中國儲能網(wǎng)訊：“AI高能耗困局如何破”已經(jīng)成為行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)之一。
人工智能（AI）作為名副其實(shí)的高能耗領(lǐng)域，電力消費(fèi)增速高、占比大，尤其隨著算力規(guī)模不斷增加，能耗也呈現(xiàn)幾何式增長。為此，“AI高能耗困局如何破”已經(jīng)成為行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)之一。科技行業(yè)正積極尋求各種解決方案，一方面探索新算法、量子計(jì)算等理論層面方案，另一方面探索部署核電等清潔能源技術(shù)的前景。
新算法提供降能耗新思路
盡管AI在構(gòu)建更高效、更穩(wěn)定和更智能電網(wǎng)方面展現(xiàn)出巨大潛力和廣闊發(fā)展前景，但其給能源安全和脫碳目標(biāo)構(gòu)成了不小挑戰(zhàn)。有數(shù)據(jù)顯示，ChatGPT每天需要約564兆瓦時能源，足以為美國1.8萬戶家庭供電。
新算法正在為破解AI高能耗提供新思路。油價(jià)網(wǎng)報(bào)道稱，越來越多的科研團(tuán)隊(duì)開始加大更高效計(jì)算方法的研究力度，旨在盡可能降低AI能耗。
技術(shù)初創(chuàng)公司BitEnergy AI日前發(fā)表最新研究成果，可以通過一種新穎獨(dú)特的整數(shù)加法算法將AI能耗降低95%。這種新算法采用整數(shù)加法，浮點(diǎn)數(shù)乘法通過操控大量浮點(diǎn)數(shù)以實(shí)現(xiàn)高精度運(yùn)算需求，從而成為AI計(jì)算中最耗能的部分。
研究該算法的BitEnergy AI科研團(tuán)隊(duì)表示，在多種任務(wù)上對新算法進(jìn)行測試，不僅可以實(shí)現(xiàn)同樣的計(jì)算結(jié)果，還能大幅降低能耗。這不僅有望使計(jì)算成本大幅下降，同時也為硬件設(shè)計(jì)帶來新思路。
據(jù)悉，上述算法對硬件需求與當(dāng)前主流有所不同，這意味著需要對現(xiàn)有硬件進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整。該科研團(tuán)隊(duì)同樣關(guān)注硬件設(shè)計(jì)與優(yōu)化，目標(biāo)是將有效的計(jì)算方法與相應(yīng)硬件架構(gòu)相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)AI模型在數(shù)量計(jì)算方面的高效性和低能耗。
量子計(jì)算處于理論層面
除了新算法，量子計(jì)算也為降低AI高能耗提供潛在解題思路。AI和量子計(jì)算作為全球最受矚目的兩大前沿科技領(lǐng)域，交匯點(diǎn)正在逐漸顯現(xiàn)。
AI憑借在數(shù)據(jù)處理、模式識別以及自動化決策中的強(qiáng)大能力，成為推動各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要力量，量子計(jì)算則通過顛覆傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)架構(gòu)，以其獨(dú)特的量子位和量子糾纏等原理，展現(xiàn)出在解決復(fù)雜計(jì)算問題上的巨大潛力。
當(dāng)前，科研人員的研究方向大都圍繞“如何降低每進(jìn)行一次計(jì)算所需的能量”這一主題展開，其中將量子計(jì)算應(yīng)用于AI頗受關(guān)注，這不僅可以使大型語言模型更加快速執(zhí)行高度復(fù)雜計(jì)算，而且只需要更少的資源。
普通計(jì)算機(jī)以二進(jìn)制運(yùn)行，以1和0作為開關(guān)，但量子計(jì)算以量子位運(yùn)行，量子位可以同時打開和關(guān)閉，這種同時打開和關(guān)閉的狀態(tài)稱為疊加，可以徹底改變當(dāng)前認(rèn)知的計(jì)算模式。在某些特定情況下，量子計(jì)算機(jī)的能效可以比當(dāng)前的超級計(jì)算機(jī)高出100倍之多。
