林伯強(qiáng)專(zhuān)欄丨人工智能時(shí)代需要可持續(xù)發(fā)展的算力支撐

  

林伯強(qiáng)專(zhuān)欄丨人工智能時(shí)代需要可持續(xù)發(fā)展的算力支撐(圖1)

  當(dāng)前人工智能正處于高速發(fā)展階段:一方面,ChatGPT等應(yīng)用的爆火讓人工智能成為各界關(guān)注焦點(diǎn),大模型持續(xù)迭代,AI在醫(yī)療、金融、制造、教育、交通等多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用不斷深化。另一方面,人工智能的發(fā)展高度依賴算力,全球科技巨頭紛紛加大對(duì)人工智能基礎(chǔ)設(shè)施的投資,算力市場(chǎng)需求急劇增長(zhǎng)。

  隨著全球數(shù)據(jù)中心電力消耗的大幅增加,數(shù)據(jù)中心將成為全球能耗的重要組成部分。這不僅給碳減排帶來(lái)巨大壓力,也對(duì)資源的合理利用提出了更高要求。但同時(shí),人工智能也為可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇,例如可助力能源管理的優(yōu)化、環(huán)境監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)等,為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)提供新的技術(shù)手段和解決方案。因此,在發(fā)展算力的同時(shí),如何提高能效和減少碳排放,已經(jīng)成為推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)的重要問(wèn)題。

  可持續(xù)發(fā)展算力的主要現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)首先在于,海量計(jì)算加劇電力供應(yīng)緊張局面。bwin必贏官方網(wǎng)站從早期計(jì)算機(jī)的高能耗,到微處理器引入后的能效提升,再到數(shù)據(jù)中心時(shí)代的能耗挑戰(zhàn),計(jì)算能耗的發(fā)展經(jīng)歷了多階段的演變。盡管單位計(jì)算能耗持續(xù)下降,但計(jì)算設(shè)備總量的增加導(dǎo)致整體能耗上升。互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展催生了眾多數(shù)據(jù)中心。這些數(shù)據(jù)中心集中大量計(jì)算設(shè)備,成為全球能耗的重要組成部分。大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行需要大量的電力支撐。服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的持續(xù)運(yùn)行消耗了大量能源。

  數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器在高負(fù)載下會(huì)產(chǎn)生大量熱量,必須通過(guò)高效的冷卻系統(tǒng)來(lái)保持適宜的工作溫度。傳統(tǒng)的空調(diào)和冷卻系統(tǒng)能耗高,在數(shù)據(jù)中心總體能耗中占據(jù)了很大比例。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn),許多數(shù)據(jù)中心開(kāi)始采用先進(jìn)的冷卻技術(shù),如液體冷卻和自然冷卻,以降低能源消耗。高能耗、碳足跡及環(huán)境影響等問(wèn)題,要求數(shù)據(jù)中心行業(yè)不斷探索和實(shí)施更加高效和可持續(xù)的解決方案。如今,數(shù)據(jù)中心開(kāi)始采用各種節(jié)能技術(shù),包括虛擬化技術(shù)、冷卻技術(shù)優(yōu)化和智能能效管理系統(tǒng)等。通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、能效優(yōu)化和政策推動(dòng),數(shù)據(jù)中心行業(yè)有望在滿足不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)需求的同時(shí),降低能源消耗和環(huán)境影響,實(shí)現(xiàn)更加綠色和可持續(xù)的發(fā)展。

