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ChatGPT一天“吃”50萬度電,AI熱潮下美國上演電力“搶奪戰(zhàn)”,核能、地?zé)岷腿剂想姵爻尚孪M?

每日經(jīng)濟(jì)新聞 2024-04-24 12:48:54

每經(jīng)記者 李孟林    每經(jīng)編輯 何小桃 蘭素英    

“大模界”是每日經(jīng)濟(jì)新聞推出一檔專注生成式AI與大模型技術(shù)的前沿科技報(bào)道欄目。

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毫無疑問,人工智能(AI)的浪潮正在以前所未有的速度席卷全球,成為推動科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)增長的新引擎。然而,在這場技術(shù)革命的背后,一個(gè)被忽視的挑戰(zhàn)正悄然逼近——緊張的電力供應(yīng)。

“明年將沒有足夠的電力來運(yùn)行所有的芯片。”埃隆·馬斯克的預(yù)言不僅是對未來的警示,更是對當(dāng)前電力需求激增的深刻洞察。《紐約客》雜志報(bào)道指出,OpenAI的ChatGPT每天消耗的電力相當(dāng)于1.7萬個(gè)美國家庭的用電量。這一數(shù)字令人震驚,更揭示了AI對電力的巨大需求。

而在其最新研報(bào)中,美銀美林描繪了一幅更加緊迫的圖景:美國的AI電力使用量預(yù)計(jì)將在2023年至2028年間以25%~33%的年復(fù)合增長率增長。芯片設(shè)計(jì)公司Arm首席執(zhí)行官更是直言,到2030年AI可能會用掉美國四分之一的電力。

面對這一挑戰(zhàn),美國的電力系統(tǒng)正遭受前所未有的壓力。公共電網(wǎng)系統(tǒng)的改造迫在眉睫,卻因種種障礙而進(jìn)展緩慢。企業(yè)為了爭奪有限的電網(wǎng)接入權(quán)限,已經(jīng)將競爭延伸到了科技產(chǎn)業(yè)并不發(fā)達(dá)的地區(qū),如俄亥俄、愛荷華等地。

在這樣的背景下,探索新的電力供應(yīng)方案變得至關(guān)重要。核聚變、燃料電池和地?zé)崮艿惹鍧嵞茉醇夹g(shù),正在被企業(yè)視為未來電力供應(yīng)的潛在保障。

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美國電力系統(tǒng)承壓:ChatGPT一天“吃”掉

1.7萬個(gè)家庭的用電量

“我認(rèn)為,明年將沒有足夠的電力來運(yùn)行所有的芯片。”在今年3月的一場活動中,馬斯克如此預(yù)言AI熱潮背后的電力短缺風(fēng)險(xiǎn)。

AI大模型的訓(xùn)練和推理需要巨大的電力供應(yīng)。據(jù)《紐約客》雜志報(bào)道,OpenAI的ChatGPT每天要響應(yīng)大約2億個(gè)請求,消耗的電力超過50萬度,相當(dāng)于1.7萬個(gè)美國家庭的用電量。“算力的盡頭是電力”,這雖然是句玩笑話,但卻有其深刻之處。

作為AI產(chǎn)業(yè)發(fā)展的領(lǐng)頭羊,美國已經(jīng)感受到了AI需求對電網(wǎng)的擠壓。技術(shù)創(chuàng)業(yè)者、前谷歌工程師凱爾·科比特(Kyle Corbitt)近日在社交媒體上透露,訓(xùn)練GPT-6的微軟工程師們正忙著把分布在不同地區(qū)的GPU連接起來,這是一件很困難的事情,但他們別無選擇,因?yàn)槿绻?0萬塊英偉達(dá)H100芯片集中放在一個(gè)區(qū)域,會導(dǎo)致電網(wǎng)崩潰。

當(dāng)前,美國各大科技巨頭都在積極部署AI,在全國各地部署數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)設(shè)施,電網(wǎng)的接入權(quán)限成為了重要的競爭資源。據(jù)《華盛頓郵報(bào)》報(bào)道,傳統(tǒng)上與計(jì)算產(chǎn)業(yè)毫無關(guān)聯(lián)的地區(qū),如俄亥俄州的哥倫布市、愛荷華州的阿爾圖納市和印第安納州的韋恩堡市都成為了數(shù)據(jù)中心開發(fā)商爭奪土地和電網(wǎng)接入權(quán)限的地方。

“現(xiàn)在所有人都在追逐電力,他們愿意去任何地方。”房地產(chǎn)服務(wù)公司仲量聯(lián)行數(shù)據(jù)中心市場董事總經(jīng)理Andy Cvengros對《華盛頓郵報(bào)》表示。據(jù)Cvengros,電力公司普遍表示,面對突然涌入的電力需求,他們需要評估自己的系統(tǒng)承載能力后才知道能否應(yīng)對。

