可能導(dǎo)致局部能源挑戰(zhàn)。像弗吉尼亞州這樣的州已經(jīng)承擔(dān)了很大一部分?jǐn)?shù)據(jù)中心負(fù)載，其能源基礎(chǔ)設(shè)施可能會面臨越來越大的壓力。確保平衡和可持續(xù)的能源供應(yīng)需要政策制定者、能源供應(yīng)商和技術(shù)行業(yè)的協(xié)調(diào)努力。

人工智能對能源的需求是一個日益嚴(yán)重的問題，需要引起重視并采取行動。隨著人工智能技術(shù)不斷發(fā)展并越來越融入生活的各個方面，其能源消耗將繼續(xù)上升。解決這個問題需要采取多方面的方法，包括提高數(shù)據(jù)中心的能源效率、投資可再生能源，以及制定管理人工智能能源需求的長期戰(zhàn)略。

了解并降低人工智能的能源消耗，對于確保人工智能技術(shù)的好處不會以犧牲環(huán)境可持續(xù)性為代價至關(guān)重要。隨著世界努力應(yīng)對氣候變化的挑戰(zhàn)，平衡人工智能的能源需求與減少碳排放的努力將是實現(xiàn)可持續(xù)未來的關(guān)鍵。

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