業(yè)內(nèi)不少人士認(rèn)為，量子計(jì)算與AI“天然適配”。量子計(jì)算公司IonQ總裁兼首席執(zhí)行官彼得·查普曼表示：“對于量子計(jì)算擅長的事情，如AI處理，任何GPU都無法與之競爭。這些工作負(fù)載最終將由量子承擔(dān)，而當(dāng)前的技術(shù)根本無法與之抗衡。”
盡管量子計(jì)算機(jī)在特定情況下可能比傳統(tǒng)超級計(jì)算機(jī)具有更高的能效，但其在關(guān)鍵領(lǐng)域中的應(yīng)用在當(dāng)前階段更多還停留在理論層面，實(shí)際應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn)，破解AI高能耗困局需要更直接、更現(xiàn)實(shí)、更商業(yè)化的實(shí)踐方案。
核電成科技領(lǐng)域新寵
無論是新算法，還是量子計(jì)算，實(shí)現(xiàn)商業(yè)化之前還有很長的路要走。業(yè)內(nèi)人士指出，提高清潔能源使用規(guī)模、改善能源效率等更廣泛的方法措施，才是破解AI高能耗難題的關(guān)鍵。
目前，越來越多的科技企業(yè)考慮采用核電滿足AI不斷增長的能源需求。美國人工智能研究公司OpenAI聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官薩姆·奧爾特曼表示，未來AI系統(tǒng)將需要極其大量能源，而核電技術(shù)可以有效幫助提供這些能源。
巴克萊銀行指出，解決AI電力和能耗難題需要更廣泛的方法，包括擴(kuò)大現(xiàn)代化電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、將可再生能源與公用事業(yè)規(guī)模儲能設(shè)施結(jié)合、利用現(xiàn)有核電和先進(jìn)小堆技術(shù)、擴(kuò)大地?zé)岬刃滦蜔o碳能源規(guī)模等。
據(jù)了解，甲骨文、微軟、谷歌、亞馬遜、Meta等科技巨頭接連宣布投資核電，支持開發(fā)小型模塊化核反應(yīng)堆，旨在滿足數(shù)據(jù)中心和AI日益增長的需求。核電正在成為科技公司“新寵”。
今年12月，Meta宣布，正積極向核電開發(fā)商征求提案，旨在通過增加核能發(fā)電能力來推動AI發(fā)展并實(shí)現(xiàn)環(huán)境目標(biāo)，計(jì)劃到2030年代初增添1至4吉瓦核電裝機(jī)，同時考慮大型傳統(tǒng)反應(yīng)堆和小型模塊化設(shè)計(jì)。
9月，微軟宣布達(dá)成一項(xiàng)為期 20 年的協(xié)議，將從此前一度停運(yùn)的三哩島核電站購買能源，為其數(shù)量日益增長的數(shù)據(jù)中心提供動力。
谷歌與核電技術(shù)公司 Kairos Power 商討開發(fā)多座小型模塊化核反應(yīng)堆的合作，目標(biāo)是在2030年前投建第一座小型模塊化反應(yīng)堆，到2035年建成更多。亞馬遜目前已和3家公司展開合作，同時還在投資小型模塊化核反應(yīng)堆，并購買核電資產(chǎn)。
目前，正在與公用事業(yè)公司 Dominion Energy 探討在弗吉尼亞州現(xiàn)有 North Anna 核電站附近安裝一座小型模塊化反應(yīng)堆的可能性。亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)公司全球數(shù)據(jù)中心副總裁凱文·米勒表示：“AI正在推動數(shù)據(jù)中心數(shù)量和電網(wǎng)所需電力大幅增加。先進(jìn)核電技術(shù)是必不可少的一環(huán)?！?
根據(jù)伍德麥肯茲最新報(bào)告，今年上半年，美國新宣布的數(shù)據(jù)中心總裝機(jī)容量接近240吉瓦，已經(jīng)超過2023年全年裝機(jī)總量。亞馬遜、Meta、谷歌和微軟在數(shù)據(jù)中心建設(shè)上的支出預(yù)計(jì)將在2025年達(dá)到1780億美元，較今年增長11%。