最近,數(shù)據(jù)中心開發(fā)商Michael Halaburda和Arman Khalili正忙著將波特蘭地區(qū)一家廢棄的瓷磚工廠改造成數(shù)據(jù)中心。就在幾個(gè)月前,他們還認(rèn)為電力不是問題,然而最近電力公司卻提醒他們,需要進(jìn)行“線路和負(fù)載研究”,以評估是否能為這個(gè)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目提供60兆瓦的電力,這大約是4.5萬戶美國家庭的用電量。

據(jù)國際能源署的數(shù)據(jù),2022年美國共有約2700個(gè)數(shù)據(jù)中心,電力消耗占全國總量的4%左右,到2026年,這一比例將達(dá)到6%。

隨著AI對芯片的需求越來越大,以及更高性能的芯片群所需要的冷卻需求,AI產(chǎn)業(yè)的電力需求將會只增不減。芯片設(shè)計(jì)公司Arm的首席執(zhí)行官Rene Haas近日憂心忡忡地表示,如果不提高芯片的效率,到2030年AI數(shù)據(jù)中心的耗電量可能高達(dá)美國電力需求的20%到25%。

美銀美林在研報(bào)中指出,AI數(shù)據(jù)中心擴(kuò)張還只是美國電力需求增長的因素之一,其他推動因素還包括工業(yè)增長、電動汽車的普及以及建筑電氣化。

美銀美林預(yù)測,2023年至2030年,美國電力需求將以2.8%的年復(fù)合增長率(CAGR)增長,其中,AI的電力使用量將在2023年至2028年間以25%到33%的年復(fù)合增長率增長,這無疑將給數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)和運(yùn)營帶來挑戰(zhàn)。

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公共電網(wǎng)升級難

企業(yè)各顯神通“搶電”

在巨大的電力需求前景下,美國的電力基礎(chǔ)設(shè)施亟需擴(kuò)容和升級,以應(yīng)對AI訓(xùn)練等事件帶來的電力集中需求。美國的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施多建成于上世紀(jì)60至70年代,且多數(shù)輸電線路和變壓器運(yùn)行超過25年,容易因極端天氣影響而斷電,2021年寒潮導(dǎo)致的得克薩斯州大停電便是證明。

在此背景下,美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(FERC)將于5月13日召開特別會議,討論電力輸送問題。據(jù)悉,會議將制定計(jì)劃,加速遠(yuǎn)距離輸電線項(xiàng)目的開發(fā)和清潔能源項(xiàng)目接入電網(wǎng)的事宜。

實(shí)際上,緩解電力瓶頸是拜登政府的優(yōu)先事項(xiàng)之一,但是建設(shè)全國電網(wǎng)涉及跨州問題,聯(lián)邦政府權(quán)力有限,此外這還涉及到大量的土地購買、環(huán)境評估和各州之間有關(guān)成本的討價(jià)還價(jià),終究是一個(gè)漫長和繁雜的過程。數(shù)據(jù)顯示,在2013年,美國每年還能建造4000英里的輸電線,而如今這一數(shù)字連1000英里都達(dá)不到。

在公共電網(wǎng)短期內(nèi)無法顯著改善這一現(xiàn)實(shí)面前,企業(yè)界開始自己尋找解決辦法,保障自家電力供應(yīng)。

購買核能就是主要方向之一。2024年3月,亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)公司(AWS)簽署了一項(xiàng)協(xié)議,將在賓夕法尼亞州的一個(gè)核電站旁購買一個(gè)數(shù)據(jù)中心,并有可能從該廠獲得高達(dá)960兆瓦的專用電力。

此外,建立小型核反應(yīng)堆來專門供電也是一條思路。

微軟2023年開出招聘啟事,希望尋找一名核技術(shù)專家,負(fù)責(zé)評估和整合小型模塊化核反應(yīng)堆和微反應(yīng)堆,“為支持微軟云和人工智能的數(shù)據(jù)中心提供動力”。而且,微軟還在核聚變領(lǐng)域布局,2023年5月便與核聚變初創(chuàng)公司Helion簽署了一項(xiàng)電力購買協(xié)議,計(jì)劃于2028年從Helion購買電力。值得一提的是,OpenAI CEO山姆·阿爾特曼正是這家初創(chuàng)公司的早期重要投資者。

不過,目前,美國還沒有一個(gè)小型模塊化核反應(yīng)堆,部分原因是聯(lián)邦機(jī)構(gòu)核管理委員會漫長的獨(dú)立監(jiān)管程序。而利用核聚變發(fā)電也仍是一個(gè)尚未實(shí)現(xiàn)的科學(xué)目標(biāo)。

前述數(shù)據(jù)中心開發(fā)商Michael Halaburda和Arman Khalili則轉(zhuǎn)向了燃料電池和地?zé)岬容^為成熟的技術(shù)。他們在波特蘭的數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目將主要由天然氣為燃料的燃料電池供電,電網(wǎng)的電力只起到補(bǔ)充作用。在得克薩斯州南部的另外一個(gè)新項(xiàng)目中,他們甚至選擇不接入電網(wǎng),而是直接挖掘數(shù)百米,以地?zé)岚l(fā)電為數(shù)據(jù)中心供電。

記者|李孟林

編輯|何小桃 蘭素英 蓋源源

校對|段煉

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