3 月 10 日消息，AI 已經(jīng)重新成為科技行業(yè)的熱門話題，預計它將徹底改變從零售到醫(yī)藥等價值數(shù)萬億美元的行業(yè)。但每創(chuàng)造一個新的聊天機器人或圖像生成器都需要耗費大量的電力，這意味著這項技術可能釋放大量溫室氣體，進而加劇全球變暖問題。

微軟、谷歌和 ChatGPT 制造商 OpenAI 都要使用云計算，而云計算依賴于全球海量數(shù)據(jù)中心服務器內數(shù)以千計的芯片來訓練被稱為模型的 AI 算法，分析數(shù)據(jù)以幫助這些算法“學習”如何執(zhí)行任務。ChatGPT 的成功促使其他公司競相推出自己的 AI 系統(tǒng)和聊天機器人，或者開發(fā)使用大型 AI 模型的產品。

與其他形式的計算相比，AI 需要使用更多的能源，訓練單個模型消耗的電力超過 100 多個美國家庭 1 年的用電量。然而，雖然 AI 行業(yè)增長非常快，但卻不夠透明，以至于沒有人確切知道 AI 的總用電量和碳排放量。碳排放量也可能有很大差異，這取決于提供電力的發(fā)電廠類型，靠燒煤或天然氣發(fā)電供電的數(shù)據(jù)中心，碳排放量顯然高于太陽能或風力發(fā)電支持的數(shù)據(jù)中心。

雖然研究人員已經(jīng)統(tǒng)計了創(chuàng)建單一模型所產生的碳排放量，有些公司也提供了有關他們能源使用的數(shù)據(jù)，但他們沒有對這項技術的總用電量進行總體估計。AI 公司 Huging Face 研究員薩莎?盧西奧尼（Sasha Luccioni）寫了一篇論文，量化了她旗下公司 Bloom 的碳排放情況，Bloom 是 OpenAI 模型 GPT-3 的競爭對手。盧西奧尼還試圖根據(jù)一組有限的公開數(shù)據(jù)，對 OpenAI 聊天機器人 ChatGPT 的碳排放情況進行評估。

提高透明度

盧西奧尼等研究人員表示，在 AI 模型的電力使用和排放方面，需要提高透明度。有了這些信息，政府和公司可能會決定，使用 GPT-3 或其他大型模型來研究癌癥治療或保護土著語言是否值得。

更高的透明度也可能帶來更多的審查，加密貨幣行業(yè)可能會提供前車之鑒。根據(jù)劍橋比特幣電力消耗指數(shù)，比特幣因其耗電量過大而受到批評，每年的耗電量與阿根廷一樣多。這種對電力的貪婪需求促使紐約州通過了一項為期兩年的禁令，暫停向以化石燃料發(fā)電供電的加密貨幣采礦商發(fā)放許可證。

GPT-3 是功能單一的通用 AI 程序，可以生成語言，具有多種不同的用途。2021 年發(fā)表的一篇研究論文顯示，訓練 GPT-3 耗用了 1.287 吉瓦時電量，大約相當于 120 個美國家庭 1 年的用電量。同時，這樣的訓練產生了 502 噸碳，相當于 110 輛美國汽車 1 年的排放量。而且，這種訓練只適用于一個程序，或者說是“模型”。

雖然訓練 AI 模型的前期電力成本巨大，但研究人員發(fā)現(xiàn)，在某些情況下，這只是模型實際使用所消耗電力的 40% 左右。此外，AI 模型也在變得越來越大。OpenAI 的 GPT-3 使用了 1750 億個參數(shù)或變量，而其前身僅使用了 15 億個參數(shù)。

OpenAI 已經(jīng)在研究 GPT-4，而且必須定期對模型進行再訓練，以保持其對時事的了解。卡內基梅隆大學教授艾瑪?斯特魯貝爾（Emma Strubell）是首批研究 AI 能源問題的研究人員之一，她說：“如果你不對模型進行再訓練，它甚至可能不知道何為新冠肺炎。”

