大模型为何成耗能大户
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本文转自:中新网
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随着人工智能技术快速发展##,人工智能(AI)大模型的运行消耗问题受到越来越多关注%@%*。大模型为何成了耗能大户?能耗问题会不会成为人工智能发展的“绊脚石”?如何解决能耗问题?
耗电耗水量大
人工智能大模型到底有多耗能?据斯坦福人工智能研究所发布的《2023年AI指数报告》%*,AI大语言模型GPT-3一次训练的耗电量为1287兆瓦时#*%,大概相当于3000辆特斯拉电动汽车共同开跑、每辆车跑20万英里所耗电量的总和@###@。报告同时提出#@,AI大语言模型GPT-3一次训练%*,相当于排放了552吨二氧化碳#@%**。
国外研究显示%%%*#,一次标准谷歌搜索耗电0.3瓦时%###%,AI大语言模型ChatGPT响应一次用户请求耗电约2.96瓦时#%%,在AI大模型驱动下的一次谷歌搜索耗电8.9瓦时*@**#。
除了耗电%#,另有研究显示#@,AI大语言模型GPT-3在训练期间耗水近700吨@*,每回答20个至50个问题就要消耗500毫升水#%*。弗吉尼亚理工大学研究指出#%%,Meta公司在2022年使用了超过260万立方米的水*#%##,主要作用是为数据中心提供冷却@#。
据了解#%,人工智能大模型GPT-4的主要参数是GPT-3的20倍%*%%,计算量是GPT-3的10倍%*%,能耗也随之大幅增加%@*%。
华泰证券研报预测#*%,到2030年@#*#,中国与美国的数据中心总用电量将分别达到0.65万亿千瓦时至0.95万亿千瓦时、1.2万亿千瓦时至1.7万亿千瓦时@#%#%,是2022年的3.5倍和6倍以上%#。届时%@*#*,AI用电量将达到2022年全社会用电量的20%和31%%*@*。
为何如此耗能
为什么人工智能大模型如此耗能?AI技术迅速发展@@,对芯片的需求急剧增加@#@*%,进而带动电力需求激增##@@*。同时%#%,对AI进行大量训练#*#,也意味着需要更强的算力中心和与之匹配的散热能力%@#。在AI快速迭代的道路上*#@*,电力和水资源的消耗也在快速增加#%*。因为很多数据中心全年无休#%%@,发热量巨大**,大规模电耗和水耗主要来自于冷却需求@@*%*。
相关统计显示##%@%,数据中心运行成本的六成是电费##,而电费里的四成多来自冷却散热%#,相应也会带来巨量冷却水的消耗%*#*。风冷数据中心六成多的耗电量都会用在风冷上#*%,只有不到四成电力用在实际计算上@*。如今%*,全球数据中心市场耗电量是10年前的近10倍*%。
能耗问题会不会成为人工智能发展的“绊脚石”?英伟达首席执行官黄仁勋曾提到*@#@%,AI和算力耗能巨大*%#%#,但由于计算机性能飞速增长#*#,计算会更加高效@*#%%,相当于更节省能源%@%@。当前@%%,我国实施严格的能耗双控政策#@,无论是AI大模型本身还是其应用行业#*#%,对单位GDP能耗来说均有明显降低作用%*#。
从整体能耗来看%@%,AI大模型带来的效率提升也会抵消一部分能耗增长%@*。随着绿电广泛应用##,再加上我国逐步由能耗双控向碳排放双控政策转变%#@,可再生能源对未来AI大模型发展的支撑能力也会越来越强@%。
此外%%,相较于其他国家而言%@#%%,中美等能源消费大国和数据大国##@,具备更好发展AI大模型的资源条件和基础##。
怎样应对挑战
据预测@%,到2025年%%,AI相关业务在全球数据中心用电量中的占比将从2%增加至10%#%%*。到2030年#%#%@,智能计算年耗电量将达到5000亿千瓦时#@,占全球发电总量的5%@*##。因此@@@@%,在大力发展AI大模型的同时**@,必须提前做好相关规划布局#*@*#,以提供必要的电力和水资源等技术支撑*#。
有专家认为@*#,人工智能的未来发展与状态和储能紧密相连@%@*%。因此%#*@%,不应仅关注计算力*@*##,而是需要更全面地考虑能源消耗问题%*。OpenAI创始人奥尔特曼认为**@,未来AI技术取决于能源突破#%#,更绿色的能源尤其是核聚变或更便宜的太阳能以及储能的可获得性%@%,是人工智能发展快慢的重要因素@*@@@。
为降低电力和水资源消耗@%,很多企业在尝试采用各种方法为数据中心散热%%##@。例如%*@%@,微软曾尝试部署海下数据中心@#**,脸书(Facebook)数据中心选址北极圈附近*%@,阿里云千岛湖数据中心使用深层湖水制冷等%@,我国很多企业则把数据中心布局在水电资源丰富的西南地区@%*。
目前%*@,可通过算法优化、开发和使用更高效的AI专用硬件、调整神经网络训练过程以优化计算资源等技术方式来降低AI大模型的能耗@@#@,并更多采用自然冷却、液冷、三联供、余热回收等新兴节能技术*%*%,提高制冷效率以降低数据中心能耗%#*。从技术未来发展方向上看***,光电智能芯片也有助于解决AI大模型的电耗和水耗问题%@@*。
AI大模型的发展%%%#,不能仅符合高端化、智能化的要求#*%%,更要符合绿色化的发展要求@#%@。为此%*#%#,从国家和地方层面上看@**%%,为缓解AI大模型发展所带来的电力和水资源冲击##@,有必要将数据中心行业纳入高耗能行业管理体系##,并提前做好相关规划布局#***%。同时#*@,加强资源整合#*,充分发挥人工智能大模型和数据中心的效能@%#%#,通过使用效能下限设置等方式@#,确保其自身的电力和水资源使用效率*%**。还应严格落实国家能耗双控及碳排放双控政策##,并将其碳足迹与水足迹纳入行业考核范围#*#*,切实推动碳足迹与水足迹逐步降低@#%,以应对日益增长的AI大模型电力和水资源需求*%@@#。
(作者系中国宏观经济研究院能源研究所研究员)
作者:崔成
来源:经济日报
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