伊燁然

微軟、谷歌和ChatGPT制造商OpenAI都要使用云計(jì)算，而云計(jì)算依賴于全球海量數(shù)據(jù)中心服務(wù)器內(nèi)數(shù)以千計(jì)的芯片來訓(xùn)練被稱為模型的AI算法，分析數(shù)據(jù)以幫助這些算法學(xué)習(xí)如何執(zhí)行任務(wù)。AI已經(jīng)重新成為科技行業(yè)的熱門話題，預(yù)計(jì)它將徹底改變從零售到醫(yī)藥等價(jià)值數(shù)萬億美元的行業(yè)。但每創(chuàng)造一個(gè)新的聊天機(jī)器人或圖像生成器都需要耗費(fèi)大量的電力，這意味著這項(xiàng)技術(shù)可能釋放大量溫室氣體，進(jìn)而加劇全球變暖問題。

與其他形式的計(jì)算相比，AI需要使用更多的能源，訓(xùn)練單個(gè)模型消耗的電力超過100多個(gè)美國(guó)家庭1年的用電量。然而，雖然AI行業(yè)增長(zhǎng)非?？?，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，其碳排放量顯然高于太陽(yáng)能或風(fēng)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(jì)了創(chuàng)建單一模型所產(chǎn)生的碳排放量，有些公司也提供了有關(guān)他們能源使用的數(shù)據(jù)，但他們沒有對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的總用電量進(jìn)行總體估計(jì)。AI公司Huging Face研究員薩莎·盧西奧尼寫了一篇論文，量化了她旗下公司Bloom的碳排放情況，Bloom是OpenAI模型GPT-3的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。盧西奧尼還試圖根據(jù)一組有限的公開數(shù)據(jù)，對(duì)OpenAI聊天機(jī)器人ChatGPT的碳排放情況進(jìn)行評(píng)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(huì)衡量使用GPT-3或其他大型模型來研究癌癥治療或保護(hù)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(huì)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(píng)，每年的耗電量與阿根廷一樣多。這種對(duì)電力的貪婪需求促使紐約州通過了一項(xiàng)為期2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(xùn)練GPT-3耗用了1.287 GWh電量，大約相當(dāng)于120個(gè)美國(guó)家庭1年的用電量。同時(shí)，這樣的訓(xùn)練產(chǎn)生了502 t碳，相當(dāng)于110輛美國(guó)汽車1年的排放量。而且，這種訓(xùn)練只適用于一個(gè)程序（或者說是模型）。

雖然訓(xùn)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(shí)際消耗電力的40 %左右。此外，AI模型也在變得越來越大。OpenAI的GPT-3使用1 750億個(gè)參數(shù)或變量，而其前身僅使用了15億個(gè)參數(shù)。

OpenAI已經(jīng)在研究GPT-4，而且必須定期對(duì)模型進(jìn)行再訓(xùn)練，以保持其對(duì)時(shí)事的了解?？▋?nèi)基梅隆大學(xué)教授艾瑪·斯特魯貝爾是首批研究AI能源問題的研究人員之一，她說：“如果你不對(duì)模型進(jìn)行再訓(xùn)練，它甚至可能不知道何為新冠肺炎?！绷硪粋€(gè)相對(duì)的衡量標(biāo)準(zhǔn)來自谷歌，研究人員發(fā)現(xiàn)，AI訓(xùn)練占該公司總用電量的10 % ～15 %，2021年該公司的總用電量為18.3 TWh。這意味著，谷歌的AI每年耗電量達(dá)2.3 TWh，大約相當(dāng)于亞特蘭大所有家庭的1年用電量。

科技巨頭做出凈零承諾

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(jìn)，使其以更高效的方式運(yùn)行。微軟、谷歌和亞馬遜等美國(guó)最大的云計(jì)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(wù)中實(shí)現(xiàn)凈零排放，其目標(biāo)是完全使用無碳能源運(yùn)營(yíng)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(shù)直接控制設(shè)施中的冷卻系統(tǒng)。

OpenAI也列舉了該公司為提高ChatGPT應(yīng)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(jià)格。OpenAI發(fā)言人表示：“我們非常認(rèn)真地承擔(dān)起阻止和扭轉(zhuǎn)氣候變化的責(zé)任，我們對(duì)如何最大限度地利用我們的計(jì)算能力進(jìn)行了很多思考。OpenAI運(yùn)行在Azure上，我們與微軟團(tuán)隊(duì)密切合作，以提高運(yùn)行大型語言模型的效率并減少碳排放?！蔽④浿赋?，該公司正在購(gòu)買可再生能源，并采取其他措施，以實(shí)現(xiàn)之前宣布的目標(biāo)，即到2030年實(shí)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(shí)致力于提高大型系統(tǒng)在培訓(xùn)和應(yīng)用方面的效率。”

耶路撒冷希伯來大學(xué)教授羅伊·施瓦茨與微軟的一個(gè)團(tuán)隊(duì)合作，測(cè)量了一個(gè)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(yùn)行。能源咨詢公司W(wǎng)ood Mackenzie的本·赫茲·沙格爾表示：“由于AI訓(xùn)練可以隨時(shí)進(jìn)行，開發(fā)者或數(shù)據(jù)中心可以將訓(xùn)練安排在電力更便宜或過剩的時(shí)候，從而使它們的運(yùn)營(yíng)更加環(huán)保。AI公司在電力過剩時(shí)訓(xùn)練自己的模型，然后在營(yíng)銷中將其當(dāng)成一大賣點(diǎn)，以此表明他們注重環(huán)保。”

芯片運(yùn)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(xùn)練AI模型，這些組件是芯片行業(yè)制造的最耗電組件之一。摩根士丹利分析師早些時(shí)候發(fā)布的一份報(bào)告稱，大型模型需要數(shù)萬個(gè)GPU，培訓(xùn)周期從幾周到幾個(gè)月不等。

AI領(lǐng)域更大的謎團(tuán)之一是與所使用芯片相關(guān)的碳排放總量。最大的GPU制造商英偉達(dá)表示，當(dāng)涉及到AI任務(wù)時(shí)，他們的芯片可以更快地完成任務(wù)，總體上效率更高。

英偉達(dá)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(duì)于某些AI工作負(fù)載來說，能效通常可以提高20倍，對(duì)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?！?/p>

盧西奧尼說：“雖然英偉達(dá)已經(jīng)披露了與能源相關(guān)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(xì)節(jié)。她認(rèn)為，當(dāng)英偉達(dá)分享這些信息時(shí)，我們可能發(fā)現(xiàn)GPU消耗的電量與一個(gè)小國(guó)用電量差不多，這可能會(huì)讓人抓狂。