  其次是算力能耗帶來(lái)生態(tài)環(huán)境的問(wèn)題。數(shù)據(jù)中心和計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的能耗直接影響碳排放。如果全球數(shù)據(jù)中心的電力主要來(lái)源于化石燃料,則會(huì)顯著增加碳排放。并且,數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)需要大量的自然資源,包括水、金屬和礦物。數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)常常需要大量的水資源,在水資源短缺的地區(qū)這個(gè)問(wèn)題尤為突出。bwin必贏官方網(wǎng)站此外,制造服務(wù)器及其組件需要消耗大量的礦物資源,如銅、鋁和稀土元素。這些資源的開(kāi)采和加工不僅對(duì)環(huán)境造成負(fù)擔(dān),還可能導(dǎo)致生態(tài)破壞和資源枯竭。隨著技術(shù)更新?lián)Q代加速,數(shù)據(jù)中心和計(jì)算設(shè)備的壽命逐漸縮短,電子廢棄物的問(wèn)題也日益突出。數(shù)據(jù)中心淘汰的老舊服務(wù)器和硬件設(shè)備往往被丟棄或回收處理,但不當(dāng)處理可能導(dǎo)致有害物質(zhì)的泄漏,對(duì)環(huán)境造成污染。碳排放、資源消耗和電子廢棄物問(wèn)題,需要通過(guò)綠色能源轉(zhuǎn)型、能效提升和電子廢棄物管理等措施加以應(yīng)對(duì)。只有通過(guò)綜合治理和技術(shù)創(chuàng)新,才能在滿足不斷增長(zhǎng)的算力需求的同時(shí),減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

  對(duì)此,為進(jìn)一步促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展,筆者建議通過(guò)多個(gè)方面推動(dòng)算力可持續(xù)發(fā)展。

  一是廣泛應(yīng)用綠色能源。充分利用本地豐富的水電、光伏和風(fēng)能資源,爭(zhēng)取為數(shù)據(jù)中心提供100%的綠色電力,充分整合各種可再生能源實(shí)現(xiàn)清潔電力供應(yīng)。鼓勵(lì)各地根據(jù)自身的自然資源優(yōu)勢(shì)(如風(fēng)能、光伏、地?zé)岬龋┱隙喾N綠色能源形式,建設(shè)綠色電力供應(yīng)鏈。政府應(yīng)提供激勵(lì)措施和政策支持,推動(dòng)綠色能源的投資和開(kāi)發(fā),以支持?jǐn)?shù)據(jù)中心及其他高能耗設(shè)施的綠色轉(zhuǎn)型。

  二是推廣高效冷卻技術(shù)和環(huán)保材料。在氣候條件適宜的高原和干燥地區(qū),采用自然風(fēng)冷和液體冷卻技術(shù),降低數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)中的冷卻能耗。在數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)階段就應(yīng)提前布局,將冷卻技術(shù)的選擇納入考量。同時(shí),建議在數(shù)據(jù)中心建設(shè)中使用低碳環(huán)保材料,降低建筑的環(huán)境足跡。應(yīng)制定和推廣綠色建筑標(biāo)準(zhǔn),要求數(shù)據(jù)中心在建設(shè)中使用環(huán)保建筑材料和節(jié)能設(shè)計(jì),從而減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。鼓勵(lì)研發(fā)和使用新型環(huán)保建筑材料,以提高建筑的節(jié)能性能和環(huán)境友好性。

  三是引入應(yīng)用數(shù)據(jù)中心智能管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)中心通過(guò)人工智能驅(qū)動(dòng)的智能能源管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和能效優(yōu)化,這不僅有助于提高能源使用效率,還有助于減少能耗。應(yīng)倡導(dǎo)數(shù)據(jù)中心引入智能化能源管理系統(tǒng),以此實(shí)現(xiàn)對(duì)能源使用情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控,達(dá)到優(yōu)化能源使用、降低能耗的目的,并提升運(yùn)營(yíng)效率。與此同時(shí),應(yīng)針對(duì)數(shù)據(jù)中心管理人員開(kāi)展智能能源管理系統(tǒng)相關(guān)培訓(xùn),保障該技術(shù)能夠得到有效應(yīng)用與維護(hù)。借助技術(shù)創(chuàng)新、能效優(yōu)化以及政策推動(dòng)等手段,有希望在滿足算力需求持續(xù)增長(zhǎng)這一狀況的同時(shí),對(duì)能源消耗和環(huán)境影響加以控制,進(jìn)而達(dá)成更具綠色屬性、更可持續(xù)的發(fā)展目標(biāo)。