人工智能（AI）作為名副其實的高能耗領域，電力消費增速高、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)關注的熱點之一?？萍夹袠I(yè)正積極尋求各種解決方案，一方面探索新算法、量子計算等理論層面方案，另一方面探索部署核電等清潔能源技術的前景。
盡管AI在構建更高效、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構成了不小挑戰(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。油價網(wǎng)報道稱，越來越多的科研團隊開始加大更高效計算方法的研究力度，旨在盡可能降低AI能耗。
技術初創(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，浮點數(shù)乘法通過操控大量浮點數(shù)以實現(xiàn)高精度運算需求，從而成為AI計算中最耗能的部分。
研究該算法的BitEnergy AI科研團隊表示，在多種任務上對新算法進行測試，不僅可以實現(xiàn)同樣的計算結果，還能大幅降低能耗。這不僅有望使計算成本大幅下降，同時也為硬件設計帶來新思路。
據(jù)悉，必贏官網(wǎng)首頁上述算法對硬件需求與當前主流有所不同，這意味著需要對現(xiàn)有硬件進行改進和調(diào)整。該科研團隊同樣關注硬件設計與優(yōu)化，目標是將有效的計算方法與相應硬件架構相結合，以實現(xiàn)AI模型在數(shù)量計算方面的高效性和低能耗。
除了新算法，量子計算也為降低AI高能耗提供潛在解題思路。AI和量子計算作為全球最受矚目的兩大前沿科技領域，交匯點正在逐漸顯現(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，量子計算則通過顛覆傳統(tǒng)計算機架構，以其獨特的量子位和量子糾纏等原理，展現(xiàn)出在解決復雜計算問題上的巨大潛力。
當前，科研人員的研究方向大都圍繞“如何降低每進行一次計算所需的能量”這一主題展開，其中將量子計算應用于AI頗受關注，這不僅可以使大型語言模型更加快速執(zhí)行高度復雜計算，必贏官網(wǎng)首頁而且只需要更少的資源。
普通計算機以二進制運行，以1和0作為開關，但量子計算以量子位運行，量子位可以同時打開和關閉，這種同時打開和關閉的狀態(tài)稱為疊加，可以徹底改變當前認知的計算模式。在某些特定情況下，量子計算機的能效可以比當前的超級計算機高出100倍之多。
業(yè)內(nèi)不少人士認為，量子計算與AI“天然適配”。量子計算公司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。這些工作負載最終將由量子承擔，而當前的技術根本無法與之抗衡?！?
盡管量子計算機在特定情況下可能比傳統(tǒng)超級計算機具有更高的能效，但其在關鍵領域中的應用在當前階段更多還停留在理論層面，實際應用仍面臨諸多挑戰(zhàn)，破解AI高能耗困局需要更直接、更現(xiàn)實、更商業(yè)化的實踐方案。
無論是新算法，還是量子計算，實現(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，包括擴大現(xiàn)代化電網(wǎng)基礎設施、將可再生能源與公用事業(yè)規(guī)模儲能設施結合、利用現(xiàn)有核電和先進小堆技術、擴大地熱等新型無碳能源規(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)展并實現(xiàn)環(huán)境目標，計劃到2030年代初增添1至4吉瓦核電裝機，同時考慮大型傳統(tǒng)反應堆和小型模塊化設計。
9月，微軟宣布達成一項為期 20 年的協(xié)議，將從此前一度停運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。
谷歌與核電技術公司 Kairos Power 商討開發(fā)多座小型模塊化核反應堆的合作，目標是在2030年前投建第一座小型模塊化反應堆，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堆的可能性。亞馬遜網(wǎng)絡服務公司全球數(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。先進核電技術是必不可少的一環(huán)?！?
根據(jù)伍德麥肯茲最新報告，今年上半年，美國新宣布的數(shù)據(jù)中心總裝機容量接近240吉瓦，已經(jīng)超過2023年全年裝機總量。亞馬遜、Meta、谷歌和微軟在數(shù)據(jù)中心建設上的支出預計將在2025年達到1780億美元，較今年增長11%。