另一個相對的衡量標準來自谷歌，研究人員發(fā)現(xiàn)，AI 訓練占該公司總用電量的 10% 至 15%，2021 年該公司的總用電量為 18.3 太瓦時。這意味著，谷歌的 AI 每年耗電量達 2.3 太瓦時，大約相當于亞特蘭大所有家庭的 1 年用電量。

科技巨頭作出凈零承諾

雖然在許多情況下，AI 模型變得越來越大，但 AI 公司也在不斷改進，使其以更高效的方式運行。微軟、谷歌和亞馬遜等美國最大的云計算公司，都做出了碳減排或凈零承諾。谷歌在一份聲明中表示，到 2030 年，該公司將在所有業(yè)務中實現(xiàn)凈零排放，其目標是完全使用無碳能源運營其辦公室和數(shù)據(jù)中心。谷歌還在使用 AI 來提高其數(shù)據(jù)中心的能效，該技術直接控制設施中的冷卻系統(tǒng)。

OpenAI 也列舉了該公司為提高 ChatGPT 應用程序編程接口的效率所做的工作，幫助客戶降低了用電量和價格。OpenAI 發(fā)言人表示：“我們非常認真地承擔起阻止和扭轉氣候變化的責任，我們對如何最大限度地利用我們的計算能力進行了很多思考。OpenAI 運行在 Azure 上，我們與微軟團隊密切合作，以提高運行大型語言模型的效率并減少碳排放。”

微軟指出，該公司正在購買可再生能源，并采取其他措施，以實現(xiàn)之前宣布的目標，即到 2030 年實現(xiàn)凈零排放。微軟在聲明中稱：“作為我們創(chuàng)造更可持續(xù)性未來承諾的一部分，微軟正在投資于研究，以衡量 AI 的能源使用和碳排放影響，同時致力于提高大型系統(tǒng)在培訓和應用方面的效率。”

耶路撒冷希伯來大學教授羅伊?施瓦茨（Roy Schwartz）與微軟的一個團隊合作，測量了一個大型 AI 模型的碳足跡。他表示：“顯然，這些公司不愿透露他們使用的是什么模型，以及它排放了多少碳。”

有些方法可以讓 AI 更高效地運行。能源咨詢公司 Wood Mackenzie 的本?赫茲-沙格爾（Ben Hertz-Shargel）表示，由于 AI 訓練可以隨時進行，開發(fā)者或數(shù)據(jù)中心可以將訓練安排在電力更便宜或過剩的時候，從而使它們的運營更加環(huán)保。AI 公司在電力過剩時訓練自己的模型，然后可以在營銷中將其當成一大賣點，以此表明他們注重環(huán)保。

芯片運行耗電量驚人

大多數(shù)數(shù)據(jù)中心使用圖形處理單元（GPU）來訓練 AI 模型，這些組件是芯片行業(yè)制造的最耗電組件之一。摩根士丹利分析師本月早些時候發(fā)布的一份報告稱，大型模型需要數(shù)萬個 GPU，培訓周期從幾周到幾個月不等。

AI 領域更大的謎團之一是與所使用芯片相關的碳排放總量。最大的 GPU 制造商英偉達表示，當涉及到 AI 任務時，他們的芯片可以更快地完成任務，總體上效率更高。

英偉達在聲明中表示：“與使用 CPU 相比，使用 GPU 來加速 AI 速度更快，也更高效。對于某些 AI 工作負載來說，能效通常可以提高 20 倍，對于生成式人工智能必不可少的大型語言模型，能效則可提高 300 倍。”

盧西奧尼說，雖然英偉達已經(jīng)披露了與能源相關的直接排放和間接排放數(shù)據(jù)，但該公司并沒有透露更多細節(jié)。她認為，當英偉達分享這些信息時，我們可能發(fā)現(xiàn) GPU 消耗的電量與一個小國用電量差不多，“這可能會讓人抓狂”！

總結

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